冶炼烟气收尘(卷名：矿冶)
dust collection of gas in metallurgy
有色金属火法冶炼过程（包括干燥、烧结、焙烧、熔炼、吹炼、烟化、挥发、熔铸等），产生大量烟气，其中夹带着烟尘，烟尘中含有主金属和各种有价元素。为提高冶炼回收率，综合回收有价元素，减轻对环境的污染，必须将烟尘从烟气中收集下来。对于需要进一步综合利用的冶炼烟气，收尘后的含尘量还要满足下一步工艺要求，例如用接触法制酸的酸洗流程，要求烟气含尘小于100～200毫克/标米3。有色金属冶炼烟气收尘，一般包括烟气的冷却、收尘和烟尘输送，流程见图1。
烟气冷却 有色金属冶炼烟气的温度一般较高，有的高达1000℃以上。通常需先降温，以适应收尘工艺或设备的要求。
烟气冷却一般分间接冷却和直接冷却。冷却时，除要求降温调湿的烟气用直接冷却外，应尽量采用间接冷却，如空气换热器、汽化冷却器和余热锅炉等设备，以利用烟气的余热（见重金属冶炼余热的利用）。
烟气收尘 烟气收尘按照尘粒大小和收尘效率分为粗收尘和细收尘；按照收尘方式分为干式收尘和湿式收尘。
干式收尘 粗收尘设备，常用的机械收尘器有：①沉尘室。为一扩大的空室，烟气进入空室，流速降低，较大的尘粒在重力作用下沉降。②惯性收尘器。是在空室内加若干个隔板，从而改变烟气的流动方向，一定流速的烟气在改变方向时，所含的尘粒在惯性力的作用下撞击隔板而沉降下来。③旋风收尘器。是利用高速旋转的烟气产生的离心运动，使烟气和尘分离(图2)。④旋流收尘器。烟气以25～35米/秒的速度由下部导入向上旋转，尘粒受离心作用浓集于气柱外侧，形成一旋转的稳定气柱，由沿切线方向进入的二次气体将浓集的尘粒带入下部集尘斗。前三种收尘器能捕集粒度大于10微米的尘粒；旋流收尘器可捕集粒度为1～5微米的尘粒，但它的气流阻力损失大，结构较复杂。
细收尘设备，常用的有下列两种:①滤袋收尘器（图3）。是使烟气通过滤袋，将尘粒阻留下来，从而实现气固分离。烟气从滤袋里面向外流出的称为内滤式，反之称为外滤式。滤袋分圆袋和扁袋，应选用耐温、耐蚀的材料，常用的有耐温低于100℃的柞蚕丝织物和毛呢，耐温低于130℃的涤纶绒布，耐温低于250℃的玻璃纤维布（素布、经硅油或石墨、聚四氟乙烯处理的素布）等。滤袋集尘后进行清灰，是将附着于滤袋的尘粒震荡或反吹下来，常用的方式有三种：机械振打清灰，反吹风清灰和脉冲反吹清灰。滤袋收尘器是高效收尘设备，能捕集粒度为0.1微米的尘粒，如参数选择适当，收尘效率一般可达98～99％。滤袋收尘器的结构简单，适应性强，设备投资省，但检查和更换滤袋时劳动条件较差，经营费用较高。②电收尘器（图4）。利用高压电场的作用使尘粒荷电，移向收尘电极，使烟尘和烟气分离。通常电收尘器的阴极线为电晕电极，阳极为收尘电极。电收尘器有干式和湿式，立式和卧式。卧式电收尘器由几个电场串联而成，一般为2～3个电场。有色冶金工厂也有4～5个电场串联而成的。电收尘器是一种高效收尘设备，如使用恰当，收尘效率可达98～99％，能捕集粒度为 0.1微米的尘粒。电收尘器的收尘效率同电收尘器的结构、尘粒的电阻率和成分、温度、烟气的成分和流速等都有关系。其中主要是尘粒的电阻率，而电阻率同烟尘的性质及烟气成分、温度、湿度密切相关。一般合适的电阻率为104～1010欧姆·厘米。20世纪70年代以来，出现了超高压电收尘器，可捕集电阻率为10～1014欧姆·厘米的尘粒。电收尘器结构复杂，造价高，但气流阻力损失小，劳动条件好，生产费用低。
湿式收尘 湿式收尘的特点是使烟尘和水充分接触后进入水中，再从水中将烟尘分离出来。湿式收尘主要有以下几种方式：①水膜收尘：是在收尘器内壁造成流动水膜，烟气在器内旋转流动，烟气中的尘粒在离心作用下与水膜接触，随水流出。②泡沫收尘：使烟气以一定的速度通过泡沫塔内的筛板，与流过筛板的液体形成泡沫层，将烟气中的尘粒捕集下来。③冲击式收尘：使烟气通过喷管，以40～80米/秒的速度冲向水面，尘粒在惯性作用下进入水中。④文丘里收尘：文丘里收尘装置（图5）由文氏管和湿式旋风收尘器组成。烟气以60～120米/秒的高速度通过文氏管的喉管，将喷入喉管的水分散成雾滴，使尘粒湿润、凝聚增大，然后进入旋风收尘器，将尘粒捕收下来。湿式收尘设备结构简单，投资省，劳动条件好，但阻力损失较大，电耗较多，泥浆和水的处理较复杂。如烟气中含有腐蚀性介质，设备需要采取防腐措施。
烟尘输送 冶炼烟尘中常含有有毒物质，在烟尘输送过程中要用密封设备以防止飞扬，污染环境。常用的设备有螺旋输送机、埋刮板输送机和气力输送装置。如采用气力输送装置，距离较近的可用真空吸送式，距离较远的宜用压缩空气压送式。
参考书目
嵇敬文编：《除尘器》，建筑工业出版社，北京，1981。Harry J. White， Industrial Electrostatic Precipitation，Addison-Wesley，London，1963.
J.M.Marchello & J.J.Kelly ed.，Gas Cleaning for Air Quality Control，Marcel Dekker，New York，1975.