專利名稱：碳化硼冶煉爐煙氣閉路回收設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種碳化硼生產(chǎn)設(shè)備，即ー種碳化硼冶煉爐煙氣閉路回收設(shè)備。
背景技術(shù)：
碳化硼是ー種非金屬難熔化合物，以B4C為常用品，是超硬的人造磨料之一，硬度僅次于金剛石。且具有適于磨削、理化性質(zhì)穩(wěn)定、質(zhì)量輕、研磨性能好等特點，與酸堿幾乎不起反應(yīng)，還具有半導(dǎo)體性和吸收中子的性能，是金剛石理想的代用材料。碳化硼微粉及碳化硼制品被廣泛應(yīng)用到航空、軍エ、核エ業(yè)、耐磨、耐火材料等領(lǐng)域。目前，生產(chǎn)碳化硼的主要原料是硼酸和碳素材料，這些原料混合后投入到大功率三相程控電弧精煉爐中進(jìn)行冶煉制得。碳化硼的冶煉過程中，會產(chǎn)生大量的煙塵，每生產(chǎn)ー噸碳化硼，就會產(chǎn)生1. 3噸的粉塵，并且攜帯幾百度的高溫氣體，直接排放勢必造成環(huán)境污染。過去，本公司曾采用布袋過濾法對煙氣進(jìn)行過濾，同時對煙氣管道進(jìn)行風(fēng)冷或水冷，換取煙氣的熱量，顯著降低了環(huán)境影響?？墒牵^濾留下的固體粉塵只能集中堆放，既占用場地，也會影響場地附近的環(huán)境。特別是粉塵當(dāng)中含有70%左右的硼矸B2O3,吸水后就會成為硼酸，是制取碳化硼的優(yōu)質(zhì)原料，目前還沒有得到很好的回收利用。據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，回收硼矸最簡單的方法就是把粉塵回爐?？墒?，粉塵當(dāng)中還有大量的硅、炭雜質(zhì)，回爐后影響冶煉的效果，降低產(chǎn)品質(zhì)量，得不償失。而要去除粉塵當(dāng)中的雜質(zhì)，現(xiàn)有的方法雖然很多，但成本都比較高，還不能用于生產(chǎn)。因此，如何以較低的成本去除粉塵中的雜質(zhì)，提取高純度硼矸，是業(yè)內(nèi)技術(shù)人員追求的目標(biāo)，也是同行公認(rèn)的難題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種能夠去除碳化硼冶煉煙氣中的雜質(zhì)，提純其中的硼矸，且成本低、效益高的設(shè)備。上述目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的提供ー種碳化硼冶煉爐煙氣閉路回收設(shè)備，包括冶煉爐、吸煙罩和煙道，其特點是所說的煙道的末端加設(shè)ー種水解罐，水解罐的出ロ與壓濾機(jī)的進(jìn)料ロ相連通，壓濾機(jī)下面設(shè)有接液槽，接液槽通過管路與結(jié)晶罐的入口相連，結(jié)晶罐的出料ロ通過管路與脫水機(jī)相連。所說的脫水機(jī)的排水ロ通過管道與母液槽的進(jìn)ロ相連，母液槽的出口通過管道與水解罐相連。所說的脫水機(jī)的卸料ロ與烘干機(jī)相連。所說的水解罐通過熱水管與碳化硼冶煉爐的限溫水套相連通。所說的水解罐周圍設(shè)有冷卻水套。所說的煙道周圍設(shè)有換熱水箱，換熱水箱的進(jìn)水管和排水管與冷水源相連通，并且通過水解罐。本實用新型的有益效果是冶煉煙氣直接入水浄化，既可利用冶煉余熱，又能回收粉塵中90%以上的硼矸，形成閉合循環(huán)回路，節(jié)水節(jié)電， 避免了資源浪費和環(huán)境污染，エ藝步驟簡単，設(shè)備造價低廉，且可實現(xiàn)程序控制，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著雙贏。

圖1是第一種實施例的設(shè)備簡圖；圖2是第二種實施例的設(shè)備局部簡圖；圖3是第三種實施例的設(shè)備局部簡圖。圖中可見冶煉爐1，吸煙罩2，煙道3，引風(fēng)機(jī)4，水解罐5，壓濾機(jī)6，接液槽7，結(jié)晶罐8，脫水機(jī)9，烘干機(jī)10，儲料倉11，母液槽12，冷卻水管13，冷卻水套14，溶液輸出管15，熱水管16，限溫水套17，換熱水箱18。
具體實施方式
本實用新型總的構(gòu)思是根據(jù)硼矸> 95°C水中溶解和< 35°C結(jié)晶的規(guī)律，在碳化硼冶煉爐的煙道終端設(shè)置水解罐，且以冶煉余熱制取熱水，煙塵直接進(jìn)入熱水，硼矸溶解為硼酸，再通過壓濾，去除雜質(zhì)，再經(jīng)過冷卻使硼酸結(jié)晶，成為碳化硼冶煉原料。圍繞這ー構(gòu)思,介紹三個實施例。第一種實施例如圖1所示，碳化硼冶煉爐I的上方設(shè)有吸煙罩2，吸煙罩2上面有煙道3和引風(fēng)機(jī)4，煙道3的末端伸入ー個水解罐5，水解罐5的出ロ接壓濾機(jī)6，壓濾機(jī)6的下面設(shè)有接液槽7，接液槽7通過管道與結(jié)晶罐8相連接，結(jié)晶罐8可以設(shè)ー個，也可以設(shè)兩個或多個，結(jié)晶罐8與離心脫水機(jī)9相連。作業(yè)時，水解罐5內(nèi)裝水，煙氣進(jìn)入水中，因煙氣溫度很高，水溫迅速上升，控制在95°C左右，硼酐(B2O3)即可溶解為硼酸溶液。而煙氣中的硅、石墨等雜質(zhì)仍然為固態(tài)，水解罐5中形成了以硼酸溶液為主的固溶物。將固溶物通過初濾器，濾除較大顆粒雜質(zhì)，然后再進(jìn)入壓濾機(jī)6過濾。壓濾機(jī)6可采 用市售的板框式壓濾機(jī)，其機(jī)體是由可折疊的多皺褶濾布圍成的容器，盛裝液體后，通過壓縮使液體濾出，落到下面的接液槽7里面，雜質(zhì)留在壓濾機(jī)6內(nèi)適時取出。再把接液槽7中的液體泵入結(jié)晶罐8。通過冷水冷卻結(jié)晶罐8，當(dāng)罐內(nèi)液體溫度達(dá)到35°C以下時，硼酸即可形成固態(tài)的晶體，然后把結(jié)晶液送入離心脫水機(jī)9脫水，得到含水4% — 7%左右的硼酸，即可用于碳化硼結(jié)晶塊的生產(chǎn)。結(jié)晶后的溶液里面還含有少量硼矸，可以在脫水機(jī)9下接通管道，送往母液槽12儲存，在適當(dāng)?shù)臅r候通過管道泵入水解罐5，補(bǔ)充作業(yè)用水，再次參與循環(huán)。這樣即可形成一個閉合煙氣回收回路，硼矸不會流失，排出的煙氣是常溫的潔凈氣體。第二種實施例如圖2所示，水解罐5的外圍設(shè)有雙層冷卻水套14，通過冷卻水管13打入循環(huán)水，可以調(diào)節(jié)水解罐5內(nèi)的水溫，防止沸騰。此外，水解罐5下部設(shè)有溶液輸出管15，與壓濾機(jī)相通。水解罐5與碳化硼冶煉爐I的限溫水套17之間通過熱水管16相連通，作用是用冶煉爐I周圍的水作為罐內(nèi)工作用水，冶煉爐I周圍的水是為了防止?fàn)t體過熱而采用的循環(huán)冷卻水，不超過100°C，非常適用于水解罐5。這樣，既可保證水解罐5的用水，又進(jìn)ー步節(jié)約了熱能。第三種實施例如圖3所示，在煙道3的外面套裝多片換熱片，并且設(shè)置ー個換熱水箱18，水箱外接進(jìn)水管和排水管，構(gòu)成ー個循環(huán)換熱回路，可以把煙道3多余的熱量帶走，防止水解罐5內(nèi)的水沸騰。在換熱水箱18的進(jìn)水管和排水管上還接有伸入水解罐5的散熱管，其作用是，在水解罐5內(nèi)溫度較低時，可以打開散熱管上的閥門， 把煙道外圍熱水的熱量傳遞到水解罐5內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種碳化硼冶煉爐煙氣閉路回收設(shè)備，包括冶煉爐(I)、吸煙罩(2)和煙道(3)，其特征在于所說的煙道(3)的末端加設(shè)水解罐(5)，水解罐(5)的出口與壓濾機(jī)(6)的進(jìn)料口相連通，壓濾機(jī)(6)下面設(shè)有接液槽(7)，接液槽(7)通過管路與結(jié)晶罐(8)的入口相連，結(jié)晶罐(8 )的出料口通過管路與脫水機(jī)(9 )相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硼冶煉爐煙氣閉路回收設(shè)備，其特征在于所說的脫水機(jī)(9)的排水口通過管道與母液槽(12)的進(jìn)口相連，母液槽(12)的出口通過管道與水解罐(5)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硼冶煉爐煙氣閉路回收設(shè)備，其特征在于所說的脫水機(jī)(9)的卸料口與烘干機(jī)(10)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硼冶煉爐煙氣閉路回收設(shè)備，其特征在于所說的水解罐(5 )通過熱水管(16 )與碳化硼冶煉爐(I)的限溫水套(17 )相連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硼冶煉爐煙氣閉路回收設(shè)備，其特征在于所說的水解罐(5 )周圍設(shè)有冷卻水套(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硼冶煉爐煙氣閉路回收設(shè)備，其特征在于所說的煙道(3)外圍裝有換熱水箱(18)，換熱水箱(18)的進(jìn)水管和排水管與冷水源相連通，并且通過水解罐(5)。
專利摘要本實用新型涉及一種碳化硼冶煉爐煙氣閉路回收設(shè)備，包括冶煉爐(1)、吸煙罩(2)和煙道(3)，其特征在于所說的煙道(3)的末端加設(shè)水解罐(5)，水解罐(5)的出口與壓濾機(jī)(6)的進(jìn)料口相連通，壓濾機(jī)(6)下面設(shè)有接液槽(7)，接液槽(7)通過管路與結(jié)晶罐(8)的入口相連，結(jié)晶罐(8)的出料口通過管路與脫水機(jī)(9)相連。有益效果是冶煉煙氣直接入水凈化，既可回收熱量，又能回收粉塵中的硼矸，形成閉合回路，節(jié)水節(jié)電，避免了資源浪費和環(huán)境污染，工藝步驟簡單，設(shè)備造價低廉，且可實現(xiàn)程序控制，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著雙贏。
文檔編號C01B31/36GK202864931SQ20122053229
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者孫維學(xué), 王顯義, 李海利 申請人:潤鳴新素材(通遼)有限公司