[发明专利]冶炼烟气急冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种急冷系统，用于冷却和可能清洗特别是冶炼烟气， 该冶炼烟气与含酸液体特别是硫酸被并流引导，该急冷系统包括：气 体进口，冶炼烟气通过该气体进口从顶部供应；环形槽道，其围绕文 氏管上部的内圆周延伸，含酸液体溢过该环形槽道的溢流内壁进入该 文氏管上部；以及设在该环形槽道下面的横向喷嘴，额外的含酸液体 经横向喷嘴被引入。

背景技术

急冷系统例如用来冷却并且也部分地用来清洗金属冶炼时在冶金 过程中得到的含二氧化硫的气体。当含二氧化硫的气体随后用于生产 硫酸时，在进入制硫酸设备的接触区前必须除去气体中的固体和杂质。 在例如灰尘分离器、静电除尘器等中分离了大部分灰尘后，在急冷系 统例如在径向流涤气器中进行气体清洗。在该急冷系统中，气体被冷 却到适用于随后设备的程度，并部分地清洗。剩余的杂质被部分地吸 收在硫酸中并与气流分离。

在图1所示的传统急冷系统1中，急冷塔的盖2包括喷嘴3，例 如25％硫酸经喷嘴3被引入。要被清洗的含二氧化硫的热气体经气体 进口4被引入，并与硫酸逆流地被引导。为了能抗废酸，该急冷塔具 有耐酸内衬5。该耐酸内衬的材料视要承受的状况而定，有的材料特 别适合于承受干/热状况，有的材料适合于承受湿/冷状况。这里始终 关键的是只遭受干热气体的壁部与只遭受相对较冷的湿硫酸的壁部之 间的过渡区。在图1所示实施例中，气体进口4处的X区重复地包括 有时只遭受热气体并且然后遭受干/热状况的部分，或有时被硫酸湿润 并且然后遭受湿/冷状况的部分。这种交替变化的遭受状况导致内衬的 磨损增加，从而必须更换该内衬。

在急冷塔的替代实施例中，含二氧化硫的气体与用来冷却和清洗 的硫酸被并流引导。在图2所示文氏管型急冷塔10的实施例中，硫酸 经横向喷嘴11喷入从顶部供应的气体中。喷嘴11上方设有环形管12， 额外的硫酸经环形管12被喷到文氏管部分的壁上以湿润该壁。这应确 保清楚分开干/热区与湿/冷区。但是，腐蚀问题导致该文氏管部分的 壁的湿润不均匀，并且壁部既受到干/热状况又受到湿/冷状况而导致 区域不明确。

在图3所示文氏管型急冷塔20中，经供应硫酸的周向环形管道 22来湿润横向喷嘴21上方的壁部。硫酸从环形管道22经溢流壁23 流入急冷塔20的文氏管部分中，并且湿润壁。由于在环形管道22中 的沉积和由于含有固体的气流造成的紊流，这里也会发生不均匀溢流， 这会导致内衬区交替受到干/热和湿/冷状况。

发明内容

本发明的目的是使得文氏管部分中的干/热区和湿/冷区清楚分 开，从而提高急冷塔的耐久性。

本发明提供了一种急冷系统，用于冷却和/或清洗冶炼烟气，该冶 炼烟气与含酸液体被并流引导，该急冷系统包括：气体进口，冶炼烟 气通过该气体进口从文氏管顶部供应；环形槽道，其围绕文氏管上部 的内圆周延伸，并包括溢流内壁，含酸液体能溢过该溢流内壁进入该 文氏管上部；以及设在该环形槽道下面的横向喷嘴，用于引入额外的 含酸液体，其中，文氏管上部的内径大于气体进口的内径，并且环形 槽道朝向顶部扩口。

利用本发明基本上实现了该目的，其中，文氏管喉部前的文氏管 上部内径大于气体进口内径。因此，从顶部经气体进口流入的气体不 削弱含酸液体特别是硫酸从环形槽道的溢流，以便硫酸可均匀湿润文 氏管上部的周壁。这确保了使气体进口附近只遭受干热状况的壁衬的 区域与从环形槽道继续前进的只遭受湿冷状况的区域清楚分开。通过 相应选择急冷塔内衬的材料，可大大提高其使用寿命，从而维护时间 间隔可延长。

但是，图2和3所示已知的文氏管型急冷塔的共同点是，气体进 口直径与文氏管喉部前的文氏管部分的直径相同。图1所示逆流工作 急冷塔1也具有不变的内径。

按照本发明一个优选方面，文氏管上部的内径比气体进口内径大 5-15％、最好7-10％。这确保了硫酸可从环形槽道中不受干扰地溢过 溢流壁，并可均匀湿润该文氏管部分的壁。在气体进口直径例如为 2800mm时，该文氏管部分的内径增大100-500mm、最好增大约 300mm是适宜的。

按照本发明一特别优选实施例，环形槽道朝向顶部扩口。这使得 在环形槽道底部的流速高，从而防止硫酸中所含的固体沉积在管道中。 另一方面，环形槽道上部扩口确保了硫酸的溢流速度低，以便在该文 氏管部分的壁上形成均匀的液膜。