一种铸造厂冲天炉降低烟尘排放的工艺的制作方法

1.本发明涉及高温烟气处理技术领域，具体说是一种铸造厂冲天炉降低烟尘排放的工艺。


背景技术：

2.冲天炉作为铸造业的核心设备，如何降低其烟尘废气排放一直是铸造企业的难题，由于铸造炉的特殊性能，其排出的烟尘具有以下特点，第一温度高，一般都在100℃以上，而为了防止烟气温度过高造成除尘器滤袋烧毁，在进入布袋除尘器之前安装阻火器，设置最高上限温度，理论上的最高上限温度为100℃，达到或超过此数据后气缸控制的阻火器自动落下，隔绝高温气体并发出警报，而为了保护设备安全运行，生产上阻火器的上限温度一般设置在75℃左右；第二，烟气中的粉尘在高温下密度小，很难沉降，因此常规的粉尘吸附剂对冲天炉的烟气粉尘吸附性不佳。
3.专利cn111229163a公开了一种粉尘吸附剂，以硅酸钠、活性炭、纳米稀土氧化物等为原料制备了一种粉尘吸附剂，该吸附剂具有独特的三维空间空穴，能够有效吸附pm2.5固体颗粒，改善空气环境。专利cn105413421a公开了一种吸附二氧化硫和粉尘的综合处理吸附剂，该吸附剂含有蛋白离子膜液、两性表面活性剂和稳泡剂，可吸附空气中的二氧化硫和粉尘，具有良好的环境和社会效益。另外，由于冲天炉中含有大量酸性固体颗粒，导致吸附剂变质，影响常规吸附剂的使用寿命，而且吸附剂使用后含有大量污染物，因此处理困难因此，研发适合冲天炉烟尘排放的工艺，最大限度的降低烟尘的排放，降低铸造产业对环境污染是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

4.为降低铸造厂冲天炉烟尘排放的问题，本发明的目的是提供一种铸造厂冲天炉降低烟尘排放系统及工艺。
5.本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种铸造厂冲天炉降低烟尘排放的工艺，包括以下步骤：（1）在冲天炉烟筒出烟口位置架设与炉口直径同尺寸管道，利用风机将烟气引流至旋风除尘器，旋风除尘器上方设置过滤网，将烟气中的颗粒物、轻质杂物沉淀筛除，在下方出灰口收集；（2）经过旋风除尘器的初步筛选后，剩余气体经过阻火器后进入布袋除尘器，布袋除尘器内置无纺布材质的布袋将烟气收拢，所述布袋上设置脉冲阀，脉冲阀将过滤后的残留物质震压收集；所述布袋内装有冲天炉烟气专用粉尘吸附剂；所述冲天炉烟气专用粉尘吸附剂以重量份计，由以下组分组成：碳酸钙15~25份，氢氧化钙5~15份，活性炭20~30份，纳米氧化物10~20份和改性壳聚糖-硅藻土材料40~50份；
所述改性壳聚糖-硅藻土材料按照以下步骤制备得到：
①
以重量份计，将20~30份壳聚糖和25~35份硅藻土加入到200~250份水中，在搅拌下加入有机酸，调节ph为3~4，得到壳聚糖凝胶溶液；
②
将25份锯末和0.1~0.3份硬脂酸镁加入到200~220份水中，搅拌混合均匀，得到锯末水分散液，然后向其中加入0.5~1份正硅酸乙酯，搅拌2~3小时，静置陈化10~12小时，抽滤，将滤饼加入到步骤
①ꢀ
所得壳聚糖凝胶溶液中，喷淋干燥，得到改性壳聚糖-硅藻土材料。
6.优选的，过滤网的目数为10~20目。
7.优选的，所述有机酸为甲酸或乙酸。
8.优选的，所述壳聚糖的分子量大于20万，脱乙酰度大于80%。
9.优选的，所述纳米氧化物是纳米二氧化钛、纳米氧化锌或纳米氧化铝。
10.优选的，所述活性炭的目数为100~200目。
11.优选的，所述冲天炉烟气专用粉尘吸附剂以重量份计，由以下组分组成：碳酸钙20份，氢氧化钙12份，活性炭25份，纳米二氧化钛14份和改性壳聚糖-硅藻土材料46份；所述改性壳聚糖-硅藻土材料按照以下步骤制备得到：
①ꢀ
以重量份计，将25份壳聚糖和30份硅藻土加入到220份水中，在搅拌下加入有机酸，调节ph为3~4，得到壳聚糖凝胶溶液；
②ꢀ
将25份锯末和0.2份硬脂酸镁加入到210份水中，搅拌混合均匀，得到锯末水分散液，然后向其中加入0.8份正硅酸乙酯，搅拌2.5小时，静置陈化11小时，抽滤，将滤饼加入到步骤
①
所得壳聚糖凝胶溶液中，喷淋干燥，得到改性壳聚糖-硅藻土材料。
12.优选的，所述冲天炉烟气专用粉尘吸附剂按照以下步骤制备得到：以重量份计，将碳酸钙15~25份，氢氧化钙5~15份，活性炭20~30份，纳米氧化物10~20份和改性壳聚糖-硅藻土材料40~50份混合均匀，在混合过程中喷淋10~20份的水，干燥至水分低于5%以下，得到冲天炉烟气专用粉尘吸附剂；所述改性壳聚糖-硅藻土材料按照以下步骤制备得到：
①
以重量份计，将20~30份壳聚糖和25~35份硅藻土加入到200~250份水中，在搅拌下加入有机酸，调节ph为3~4，得到壳聚糖凝胶溶液；
②
将25份锯末和0.1~0.3份硬脂酸镁加入到200~220份水中，搅拌混合均匀，得到锯末水分散液，然后向其中加入0.5~1份正硅酸乙酯，搅拌2~3小时，静置陈化10~12小时，抽滤，将滤饼加入到步骤
①ꢀ
所得壳聚糖凝胶溶液中，喷淋干燥，得到改性壳聚糖-硅藻土材料。
13.本发明相比现有技术具有以下优点：本发明的铸造厂冲天炉降低烟尘排放的工艺，通过安装旋风除尘器将烟道内的颗粒物等进行沉淀筛除，经过布袋除尘器将烟气中的粉尘进行吸附后收集，大大减少了冲天炉熔炼过程中对大气的污染，经过该方法处理后的冲天炉烟气经检测后，能将烟尘的排放浓度由原来的180mg/nm3左右，减少至80~90mg/nm3，排放浓度不到原来排放浓度的一半，远远小于工业区的烟气排放标准；布袋除尘器之前安装阻火器，设置最高上限当达到或超过此温度后气缸控制的阻火器自动落下，隔绝高温气体并发出警报，从而保护设备安全运行；
本发明的铸造厂冲天炉降低烟尘排放的工艺，通过布袋内的冲天炉烟气专业粉尘吸附剂对高温烟气内的粉尘进行吸附，可以中和酸性物质，也可以吸附冲天炉烟气粉尘中的含硫物质，对冲天炉烟气粉尘具有中和效果能减轻环境污染；活性炭具有出色的吸附作用，可以吸附固体颗粒中的小分子有毒物质；进一步的，改性壳聚糖-硅藻土材料中的壳聚糖中含有大量裸露氨基，可以与冲天炉烟尘中的酸性物质结合，并且通过壳聚糖和硅藻土的凝胶处理，大大增加了壳聚糖和硅藻土与烟尘的接触面积，促进了烟气的吸附；另一方面，锯末通过正硅酸乙酯水解得到溶胶，具有一定的粘结性，能够连接在壳聚糖和硅藻土上，锯末在高温烟气温度下经过反应，在壳聚糖和硅藻土内部形成孔状，大大增加了烟气的吸附面积，同时降低了烟气的温度，生产中可以将阻火器的最高上限设置为90~95℃，大大降低了冲天炉烟气的冷却时间，提高了生产效率。
14.另外，本发明的粉尘吸附剂在吸附大量固体粉尘后，可以直接埋入土中，壳聚糖可以降解，作为肥料为植物提供营养，纳米氧化物、碳酸钙和氢氧化钙可以为土壤提供金属离子和微量元素，不会造成土壤的二次污染。
附图说明
15.图1为冲天炉烟气排放中经过的设备示意图。
具体实施方式
16.本发明的目的是提供一种铸造厂冲天炉降低烟尘排放的工艺，通过以下技术方案实现：一种铸造厂冲天炉降低烟尘排放的工艺，包括以下步骤：（1）在冲天炉烟筒出烟口1位置架设与炉口直径同尺寸管道2，利用风机3将烟气引流至旋风除尘器9，旋风除尘器9上方设置过滤网8，将烟气中的颗粒物、轻质杂物沉淀筛除，在下方出灰口10收集；（2）经过旋风除尘器9的初步筛选后，剩余气体经过阻火器4后进入布袋除尘器7，布袋除尘器7内置无纺布材质的布袋6将烟气收拢，所述布袋上设置脉冲阀5，脉冲阀5将过滤后的残留物质震压收集；所述布袋内装有冲天炉烟气专用粉尘吸附剂；所述冲天炉烟气专用粉尘吸附剂以重量份计，由以下组分组成：碳酸钙15~25份，氢氧化钙5~15份，活性炭20~30份，纳米氧化物10~20份和改性壳聚糖-硅藻土材料40~50份；所述改性壳聚糖-硅藻土材料按照以下步骤制备得到：
①
以重量份计，将20~30份壳聚糖和25~35份硅藻土加入到200~250份水中，在搅拌下加入有机酸，调节ph为3~4，得到壳聚糖凝胶溶液；
②
将25份锯末和0.1~0.3份硬脂酸镁加入到200~220份水中，搅拌混合均匀，得到锯末水分散液，然后向其中加入0.5~1份正硅酸乙酯，搅拌2~3小时，静置陈化10~12小时，抽滤，将滤饼加入到步骤
①ꢀ
所得壳聚糖凝胶溶液中，喷淋干燥，得到改性壳聚糖-硅藻土材料。
17.优选的，过滤网的目数为10~20目。
18.优选的，所述有机酸为甲酸或乙酸。
19.优选的，所述壳聚糖的分子量大于20万，脱乙酰度大于80%。
20.优选的，所述纳米氧化物是纳米二氧化钛、纳米氧化锌或纳米氧化铝。
21.优选的，所述活性炭的目数为100~200目。
22.优选的，所述冲天炉烟气专用粉尘吸附剂以重量份计，由以下组分组成：碳酸钙20份，氢氧化钙12份，活性炭25份，纳米二氧化钛14份和改性壳聚糖-硅藻土材料46份；所述改性壳聚糖-硅藻土材料按照以下步骤制备得到：
①
以重量份计，将25份壳聚糖和30份硅藻土加入到220份水中，在搅拌下加入有机酸，调节ph为3~4，得到壳聚糖凝胶溶液；
②
将25份锯末和0.2份硬脂酸镁加入到210份水中，搅拌混合均匀，得到锯末水分散液，然后向其中加入0.8份正硅酸乙酯，搅拌2.5小时，静置陈化11小时，抽滤，将滤饼加入到步骤
①
所得壳聚糖凝胶溶液中，喷淋干燥，得到改性壳聚糖-硅藻土材料。
23.优选的，所述冲天炉烟气专用粉尘吸附剂按照以下步骤制备得到：以重量份计，将碳酸钙15~25份，氢氧化钙5~15份，活性炭20~30份，纳米氧化物10~20份和改性壳聚糖-硅藻土材料40~50份混合均匀，在混合过程中喷淋10~20份的水，干燥至水分低于5%以下，得到冲天炉烟气专用粉尘吸附剂；所述改性壳聚糖-硅藻土材料按照以下步骤制备得到：
①
以重量份计，将20~30份壳聚糖和25~35份硅藻土加入到200~250份水中，在搅拌下加入有机酸，调节ph为3~4，得到壳聚糖凝胶溶液；
②
将25份锯末和0.1~0.3份硬脂酸镁加入到200~220份水中，搅拌混合均匀，得到锯末水分散液，然后向其中加入0.5~1份正硅酸乙酯，搅拌2~3小时，静置陈化10~12小时，抽滤，将滤饼加入到步骤
①ꢀ
所得壳聚糖凝胶溶液中，喷淋干燥，得到改性壳聚糖-硅藻土材料。
24.经过本发明的铸造厂冲天炉降低烟尘排放的工艺，能将烟尘的排放浓度由原来的180mg/nm3左右，减少至80~ 90mg/nm3，排放浓度不到原来排放浓度的一半，并且生产上阻火器的上限温度由原来的75℃左右，提高至90~95℃，大大降低了冲天炉烟气的冷却时间，提高了生产效率。
25.以下结合具体实施例来对本发明作进一步的描述。
26.实施例1一种铸造厂冲天炉降低烟尘排放的工艺，如图1所示，包括以下步骤：
⑴
在冲天炉烟筒出烟口位置架设与炉口直径同尺寸管道，利用风机将烟气引流至旋风除尘器，旋风除尘器上方设置20目的过滤网，将烟气中的颗粒物、轻质杂物沉淀筛除，在下方出灰口收集；
⑵
经过旋风除尘器的初步筛选后，剩余气体经过阻火器后进入布袋除尘器，布袋除尘器内置无纺布材质的布袋将烟气收拢，所述布袋上设置脉冲阀，脉冲阀将过滤后的残留物质震压收集；所述布袋内装有冲天炉烟气专用粉尘吸附剂；所述冲天炉烟气专用粉尘吸附剂由以下组分组成：
碳酸钙15kg，氢氧化钙5kg，活性炭20kg，纳米氧化物10kg和改性壳聚糖-硅藻土材料40kg；所述改性壳聚糖-硅藻土材料按照以下步骤制备得到：
①
将20kg壳聚糖和25kg硅藻土加入到200kg水中，在搅拌下加入有机酸，调节ph为3~4，得到壳聚糖凝胶溶液；
②
将25kg锯末和0.1kg硬脂酸镁加入到200kg水中，搅拌混合均匀，得到锯末水分散液，然后向其中加入0.5kg正硅酸乙酯，搅拌2小时，静置陈化10小时，抽滤，将滤饼加入到步骤
①
所得壳聚糖凝胶溶液中，喷淋干燥，得到改性壳聚糖-硅藻土材料；将碳酸钙15kg，氢氧化钙5kg，活性炭20kg，纳米氧化物10kg和改性壳聚糖-硅藻土材料40kg混合均匀，在混合过程中喷淋18kg的水，干燥至水分低于5%以下，得到冲天炉烟气专用粉尘吸附剂。
27.实施例2一种铸造厂冲天炉降低烟尘排放的工艺，包括以下步骤：
⑴
在冲天炉烟筒出烟口位置架设与炉口直径同尺寸管道，利用风机将烟气引流至旋风除尘器，旋风除尘器上方设置10目的过滤网，将烟气中的颗粒物、轻质杂物沉淀筛除，在下方出灰口收集；
⑵
经过旋风除尘器的初步筛选后，剩余气体经过阻火器后进入布袋除尘器，布袋除尘器内置无纺布材质的布袋将烟气收拢，所述布袋上设置脉冲阀，脉冲阀将过滤后的残留物质震压收集；所述布袋内装有冲天炉烟气专用粉尘吸附剂；所述冲天炉烟气专用粉尘吸附剂由以下组分组成：碳酸钙25kg，氢氧化钙15kg，活性炭30kg，纳米氧化铝20kg和改性壳聚糖-硅藻土材料50kg；所述改性壳聚糖-硅藻土材料按照以下步骤制备得到：
①
将30kg壳聚糖和35kg硅藻土加入到250kg水中，在搅拌下加入有机酸，调节ph为3~4，得到壳聚糖凝胶溶液；所述壳聚糖的分子量大于20万，脱乙酰度大于80%；
②
将25kg锯末和0.3kg硬脂酸镁加入到220kg水中，搅拌混合均匀，得到锯末水分散液，然后向其中加入1kg正硅酸乙酯，搅拌3小时，静置陈化12小时，抽滤，将滤饼加入到步骤
①
所得壳聚糖凝胶溶液中，喷淋干燥，得到改性壳聚糖-硅藻土材料；将碳酸钙25kg，氢氧化钙15kg，活性炭30kg，纳米氧化铝20kg和改性壳聚糖-硅藻土材料50kg混合均匀，在混合过程中喷淋12kg的水，干燥至水分低于5%以下，得到冲天炉烟气专用粉尘吸附剂。
28.实施例3一种铸造厂冲天炉降低烟尘排放的工艺，包括以下步骤：
⑴
在冲天炉烟筒出烟口位置架设与炉口直径同尺寸管道，利用风机将烟气引流至旋风除尘器，旋风除尘器上方设置12目的过滤网，将烟气中的颗粒物、轻质杂物沉淀筛除，在下方出灰口收集；
⑵
经过旋风除尘器的初步筛选后，剩余气体经过阻火器后进入布袋除尘器，布袋除尘器内置无纺布材质的布袋将烟气收拢，所述布袋上设置脉冲阀，脉冲阀将过滤后的残
留物质震压收集；所述布袋内装有冲天炉烟气专用粉尘吸附剂；所述冲天炉烟气专用粉尘吸附剂由以下组分组成：碳酸钙18kg，氢氧化钙12kg，活性炭24kg，纳米氧化锌14kg和改性壳聚糖-硅藻土材料48kg；所述改性壳聚糖-硅藻土材料按照以下步骤制备得到：
①
将28kg壳聚糖和28kg硅藻土加入到220kg水中，在搅拌下加入甲酸，调节ph为3~4，得到壳聚糖凝胶溶液；所述壳聚糖的分子量大于20万，脱乙酰度大于80%；
②
将25kg锯末和0.15kg硬脂酸镁加入到205kg水中，搅拌混合均匀，得到锯末水分散液，然后向其中加入0.6kg正硅酸乙酯，搅拌2.5小时，静置陈化10.5小时，抽滤，将滤饼加入到步骤
①
所得壳聚糖凝胶溶液中，喷淋干燥，得到改性壳聚糖-硅藻土材料；将碳酸钙碳酸钙18kg，氢氧化钙12kg，活性炭24kg，纳米氧化锌14kg和改性壳聚糖-硅藻土材料48kg混合均匀，在混合过程中喷淋10kg的水，干燥至水分低于5%以下，得到冲天炉烟气专用粉尘吸附剂。
29.实施例4一种铸造厂冲天炉降低烟尘排放的工艺，包括以下步骤：
⑴
在冲天炉烟筒出烟口位置架设与炉口直径同尺寸管道，利用风机将烟气引流至旋风除尘器，旋风除尘器上方设置15目的过滤网，将烟气中的颗粒物、轻质杂物沉淀筛除，在下方出灰口收集；
⑵
经过旋风除尘器的初步筛选后，剩余气体经过阻火器后进入布袋除尘器，布袋除尘器内置无纺布材质的布袋将烟气收拢，所述布袋上设置脉冲阀，脉冲阀将过滤后的残留物质震压收集；所述布袋内装有冲天炉烟气专用粉尘吸附剂；所述冲天炉烟气专用粉尘吸附剂由以下组分组成：碳酸钙20kg，氢氧化钙12kg，活性炭25kg，纳米二氧化钛14kg和改性壳聚糖-硅藻土材料46kg；所述改性壳聚糖-硅藻土材料按照以下步骤制备得到：
①
将25kg壳聚糖和30kg硅藻土加入到220kg水中，在搅拌下加入乙酸，调节ph为3~4，得到壳聚糖凝胶溶液；所述壳聚糖的分子量大于20万，脱乙酰度大于80%；
②
将25kg锯末和0.2kg硬脂酸镁加入到210kg水中，搅拌混合均匀，得到锯末水分散液，然后向其中加入0.8kg正硅酸乙酯，搅拌2.5小时，静置陈化11小时，抽滤，将滤饼加入到步骤
①
所得壳聚糖凝胶溶液中，喷淋干燥，得到改性壳聚糖-硅藻土材料；将碳酸钙20kg，氢氧化钙12kg，活性炭25kg，纳米二氧化钛14kg和改性壳聚糖-硅藻土材料46kg混合均匀，在混合过程中喷淋20kg的水，干燥至水分低于5%以下，得到冲天炉烟气专用粉尘吸附剂。