專(zhuān)利名稱：碳化硼冶煉爐煙氣閉路水解回收設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種碳化硼生產(chǎn)方法及設(shè)備，即一種碳化硼冶煉爐煙氣閉路水解回收設(shè)備。
背景技術(shù)：
碳化硼是一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(diǎn)，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、軍工、核工業(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(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵，每生產(chǎn)一噸碳化硼，就會(huì)產(chǎn)生1. 3噸的粉塵，并且攜帶幾百度的高溫氣體，直接排放勢(shì)必造成環(huán)境污染。過(guò)去，本公司曾采用布袋過(guò)濾法對(duì)煙氣進(jìn)行過(guò)濾，同時(shí)對(duì)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。可是，過(guò)濾留下的固體粉塵只能集中堆放，既占用場(chǎng)地，也會(huì)影響場(chǎng)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(huì)成為硼酸，是制取碳化硼的優(yōu)質(zhì)原料，目前還沒(méi)有得到很好的回收利用。據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，回收硼矸最簡(jiǎn)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(shí)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(shí)現(xiàn)的提供一種碳化硼冶煉爐煙氣閉路水解回收設(shè)備，包括冶煉爐、吸煙罩、煙道和過(guò)濾倉(cāng)，過(guò)濾倉(cāng)里面設(shè)有過(guò)濾袋，過(guò)濾袋外面設(shè)有排氣口，其特點(diǎn)是所說(shuō)的過(guò)濾倉(cāng)下部設(shè)有排灰管，排灰管接入水解罐，水解罐的出口與壓濾機(jī)的進(jìn)料口相連通，壓濾機(jī)下面設(shè)有接液槽，接液槽通過(guò)管路與結(jié)晶罐的入口相連，結(jié)晶罐的出料口通過(guò)管路與脫水機(jī)相連。所說(shuō)的脫水機(jī)的排水口通過(guò)管道與母液槽的進(jìn)口相連，母液槽的出口通過(guò)管道與水解罐相連。所說(shuō)的脫水機(jī)的卸料口與烘干機(jī)相連。所說(shuō)的水解罐通過(guò)熱水管與碳化硼冶煉爐的限溫水套相連通。所說(shuō)的水解罐周?chē)O(shè)有冷卻水套。所說(shuō)的過(guò)濾倉(cāng)下部的排灰管內(nèi)設(shè)有排灰爪。所說(shuō)的排灰管上設(shè)有截止閥。[0011]本實(shí)用新型的有益效果是冶煉煙氣直接入水凈化，既可利用冶煉余熱，又能回收粉塵中90%以上的硼矸，形成回收利用的閉合回路，節(jié)水節(jié)電，避免了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，工藝步驟簡(jiǎn)單，設(shè)備造價(jià)低廉，且可實(shí)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(shí)施例的設(shè)備簡(jiǎn)圖；圖2是第二種實(shí)施例的局部設(shè)備簡(jiǎn)圖。圖中可見(jiàn)冶煉爐1，吸煙罩2，煙道3，引風(fēng)機(jī)4，過(guò)濾倉(cāng)5，水解罐6，壓濾機(jī)7，接液槽8，結(jié)晶罐9，脫水機(jī)10，烘干機(jī)11，儲(chǔ)料倉(cāng)12，母液槽13，過(guò)濾袋14，排氣口 15，排灰爪16，排灰管17，截止閥18，冷卻水管19，冷卻水套20，溶液輸出管21，熱水管22，限溫水套23。
具體實(shí)施方式
本實(shí)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氣過(guò)濾倉(cāng)后面設(shè)置水解罐，且以冶煉余熱制取熱水，煙塵直接進(jìn)入熱水，使其中的硼矸溶解為硼酸，再通過(guò)壓濾，去除雜質(zhì)，再經(jīng)過(guò)冷卻使硼酸結(jié)晶，成為碳化硼冶煉原料。按照這一構(gòu)思，介紹一個(gè)實(shí)施例。實(shí)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外圍應(yīng)當(dāng)設(shè)有冷卻裝置，因?qū)俪Ｒ?guī)技術(shù)，未畫(huà)出。煙道3的末端進(jìn)入過(guò)濾倉(cāng)5的下部。結(jié)合圖2可見(jiàn)，過(guò)濾倉(cāng)5里面設(shè)有多個(gè)過(guò)濾袋14，過(guò)濾袋14的外面設(shè)有排氣口 15。過(guò)濾倉(cāng)5的下底傾斜并且設(shè)有排灰管17，排灰管17下端進(jìn)入一個(gè)水解罐6。為了增強(qiáng)作業(yè)的可靠性，在排灰管17里面設(shè)有排灰爪16，轉(zhuǎn)動(dòng)排灰爪16，可以把粉塵強(qiáng)行推出。在排灰管17上還設(shè)有截止閥18，可以控制粉塵的流量。同時(shí)防止過(guò)濾倉(cāng)5里面的脈沖氣流影響水解罐6的穩(wěn)定工作。當(dāng)然也是為了避免水解罐里是水分回沖過(guò)濾倉(cāng)5，保持倉(cāng)內(nèi)干燥，避免粉塵沾掛堵塞 。水解罐6的出口接壓濾機(jī)7，壓濾機(jī)7的下面設(shè)有接液槽8，接液槽8通過(guò)管道結(jié)晶罐9相連接，結(jié)晶罐9可以設(shè)一個(gè)，也可以設(shè)兩個(gè)或多個(gè)，結(jié)晶罐9與離心脫水機(jī)10相連。作業(yè)時(shí),水解罐6內(nèi)裝水,煙氣進(jìn)入過(guò)濾倉(cāng)5，氣體通過(guò)過(guò)濾袋14，經(jīng)排氣口 15排出，粉塵留在過(guò)濾倉(cāng)5內(nèi)，打開(kāi)排灰管17的截止閥18，開(kāi)動(dòng)排灰爪16，粉塵即可落入水解罐6。因煙氣溫度很高，水溫迅速上升，調(diào)節(jié)保持在95°C，硼酐(B2O3)溶解為硼酸溶液。而硅、石墨等其它雜質(zhì)仍然為固態(tài)，水解罐6中形成了以硼酸溶液為主的固溶物。將固溶物通過(guò)溶液輸出管21送到初濾器，濾除較大顆粒雜質(zhì)，然后再進(jìn)入壓濾機(jī)7過(guò)濾。壓濾機(jī)7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(guò)壓縮使液體擠出，流到下面的接液槽8里面，雜質(zhì)留在壓濾機(jī)7內(nèi)適時(shí)取出。再把接液槽8中的液體泵入結(jié)晶罐9。通過(guò)冷水冷卻結(jié)晶罐9，當(dāng)罐內(nèi)液體溫度達(dá)到30— 35°C時(shí)，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)10脫水，最好再經(jīng)過(guò)烘干機(jī)11烘干，得到含水4% — 7%左右的硼酸，送入儲(chǔ)料倉(cāng)12，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)10下接通管道，送往母液槽13儲(chǔ)存，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候通過(guò)管道泵入水解罐6，作為作業(yè)用水，再次參與循環(huán)。這樣即可形成一個(gè)閉合回收回路，硼矸不會(huì)流失，排出的煙氣是常溫的潔凈氣體。 如圖2所示，水解罐6的外圍設(shè)有雙層冷卻水套20，通過(guò)冷卻水管19打入循環(huán)水，可以調(diào)節(jié)水解罐6內(nèi)的水溫，防止沸騰。此外，水解罐6與碳化硼冶煉爐I的限溫水套23之間通過(guò)熱水管22相連通，作用是用冶煉爐I周?chē)乃鳛楣迌?nèi)工作用水，冶煉爐I周?chē)乃菫榱朔乐範(fàn)t體過(guò)熱而采用的循環(huán)水，不超過(guò)100°C，非常適用于用于水解罐5，既可保證水解罐的用水，又進(jìn)一步節(jié)約了熱能。
權(quán)利要求1.一種碳化硼冶煉爐煙氣閉路水解回收設(shè)備，包括冶煉爐、吸煙罩、煙道和過(guò)濾倉(cāng)，過(guò)濾倉(cāng)里面設(shè)有過(guò)濾袋，過(guò)濾袋外面設(shè)有排氣口，其特征在于所說(shuō)的過(guò)濾倉(cāng)(5)下部設(shè)有排灰管(17)，排灰管(17)的末端接入水解罐(6)，水解罐(6)的出口與壓濾機(jī)(7)的進(jìn)料口相連通，壓濾機(jī)(7)下面設(shè)有接液槽(8)，接液槽(8)通過(guò)管路與結(jié)晶罐(9)的入口相連，結(jié)晶罐(9)的出料口通過(guò)管路與脫水機(jī)(10)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水解回收設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的脫水機(jī)(10)的排水口通過(guò)管道與母液槽(13)的進(jìn)口相連，母液槽(13)的出口通過(guò)管道與水解罐(6)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水解回收設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的脫水機(jī)(10)的卸料口與烘干機(jī)(11)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水解回收設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的水解罐(5)通過(guò)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水解回收設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的水解罐(5 )周?chē)O(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水解回收設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的過(guò)濾倉(cāng)(5)下部的排灰管(17)內(nèi)設(shè)有排灰爪(16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的碳化硼冶煉爐煙氣閉路水解回收設(shè)備，其特征在于所說(shuō)的過(guò)濾倉(cāng)(5)下部的排灰管(17)上設(shè)有截止閥(18)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種碳化硼冶煉爐煙氣閉路水解回收設(shè)備，包括冶煉爐、吸煙罩、煙道和過(guò)濾倉(cāng)，過(guò)濾倉(cāng)里面設(shè)有過(guò)濾袋，過(guò)濾袋外面設(shè)有排氣口，其特征在于所說(shuō)的過(guò)濾倉(cāng)(5)下部設(shè)有排灰管(17)，排灰管(17)的末端接入水解罐(6)，水解罐(6)的出口與壓濾機(jī)(7)的進(jìn)料口相連通，壓濾機(jī)(7)下面設(shè)有接液槽(8)，接液槽(8)通過(guò)管路與結(jié)晶罐(9)的入口相連，結(jié)晶罐(9)的出料口通過(guò)管路與脫水機(jī)(10)相連。有益效果是冶煉煙氣形成閉合回路，直接入水凈化，既可利用冶煉余熱，又能回收粉塵中的硼矸，節(jié)水節(jié)電，避免了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染，工藝步驟簡(jiǎn)單，設(shè)備造價(jià)低廉，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著雙贏。
文檔編號(hào)C01B31/36GK202880901SQ20122053252
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)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(qǐng)人:潤(rùn)鳴新素材(通遼)有限公司