加压浸出工艺尾气处理装置及方法与流程

本发明属于化工、冶金设备技术领域，特别是涉及一种加压浸出工艺尾气处理装置及方法。

背景技术：

加压浸出工艺属于湿法冶金技术，该工艺对于处理特定有色金属低品位资源及伴生矿产资源具有金属提取率高、工艺流程短等特点。加压浸出工艺产生的尾气可以分为两类，一类为反应釜、闪蒸槽等压力容器内排出的高温带压混合气，该混合气中主要含有脏蒸汽、不凝气、少量(酸性)液滴及固体微粒。另一类为矿浆配置槽等常压设备排除的中高温常压混合气，该混合气中主要含有脏蒸汽及少量不凝气。为保证达标排放，应尽可能在尾气排放前去除其携带的微小液滴、气溶胶、固体微粒，并使离开排气筒的尾气不产生明显可见的烟羽。同时，上述加压浸出工艺产生的两类尾气的温度、压力、成分均存在差异应采取针对性的处理策略。

传统的加压浸出工艺尾气处理系统通常设置折流板洗涤塔，利用尾气交替穿过洗涤液在折流板间形成的水帘达到气液接触传质的目的。然而折流板洗涤塔所能提供的气液接触面积及接触强度有限，尾气中的部分气溶胶、固体微粒去除效果不佳。同时，高压尾气与常压尾气从同一位置送入洗涤塔，常压尾气因入口处阻力加大而无法送入洗涤塔。另外，排放的尾气水分达到饱和，尾气温度与常温相差不大，尾气从排气筒出来后的温度稍有下降饱和汽就容易冷凝成烟羽或液滴，形成白雾。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种既能同时处理高、低压尾气，又能避免排放时产生白雾的加压浸出工艺尾气处理装置及方法。

本发明提供的这种加压浸出工艺尾气处理装置，包括气气换热器、洗涤装置、气液分离器和排气筒；气气换热器包括外壳和换热管，外壳为密闭壳体，外壳的上部侧壁设有出气口、下部侧壁设有高压尾气进口，换热管设置于外壳内、顶端与排气筒连通、底端与气液分离器连通；洗涤装置包括多级从上至下依次布置的多级洗涤器，顶部洗涤器的输入端与外壳上的出气口连通，底部洗涤器包括循环液出口和常压尾气进口，底部洗涤器与气液分离器之间设有液相连通管和气相连通管。

所述外壳为圆筒型壳体，其内设有一对管板，管板上设若干通孔，两管板将外壳内腔分为三个腔体，上从往下依次为排气腔、换热腔和进气腔；所述换热管同轴布置于换热腔内、顶端装入上部管板的通孔内、底端装入下部管板的通孔中。

所述换热腔内设若干折流板，折流板上设用于所述换热管穿过的管孔；换热腔底部侧壁外设进气口；换热腔底部外包覆进气夹套，进气夹套侧壁底部设有排污口，外设切向气管。

所述洗涤装置包括一级洗涤器和二级洗涤器，一级洗涤器同轴布置与二级洗涤器的顶部；一级洗涤器的输入端与所述换热腔连通，输出端与二级洗涤器连通。

所述一级洗涤器包括相互连通的洗涤段和气液初分段，洗涤段同轴布置于气液初分段的顶部。

所述洗涤段包括洗涤管、顶盖和逆喷管，洗涤管的两端均为开口、管壁上部设有通孔与气气换热器出气口连通、管壁下部设有通孔用以安装逆喷管，顶盖封闭洗涤管顶端开口；所述逆喷管为l型管，其水平段沿所述洗涤管的径向设置，竖直段沿洗涤管的轴向设置且开口向上。

所述气液初分段包括初分管、底板和下气管，初分管的两端均为开口、侧壁底部设有排液口，底板上设气孔，底板连接于初分管底端开口处，下气管连接于气孔内、顶部设有挡液帽。

所述二级洗涤器包括洗涤筒和喷淋管；洗涤筒包括上部的气相段和下部的液相段，气相段的顶端为开口，所述常压尾气进口设置于气相段，所述循环液出口设置于液相段；喷淋管设置于气相段内。

所述气液分离器包括外筒和中心旋风筒；中心旋风筒两端均为开口，中心旋风筒同轴设置于外筒内、顶端与换热器的进气腔连通、底端悬空；气相连通管与外筒相切。

本发明还提供了一种加压浸出工艺尾气处理方法，本方法包括如下步骤：

s.1、将待处理的高压尾气沿切向输入气气换热器夹套内，高压尾气在夹套内高速旋转，除去夹带的部分脏液珠及固体微粒，进行初次除杂；

s.2、初次除杂后的高压尾气自进气口进入气气换热器内腔中，由下至上运动并与换热管进行热交换；

s.3、完成热交换后的高压尾气进入一级洗涤器，在一级洗涤器逆喷管内与从下至上运动的洗涤液逆流接触，进行降温和初次净化后输入二级洗涤器，同时自外部向二级洗涤器内输入常压尾气，两种尾气混合后再次喷淋洗涤、降温；

s.4、洗涤降温完成后的混合尾气输入气液分离器中，借助离心力完成气液分离后，气液分离后，液体排出，符合排气标准的气体进入气气换热器的换热管中与新输入的未处理高压尾气进行热交换；

s.5、通过热交换实现再次加热后的待排气体通过排气筒排出，使得排出气体高于环境温度，避免形成白雾。

本发明在投入使用后处理尾气时，将高压尾气自气气换热器输入，将常压尾气自二级洗涤器输入。高压尾气沿切向输入气气换热器夹套内，在夹套内高速旋转，除去部分脏液珠及固体微粒，初次除杂；初次除杂后的高压尾气自进气口进入气气换热器内腔中，由下至上运动并与换热管进行热交换；后进入一级洗涤器，在一级洗涤器逆喷管内与从下至上运动的洗涤液逆流接触，进行降温和初次净化后输入二级洗涤器与常压尾气混合，混合后再次喷淋洗涤、降温；洗涤降温完成后进入气液分离器中，气液分离后，借助离心力完成气液分离后，液体排出，符合排气标准的气体进入气气换热器的换热管中与新输入的未处理高压尾气进行热交换；实现将待排气体再次加热后排出，使得排出气体高于环境温度，避免形成白雾。

附图说明

图1为本发明一个优选实施例的装配示意图。

图2为本优选实施例中气气换热器与气液分离器的局部剖视放大示意图。

图3为本优选实施例中一级洗涤器的局部剖视放大示意图。

图4为本优选实施例中二级洗涤器的局部剖视放大示意图。

图示序号：

1—气气换热器，

11—外壳、111—排气腔、112—换热腔、113—进气腔、114—高压尾气进口，

12—换热管，

13—管板，

14—折流板，

15—进气夹套、151—排污口、152—切向气管；

2—洗涤装置，

21—一级洗涤器，

211—洗涤段、2111—洗涤管、2112—顶盖、2113—逆喷管，

212—气液初分段、2121—初分管、2122—底板、2123—下气管、2124—排液口、2125—挡液帽，

22—二级洗涤器、221—洗涤筒、222—喷淋管、223—常压尾气进口、224—循环液出口，

3—气液分离器，31—外筒，32—中心旋风筒；

4—排气筒；5—过气管；6—气相连通管；7—液相连通管。

具体实施方式

如图1所示，本实施例公开的这种加压浸出工艺尾气处理装置，由气气换热器1、洗涤装置2、气液分离器3和排气筒4四部分构成。

如图2所示，气气换热器1包括外壳11和均布于外壳内的若干换热管12。外壳11为圆筒型壳体，其内设有一对管板13，管板上均布若干通孔，两管板将外壳内腔分为三个腔体，上从往下依次为相互连通的排气腔111、换热腔112和进气腔113。换热腔112内设若干折流板14，折流板上设用于换热管穿过的管孔；换热腔底部侧壁外设高压尾气进口114；换热腔底部外包覆进气夹套15，进气夹套侧壁底部设有排污口151，外设切向气管152，切向气管与高压尾气进口114连通。排气腔111的顶部与排气筒连通，换热腔112的上部侧壁外设过气管5以与洗涤装置2连通。进气腔113伸至气液分离器3内。

如图1所示，洗涤装置2与气气换热器并列布置，洗涤装置2由一级洗涤器21和二级洗涤器22两部分构成。

如图3所示，一级洗涤器21包括相互连通的洗涤段211和气液初分段212，洗涤段同轴布置于气液初分段的顶部。洗涤段211包括洗涤管2111、顶盖2112和逆喷管2113。洗涤管2111的两端均为开口、管壁上部设有通孔与气气换热器出气口通过过气管5连通、管壁下部设有通孔用以安装逆喷管2113，顶盖2112封闭洗涤管顶端开口。逆喷管2113为l型管，其水平段沿洗涤管的径向设置，竖直段沿洗涤管的轴向设置且开口向上。气液初分段212包括初分管2121、底板2122和下气管2123，初分管的两端均为开口，侧壁底部设有排液口2124，底板上设气孔，底板连接于初分管底端开口处，下气管连接于气孔内、顶部设有挡液帽2125。高压尾气自气气换热器经过气管输入一级洗涤器，在一级洗涤器内，逆喷管向上喷出洗涤液，洗涤液与高压尾气逆流接触，以增加接触面积和停留时间，提高接触效率，达到高压尾气降温、净化的目的。经一级洗涤器处理后的高压尾气穿过挡液帽后自下气管输入二级洗涤器内再处理，而大部分洗涤液由于挡液帽的作用在气液初分段内堆积，可由排液口排出。

如图4所示，二级洗涤器22包括洗涤筒221和喷淋管222。洗涤筒包括上部的气相段和下部的液相段。气相段的顶端为开口，气相段的侧壁处设有常压尾气进口223、对侧侧壁通过气相连通管6与气液分离器3连通，气相连通管的出口与气液分离器3的内壁相切。液相段侧壁一侧底部设有循环液出口224，对侧侧壁通过液相连通管7与气液分离器3连通。高压尾气经一级洗涤器洗涤后与二级洗涤器的常压尾气进口进入的常压尾气混合，进一步进行喷淋洗涤降温。进一步洗涤降温后的混合尾气从二级洗涤器内通过气相连通管6进入气液分离器3内。

气液分离器3包括外筒31和中心旋风筒32；中心旋风筒两端均为开口，中心旋风筒同轴设置于外筒内、顶端与换热器的进气腔连通、底端悬空；气相连通管与外筒相切。在气液分离器3内，由于气相连通管与气液分离器外筒相切，混合尾气在气液分离器内旋转向下运动，此过程中混合尾气夹带的大部分液沫由于离心力的作用被甩向气液分离器壁面得以除去。气液分离后的混合尾气上升，向上进入气气换热器的进气腔113内并输入换热管12中，在换热管内被管外新进入的高温高压尾气加热，混合尾气最终变为干净的不饱和过热混合气体并由位于气气换热器顶部的排气筒4排出。而分离后的液体则通过液相连通管回流至二级洗涤器内，可由循环液出口排出。

本装置具体处理尾气时，具体过程如下：

初次除杂；将待处理的高压高温尾气沿切向气管切向输入气气换热器的夹套内，高压尾气在夹套内高速旋转，除去夹带的部分脏液珠及固体微粒，进行初次除杂。

降温，初次除杂后的高压高温尾气在换热腔中由下至上运动并与换热管内气体热交换，高温高压尾气中的蒸汽部分冷凝，减少进入洗涤装置内的尾气量，从而能够减少洗涤装置的直径。

初次洗涤，降温后的高压尾气由换热腔顶部排出，并通过过气管进入一级洗涤器，在一级洗涤器逆喷管内与从下至上运动的洗涤液逆流接触，进行再次降温和初次净化。

二次洗涤；初次洗涤的高压尾气进入输入二级洗涤器，同时自外部向二级洗涤器内输入常压尾气，两种尾气混合后再次喷淋洗涤、降温。

气液分离；二次洗涤后的混合气体沿切向输入气液分离器中，在气液分离器内旋转下落，大部分液沫由于离心力的作用被甩向气液分离器壁面得以除去。气液分离后，液体回流至二级洗涤器内排出，符合排气标准的气体进入气气换热器。

加热；符合排气标准的气体在换热管中与新输入的未处理高压尾气进行热交换；一方面，使得排出气体高于环境温度，避免形成白雾；另一方面对洗涤前的高压尾气进行了降温，降温后高压尾气中的蒸汽部分冷凝，减少进入洗涤装置内的尾气量，从而能够减少洗涤装置的直径。

本实施例能够有效去除尾气中微小液滴、气溶胶、固体微粒，并使离开排气筒的尾气不产生明显可见的烟羽。针对加压浸出工艺产生的带压尾气和常压尾气采取针对性的处理策略，节省了设备规模并且避免了常压尾气入口受阻的问题。

相对于常规湿法尾气洗涤塔而言：本实施例能同时处理高压尾气和常压尾气，而常规洗涤设备内气压很高，塔阻很大，不便于处理常压尾气；并且本实施对排出的尾气进行了再加热使得排除尾气大大高于环境温度，不会形成白雾；对洗涤前的尾气进行了降温，降温后尾气中的蒸汽部分冷凝，降低进入洗涤段的尾气量，从而能够缩小洗涤设备的直径。