一种具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备

摘要

本发明的一种具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备，其包括一级预热炉、二级控氧焙烧炉、烟气母管、燃烧室、含砷气体处理装置。一级预热炉包括用于输送高砷金属矿粉的预热炉内窑和用于输送高温烟气的预热炉夹套。二级控氧焙烧炉用于对高砷金属矿粉进行加热热解，包括用于输送高砷金属矿粉的焙烧炉内窑和用于输送高温烟气的焙烧炉夹套。含砷气体处理装置由可控温高温气固分离器、烟间接换热器、冷凝收砷装置、收砷布袋、高温密闭还原炉、结晶罐依次连接而成，从而对含有氧化砷的热解气进行处理后得到单质砷。不仅将含有氧化砷的热解气资源再利用，而且大幅降低了含砷气体处理装置的投资规模及废气处理难度，节能减排效果显著。

说明书

技术领域

本发明涉及固体废弃物处理领域，特别涉及一种具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备。

背景技术

砷与砷化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂，以及许多种的合金中。砷化合物三氧化二砷被称为砒霜，是种毒性很强的物质。通常可以采用焙烧法对高砷金属矿粉进行热解气化，使其产生含有氧化砷的热解气从而达到脱砷的目的。现有技术中的高砷金属矿粉脱砷设备，其采用普通的含砷气体处理装置对含有氧化砷的热解气进行净化处理，不仅没有将含有氧化砷的热解气资源再利用，而且增加了含砷气体处理装置的投资规模及废气处理难度。故需要提供一种具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备来解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供一种具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备及方法，其含砷气体处理装置由可控温高温气固分离器、烟间接换热器、冷凝收砷装置、收砷布袋、高温密闭还原炉、结晶罐依次连接而成，从而对含有氧化砷的热解气进行处理后得到单质砷。以解决现有技术中的高砷金属矿粉脱砷设备，其采用的含砷气体处理装置对含有氧化砷的热解气进行净化处理，不仅没有将含有氧化砷的热解气资源再利用，而且增加了含砷气体处理装置的投资规模及废气处理难度的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备，其包括：

一级预热炉，用于对高砷金属矿粉进行预热，包括用于输送高砷金属矿粉的预热炉内窑和用于输送高温烟气的预热炉夹套；所述预热炉内窑的一端设有预热炉进料口，另一端设有预热炉出料口；所述预热炉夹套包围在所述预热炉内窑外壁的周围，其一端设有预热炉烟气入口，另一端设有预热炉烟气出口；

二级控氧焙烧炉，用于对高砷金属矿粉进行加热热解，包括用于输送高砷金属矿粉的焙烧炉内窑和用于输送高温烟气的焙烧炉夹套；所述焙烧炉内窑一端设有与所述预热炉出料口连接的焙烧炉进料口，另一端设有焙烧炉出料口和焙烧炉热解气出口；所述焙烧炉夹套包围在所述焙烧炉内窑外壁的周围，其一侧设有焙烧炉烟气入口，另一侧设有焙烧炉烟气出口，所述焙烧炉烟气出口与所述预热炉烟气入口连接；

烟气母管，用于输送高温烟气，其包括母管烟气入口和第一母管烟气出口，所述第一母管烟气出口与所述焙烧炉烟气入口连接；

燃烧室，用于产生高温烟气，所述燃烧室设有与所述母管烟气入口连接的燃烧室烟气出口；

含砷气体处理装置，用于处理有毒热解气；

所述含砷气体处理装置包括：

冷凝收砷装置，用于将热解气冷凝后变成氧化砷粉末，其设有与所述焙烧炉热解气出口连接的冷凝器热解气入口和用于输出氧化砷粉末的冷凝器粉末输出口；

收砷布袋，用于收集氧化砷粉末，其设有与所述冷凝器粉末输出口连接的布袋入口和用于输出氧化砷粉末的布袋出口；

高温密闭还原炉，用于还原氧化砷粉末中的砷，包括用于放置氧化砷粉末的下还原炉和用于放置还原剂的上还原炉，下还原炉设有下还原炉入口，其与所述布袋出口连接，上还原炉设有上还原炉出口；

结晶罐，用于析出还原后的单质砷，其设有与所述上还原炉出口相连的结晶罐入口和用于输出单质砷的结晶罐物料出口。

本发明所述的具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备中，所述烟气母管还设有第二母管烟气出口，所述含砷气体处理装置还包括用于将粉尘与热解气分离的可控温高温气固分离器，包括用于输送热解气的气固分离器内筒和用于输送高温烟气的气固分离器外筒，所述气固分离器内筒嵌套在所述气固分离器外筒内；

所述气固分离器内筒包括上部的净化腔体、下部的排灰结构以及多根纵向均匀设置在所述净化腔体中的过滤膜管；所述净化腔体设有气固分离器热解气入口和气固分离器热解气出口，所述气固分离器热解气入口通过热解气主管道与所述焙烧炉热解气出口相连，所述热解气主管道设有用于关断和开启热解气的电控阀，所述气固分离器热解气出口与所述冷凝器热解气入口连接，所述排灰结构呈上宽下窄的圆锥形，其底部设有用于排出粉尘的排灰口；

所述气固分离器外筒设有气固分离器烟气入口和气固分离器烟气出口，所述气固分离器烟气入口依次通过气固分离器外部加热烟气管道和气固分离器加热烟气管道与所述第二母管烟气出口连接，所述气固分离器外部加热烟气管道上设有用于调节气量的电控阀，所述气固分离器烟气出口与所述烟气净化装置连接。

本发明所述的具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备中，所述热解气主管道和所述气固分离器外部加热烟气管道之间还连接有气固分离器内部预热烟气管道，所述内部预热烟气管道上设有用于关断和开启的电控阀。

本发明所述的高砷金属矿粉脱砷设备中，所述含砷气体处理装置还包括烟间接换热器，用于对热解气进行降温，防止烧坏所述收砷布袋，其设有换热器入口和换热器出口，所述换热器入口与所述气固分离器热解气出口连接，所述换热器出口与所述冷凝器热解气入口连接。

本发明所述的具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备中，

所述具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备还包括处理有毒热解气的气体净化装置，所述冷凝收砷装置还设有冷凝器热解气出口，其与所述气体净化装置连接；

所述结晶罐还设有结晶罐气体出口，其与气体净化装置相连。

本发明所述的具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备中，所述焙烧炉热解气出口连接有热解气旁路管道，用于将原有气体排到空气中，其中所述热解气旁路管道设有用于关断和开启的电控阀。

本发明所述的具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备中，所述预热炉烟气入口设在靠近所述预热炉出料口的一端，所述焙烧炉烟气出口设在靠近所述焙烧炉进料口的一端。

本发明所述的具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备中，所述焙烧炉烟气入口设置为N(N>1)个，其分布在所述焙烧炉夹套的轴向侧壁，所述第一母管烟气出口设置为N个，其分布在所述烟气母管的轴向侧壁，N个所述第一母管烟气出口通过N个烟气通道与N个所述焙烧炉烟气入口一一对应连接。

本发明所述的具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备中，所述焙烧炉烟气入口均匀分布，所述第一母管烟气出口均匀分布，N个所述烟气通道上均设有用于调节气量的电控阀。

本发明所述的具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备中，所述焙烧炉烟气入口的直径从靠近所述焙烧炉烟气出口一端向远离所述焙烧炉烟气出口一端逐渐减小，所述烟气通道和所述第一母管烟气出口的直径与所述焙烧炉烟气入口的直径匹配。

本发明所述的具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备中，相邻所述焙烧炉烟气入口之间的距离从靠近所述焙烧炉烟气出口一端向远离所述焙烧炉烟气出口一端逐渐增大。

本发明所述的具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备中，所述预热炉夹套内部的两个侧壁之间沿轴向设有若干个带有第一烟道通孔的第一烟道隔板，相邻的两个所述第一烟道隔板的两个所述第一烟道通孔成180度相对设置。

本发明所述的具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备中，所述预热炉夹套内部的两个侧壁之间沿轴向设有若干个带有第二烟道通孔的第二烟道隔板，所述第二烟道隔板之间设有烟道挡板，相邻两个所述第二烟道隔板的两个所述第二烟道通孔分别位于所述烟道挡板的两侧。

本发明所述的具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备中，所述焙烧炉烟气出口与所述预热炉烟气入口之间连接有焙烧炉烟气出口管，所述焙烧炉烟气出口管上设有用于关断和开启高温烟气的电控阀。

本发明所述的具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备中，所述焙烧炉夹套靠近所述焙烧炉烟气出口管的一端和远离所述焙烧炉烟气出口管的一端均设有温度探头，用于监测高温烟气的温度。

本发明所述的具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备中，所述具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备还包括烟气净化装置，所述预热炉烟气出口连接尾气风机后与所述烟气净化装置连接。

本发明所述的具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备中，

所述一级预热炉横向倾斜放置，沿轴向自转，其靠近所述预热炉出料口的一端低于靠近所述预热炉进料口的一端；

所述二级控氧焙烧炉横向倾斜放置，沿轴向自转，其靠近所述焙烧炉出料口的一端低于靠近所述焙烧炉进料口的一端。

一种高砷金属矿粉脱砷方法，使用具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备进行脱砷操作，所述具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备包括一级预热炉、二级控氧焙烧炉、烟气母管、燃烧室、烟气净化装置、含砷气体处理装置。一级预热炉包括预热炉内窑和预热炉夹套。预热炉内窑设有预热炉进料口和预热炉出料口。预热炉夹套设有预热炉烟气入口和预热炉烟气出口。二级控氧焙烧炉包括焙烧炉内窑和焙烧炉夹套。焙烧炉内窑设有焙烧炉进料口、焙烧炉出料口和焙烧炉热解气出口。烟气母管设有母管烟气入口和第一母管烟气出口。燃烧室设有燃烧室烟气出口。所述脱砷方法包括以下步骤：

S11：将高砷金属矿粉从所述预热炉进料口输送到所述预热炉内窑中，并通过所述预热炉夹套中的高温烟气对其进行预热，然后从所述预热炉出料口输出，并通过所述焙烧炉进料口输入到所述焙烧炉内窑中；

S12：所述焙烧炉内窑中的高砷金属矿粉通过所述焙烧炉夹套中的高温烟气对其进行加热热解，然后将热解气化后的残渣通过所述焙烧炉出料口输出；

S13：将所述焙烧炉内窑中的高砷金属矿粉热解气化后产生的热解气通过所述焙烧炉热解气出口排出，并通过所述含砷气体处理装置进行废气处理。

其中所述焙烧炉夹套中的高温烟气通过以下步骤生成：

S14：将可燃气体在燃烧室内燃烧，产生的高温烟气通过所述燃烧室烟气出口输出，再通过所述母管烟气入口输入到所述烟气母管；

S15：将所述烟气母管中的高温烟气通过所述第一母管烟气出口输出，再通过所述焙烧炉烟气入口输入到所述焙烧炉夹套中；

所述预热炉夹套中的高温烟气通过如下步骤生成：

S16：将所述焙烧炉夹套中的高温烟气通过所述焙烧炉烟气出口输出，再通过所述预热炉烟气入口输入到所述预热炉夹套中。

本发明所述的高砷金属矿粉脱砷方法中，使用具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备进行脱砷操作，所述焙烧炉烟气入口设置为N(N>1)个，其均匀分布在所述焙烧炉夹套的轴向侧壁，所述第一母管烟气出口设置为N个，其均匀分布在所述烟气母管的轴向侧壁，N个所述第一母管烟气出口通过N个所述烟气通道与N个所述焙烧炉烟气入口一一对应连接，N个所述烟气通道上均设有用于调节气量的电控阀。

所述步骤S15中，所述将所述烟气母管中的高温烟气通过所述第一母管烟气出口输出，当靠近所述焙烧炉烟气出口的温度低于第一设定温度时，调整靠近所述焙烧炉烟气出口的所述烟气通道上的电控阀使高温烟气的气量增大，当靠近所述焙烧炉烟气出口的温度高于第二设定温度时，所述第二设定温度大于所述第一设定温度，调整靠近所述焙烧炉烟气出口的所述烟气通道上的电控阀使高温烟气的气量减小。

本发明所述的高砷金属矿粉脱砷方法中，使用具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备进行脱砷操作，所述焙烧炉烟气入口设置为N(N>1)个，其均匀分布在所述焙烧炉夹套的轴向侧壁，所述第一母管烟气出口设置为N个，其均匀分布在所述烟气母管的轴向侧壁，N个所述第一母管烟气出口通过N个所述烟气通道与N个所述焙烧炉烟气入口一一对应连接，N个所述烟气通道上均设有用于调节气量的电控阀。

所述步骤S15中，所述将所述烟气母管中的高温烟气通过所述第一母管烟气出口输出，当远离所述焙烧炉烟气出口的温度高于第二设定温度时，关断远离所述焙烧炉烟气出口的部分所述烟气通道上的电控阀，当远离所述焙烧炉烟气出口的温度低于第一设定温度时，重新开启远离所述焙烧炉烟气出口的部分所述烟气通道上的电控阀。

本发明所述的高砷金属矿粉脱砷方法中，使用具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备进行脱砷操作，所述焙烧炉烟气出口与所述预热炉烟气入口之间连接有焙烧炉烟气出口管，所述焙烧炉烟气出口管上设有用于关断和开启高温烟气的电控阀。

所述步骤S11中包括，关闭所述焙烧炉进料口，同时开启所述焙烧炉烟气出口管上的电控阀，使所述焙烧炉夹套中的高温烟气输入到的所述预热炉夹套中，达到第一设定时间后，打开所述焙烧炉进料口，同时关闭所述焙烧炉烟气出口管上的电控阀，使所述焙烧炉夹套中的高温烟气停止输入到的所述预热炉夹套中，待达到第二设定时间后，再次关闭所述焙烧炉进料口，同时开启所述焙烧炉烟气出口管上的电控阀，使所述焙烧炉夹套中的高温烟气再次输入到的所述预热炉夹套中。

本发明所述的高砷金属矿粉脱砷方法中，使用具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备进行脱砷操作，所述焙烧炉热解气出口连接有热解气旁路管道，所述步骤S11之前，所述方法还包括开启所述热解气旁路管道上的电控阀，将所述焙烧炉夹套中残留的热解气排空，达到设定时间后，关断所述热解气旁路管道上的电控阀。

本发明所述的高砷金属矿粉脱砷方法中，使用具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备进行脱砷操作，所述含砷气体处理装置包括冷凝收砷装置、收砷布袋、高温密闭还原炉、结晶罐、气体净化装置。冷凝收砷装置设有冷凝器热解气入口、冷凝器热解气出口、冷凝器粉末输出口。收砷布袋设有布袋入口和布袋出口。高温密闭还原炉包括下还原炉和上还原炉。下还原炉设有下还原炉入口，上还原炉设有上还原炉出口。结晶罐设有结晶罐入口、结晶罐物料出口、结晶罐气体出口。所述步骤S13中，所述废气处理具体包括以下步骤：

S21：所述焙烧炉热解气出口输出的热解气通过所述冷凝器热解气入口输入到所述冷凝收砷装置，所述冷凝收砷装置对热解气进行冷凝处理，冷凝后变成的氧化砷粉末通过所述冷凝器粉末输出口输出，再通过所述布袋入口输入到所述收砷布袋中；

S22：所述收砷布袋对氧化砷粉末进行收集处理，氧化砷粉末达到设定量后通过所述布袋出口输出，并通过所述下还原炉入口输入到所述下还原炉中，在高温密闭条件下挥发；

S23：在上还原炉中放置碳还原剂，采用碳还原法对所述下还原炉中挥发的氧化砷进行还原并生成砷气体，生成的砷气体通过所述上还原炉出口输出，并通过所述结晶罐入口输入到所述结晶罐中；

S24：所述结晶罐将砷气体析出形成单质砷，并通过所述结晶罐物料出口输出。

本发明所述的高砷金属矿粉脱砷方法中，使用具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备进行脱砷操作，所述烟气母管还设有第二母管烟气出口，所述的含砷气体处理装置还包括可控温高温气固分离器。所述可控温高温气固分离器包括气固分离器内筒和气固分离器外筒。所述气固分离器内筒包括上部的净化腔体、下部的排灰结构以及多根过滤膜管。所述排灰结构设有排灰口。所述净化腔体设有气固分离器热解气入口和气固分离器热解气出口。所述气固分离器外筒设有气固分离器烟气入口和气固分离器烟气出口。具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备还包括热解气主管道、气固分离器外部加热烟气管道、气固分离器加热烟气管道。

所述步骤S21之前还包括以下步骤：

S31：开启所述热解气主管道和所述气固分离器外部加热烟气管道上的电控阀；

S32：将所述步骤S13中所述焙烧炉热解气出口排出的热解气通过所述热解气主管道进行输送，通过所述气固分离器热解气入口输入到所述净化腔体中，并通过所述过滤膜管进行粉尘过滤，过滤后的热解气通过所述气固分离器热解气出口输出，再通过所述冷凝器热解气入口输入到所述冷凝收砷装置中，过滤出的粉尘落入所述排灰结构，并通过所述排灰口排出；

S33：将步骤S14中所述烟气母管的高温烟气通过所述第二母管烟气出口输出，先后通过所述气固分离器加热烟气管道和所述气固分离器外部加热烟气管道进行输送，再通过所述气固分离器烟气入口输入到所述气固分离器外筒中，对所述气固分离器内筒中的热解气进行加热。

本发明所述的高砷金属矿粉脱砷方法中，使用具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备进行脱砷操作，所述热解气主管道和所述气固分离器外部加热烟气管道之间还设有气固分离器内部预热烟气管道，其上设有电控阀，所述步骤S31之前，所述脱砷方法还包括以下步骤：

S41：关断所述热解气主管道上的电控阀，打开所述气固分离器内部预热烟气管道上的电控阀；

S42：步骤S14中所述烟气母管的高温烟气通过所述第二母管烟气出口输出后，先后通过所述气固分离器加热烟气管道和所述气固分离器内部预热烟气管道进行输送，再通过所述气固分离器热解气入口输入到所述气固分离器内筒中，对所述气固分离器内筒进行预热。

本发明所述的高砷金属矿粉脱砷方法中，使用所述高砷金属矿粉脱砷设备进行脱砷操作，所述的含砷气体处理装置还包括烟间接换热器，所述烟间接换热器设有换热器入口和换热器出口，所述步骤S32中，热解气从所述气固分离器热解气出口输出，然后经所述换热器入口进入所述烟间接换热器进行降温操作，降温后的热解气经所述换热器出口输出，再经所述冷凝器热解气入口输入到所述冷凝收砷装置，用于防止所述收砷布袋因高温烧坏。

本发明相较于现有技术，其有益效果为：本发明的具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备，其含砷气体处理装置由可控温高温气固分离器、烟间接换热器、冷凝收砷装置、收砷布袋、高温密闭还原炉、结晶罐依次连接而成，从而对含有氧化砷的热解气进行处理后得到单质砷。不仅将含有氧化砷的热解气资源再利用，而且大幅降低了含砷气体处理装置的投资规模及废气处理难度，节能减排效果显著。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅为本发明的部分实施例相应的附图。

图1为本发明的高砷金属矿粉脱砷设备的结构示意图。

图2为本发明的第一种预热炉夹套沿轴线展开后的内部结构俯视示意图。

图3为本发明的第二种预热炉夹套沿轴线展开后的内部结构俯视示意图。

图4为本发明的高砷金属矿粉脱砷方法的部分流程图。

图5为本发明的高砷金属矿粉脱砷方法的另外一部分流程图。

其中，

1、预热炉进料装置，1-1、预热炉进料漏斗，1-2、预热炉进料螺旋；

2、一级预热炉，2-1、预热炉内窑，2-1-1、预热炉进料口，2-1-2、预热炉出料口，2-2、预热炉夹套，2-2-1、预热炉烟气入口，2-2-2、预热炉烟气出口，2-2-3、第一烟道隔板，2-2-3a、第一烟道通孔，2-2-4、第二烟道隔板，2-2-4a、第二烟道通孔，2-2-5，烟道挡板；

3、二级控氧焙烧炉，3-1、焙烧炉内窑，3-1-1、焙烧炉进料口，3-1-2、焙烧炉出料口，3-1-3、焙烧炉热解气出口、3-2、焙烧炉夹套，3-2-1、焙烧炉烟气入口，3-2-2、焙烧炉烟气出口；

4、烟气净化装置；

5、预热炉尾气主管道；

6、焙烧炉进料螺旋；

7、烟气通道；

8、烟气母管，8-1、母管烟气入口，8-2、第一母管烟气出口，8-3、第二母管烟气出口；

9、燃烧室，9-1、燃烧室烟气出口；

10、燃烧机；

11、尾气风机；

12、可控温高温气固分离器，12-1、气固分离器内筒，12-1-1、净化腔体，12-1-2、排灰结构，12-1-3、过滤膜管，12-1-4、气固分离器热解气入口，12-1-5、气固分离器热解气出口，12-1-6、排灰口，12-2、气固分离器外筒，12-2-1、气固分离器烟气入口，12-2-2、气固分离器烟气出口；

13、冷凝收砷装置，13-1、冷凝器热解气入口，13-2、冷凝器热解气出口，13-3、冷凝器粉末输出口；

14、高温密闭还原炉，14-1、下还原炉，14-1-1、下还原炉入口，14-2、上还原炉，14-2-1、上还原炉出口；

15、结晶罐，15-1、结晶罐入口，15-2、结晶罐物料出口，15-3、结晶罐气体出口；

16、气体净化装置；

17、高温烟气管道；

18、预热炉尾气旁路管道；

19、气固分离器加热烟气管道；

20、收砷布袋；

21-1、热解气主管道；

21-2、热解气旁路管道；

22-1、气固分离器内部预热烟气管道；

22-2、气固分离器外部加热烟气管道；

23、焙烧炉出料螺旋；

24、焙烧炉烟气出口管；

25、烟间接换热器。

在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」、「顶部」以及「底部」等词，仅是参考附图的方位，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

本发明术语中的“第一”“第二”等词仅作为描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性，以及不作为对先后顺序的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现有技术中，采用常规的焙烧法对高砷金属矿粉进行热解气化脱砷，其热解气化不充分，脱砷效率较低，处理后的金属矿粉中仍含有大量的砷，不利用后续对金属矿粉进行进一步的加工处理。

如下为本发明提供的一种能解决以上技术问题的一种高砷金属矿粉脱砷设备及方法的优选实施例。

请参照图1，本发明提供一种具有高效含砷气体处理装置的高砷金属矿粉脱砷设备，其包括一级预热炉2、二级控氧焙烧炉3、烟气母管8、燃烧室9、烟气净化装置4、含砷气体处理装置。

一级预热炉2用于对高砷金属矿粉进行预热，包括用于输送高砷金属矿粉的预热炉内窑2-1、用于输送高温烟气的预热炉夹套2-2以及预热炉进料装置1。

预热炉内窑2-1具体可以设为筒状结构，其一端设有预热炉进料口2-1-1，另一端设有预热炉出料口2-1-2。预热炉内窑2-1横向倾斜放置，其靠近预热炉出料口2-1-2的一端低于靠近预热炉进料口2-1-1的一端，这样高砷金属矿粉可以顺势从预热炉进料口2-1-1输送至预热炉出料口2-1-2，其结构简单有效。并且预热炉内窑2-1沿轴向自转，可以使高砷金属矿粉受热均匀，从而提高热解气化脱砷效果。

预热炉进料装置1包括用于投放高砷金属矿粉的预热炉进料漏斗1-1和用于推送高砷金属矿粉的预热炉进料螺旋1-2，预热炉进料螺旋1-2的一端与预热炉进料漏斗1-1连接，另一端与预热炉进料口2-1-1连接。通过预热炉进料漏斗1-1和预热炉进料螺旋1-2配合进料，可以使得高砷金属矿粉进料均匀，从而提高热解气化脱砷效果。

预热炉夹套2-2具体可以设为环形筒状结构，包围在预热炉内窑2-1外壁的周围，其靠近预热炉出料口2-1-2的一端设有预热炉烟气入口2-2-1，另一端设有预热炉烟气出口2-2-2。将预热炉烟气入口2-2-1设置在靠近预热炉出料口2-1-2的一端，可以使预热炉内窑2-1中的高砷金属矿粉在出料时温度达到最高，更加接近热解气化所需的温度，提高整体热解气化效果。预热炉烟气出口2-2-2连接尾气风机11后与烟气净化装置4连接，高温烟气净化后排放，更加环保。

二级控氧焙烧炉3用于对高砷金属矿粉进行加热热解脱砷，包括用于输送高砷金属矿粉的焙烧炉内窑3-1、用于输送高温烟气的焙烧炉夹套3-2、焙烧炉进料螺旋6、焙烧炉出料螺旋23。

焙烧炉内窑3-1具体可以设为筒状结构，其一端设有与预热炉出料口2-1-2连接的焙烧炉进料口3-1-1，另一端设有焙烧炉出料口3-1-2和焙烧炉热解气出口3-1-3。焙烧炉内窑3-1横向倾斜放置，其靠近焙烧炉出料口3-1-2的一端低于靠近焙烧炉进料口3-1-1的一端，这样高砷金属矿粉可以顺势从焙烧炉进料口3-1-1输送至焙烧炉出料口3-1-2，其结构简单，效果显著。并且焙烧炉内窑3-1沿轴向自转，可以使高砷金属矿粉受热均匀，从而提高热解气化脱砷效果。

焙烧炉进料螺旋6的一端与焙烧炉进料口3-1-1连接，另一端与预热炉出料口2-1-2连接，焙烧炉出料螺旋23与焙烧炉出料口3-1-2连接。通过设置焙烧炉进料螺旋6和焙烧炉出料螺旋23，可以使得高砷金属矿粉均匀输入和均匀输出，从而提高热解气化脱砷效果。

焙烧炉夹套3-2具体可以设为环形筒状结构，包围在焙烧炉内窑3-1外壁的周围，其一侧设有焙烧炉烟气入口3-2-1，另一侧设有焙烧炉烟气出口3-2-2，焙烧炉烟气出口3-2-2与预热炉烟气入口2-2-1连接。焙烧炉烟气出口3-2-2具体可以设在靠近焙烧炉进料口3-1-1的一端，因为靠近焙烧炉烟气出口3-2-2的温度一般会不太稳定，这样设置可以保证后续阶段的高温烟气的温度比较稳定，从而提高高砷金属矿粉的热解气化脱砷效果。

烟气母管8用于输送高温烟气，其设有母管烟气入口8-1、第一母管烟气出口8-2。第一母管烟气出口8-2与焙烧炉烟气入口3-2-1连接。燃烧室9用于产生高温烟气，燃烧室9的一端连接有燃烧机10，另一端设有燃烧室烟气出口9-1，燃烧室烟气出口9-1与母管烟气入口8-1连接。含砷气体处理装置用于处理有毒热解气，其与焙烧炉热解气出口3-1-3连接。

其工作原理为，首先将可燃气体和空气通过燃烧机10混合后在燃烧室9内燃烧，产生的高温烟气通过燃烧室烟气出口9-1输出，再通过母管烟气入口8-1输入到烟气母管8。烟气母管8中的高温烟气通过第一母管烟气出口8-2输出，再通过焙烧炉烟气入口3-2-1输入到焙烧炉夹套3-2中。焙烧炉夹套3-2中的高温烟气通过焙烧炉烟气出口3-2-2输出，再通过预热炉烟气入口2-2-1输入到预热炉夹套2-2中。

然后将高砷金属矿粉加入到预热炉进料漏斗1-1中，并通过预热炉进料螺旋1-2均匀输送，经预热炉进料口2-1-1输送到预热炉内窑2-1中。通过预热炉夹套2-2中的高温烟气对高砷金属矿粉进行预热，预热后的高砷金属矿粉从预热炉出料口2-1-2输出，通过焙烧炉进料螺旋6均匀输送，经焙烧炉进料口3-1-1输入到焙烧炉内窑3-1中。焙烧炉内窑3-1中的高砷金属矿粉通过焙烧炉夹套3-2中的高温烟气对其进行加热热解，使高砷金属矿粉充分热解气化后脱砷，然后将热解气化后的残渣经焙烧炉出料口3-1-2和焙烧炉出料螺旋23均匀输出。焙烧炉内窑3-1中的高砷金属矿粉热解气化后产生的含有氧化砷的热解气则通过焙烧炉热解气出口3-1-3排出，并通过含砷气体处理装置进行废气处理。

一级预热炉2先对高砷金属矿粉进行预热，二级控氧焙烧炉3再对高砷金属矿粉进行加热热解，使得高砷金属矿粉在焙烧炉内窑3-1中能够快速升温，从而快速达到热解气化所需的温度，使得高砷金属矿粉热解气化更加充分，脱砷效率更高，有效地降低了处理后的高砷金属矿粉中的砷含量。同时燃烧室9产生的高温烟气，先通过烟气母管8输送到二级控氧焙烧炉3，再由到二级控氧焙烧炉3输送到一级预热炉2，提高了高温烟气的利用率，有效节约了能源。

高砷金属矿粉必须要达到一定的温度才能热解气化，为了能够实时监测焙烧炉夹套3-2内高温烟气的温度，焙烧炉夹套3-2靠近焙烧炉烟气出口管24的一端和远离焙烧炉烟气出口管24的一端均设有温度探头(图中未示)。

烟气母管8与二级控氧焙烧炉3可以采用多种连接方式。

请继续参照图1，烟气母管8与二级控氧焙烧炉3的第一种连接方式为，焙烧炉烟气入口3-2-1设置为N(N>1)个，其均匀分布在焙烧炉夹套3-2的轴向侧壁，第一母管烟气出口8-2设置为N个，其均匀分布在烟气母管8的轴向侧壁，N个第一母管烟气出口8-2通过N个烟气通道7与N个焙烧炉烟气入口3-2-1一一对应连接，N个烟气通道7上均设有用于调节气量的电控阀。

此种连接方式可以使焙烧炉夹套3-2中的高温烟气热量分布均匀，从而使高砷金属矿粉热解气化更加充分。由于靠近焙烧炉烟气出口3-2-2处的高温烟气的温度相对不稳定，可以通过调整烟气通道7上的电控阀，来调整靠近焙烧炉烟气出口3-2-2处的进气量。

烟气母管8与二级控氧焙烧炉3的第二种连接方式为，焙烧炉烟气入口3-2-1设置为N(N>1)个，其均匀分布在焙烧炉夹套3-2的轴向侧壁，第一母管烟气出口8-2设置为N个，其均匀分布在烟气母管8的轴向侧壁，N个第一母管烟气出口8-2通过N个烟气通道7与N个焙烧炉烟气入口3-2-1一一对应连接。焙烧炉烟气入口3-2-1的直径从靠近焙烧炉烟气出口3-2-2一端向远离焙烧炉烟气出口3-2-2一端逐渐减小，烟气通道7和第一母管烟气出口8-2的直径与焙烧炉烟气入口3-2-1的直径匹配。

此种连接方式使得靠近焙烧炉烟气出口3-2-2一端的进气量相对于远离焙烧炉烟气出口3-2-2一端的进气量大，可以平衡焙烧炉烟气出口3-2-2处流失的热量。

烟气母管8与二级控氧焙烧炉3的第三种连接方式为，焙烧炉烟气入口3-2-1设置为N(N>1)个，其分布在焙烧炉夹套3-2的轴向侧壁，第一母管烟气出口8-2设置为N个，其分布在烟气母管8的轴向侧壁，N个第一母管烟气出口8-2通过N个烟气通道7与N个焙烧炉烟气入口3-2-1一一对应连接。相邻焙烧炉烟气入口3-2-1之间的距离从靠近焙烧炉烟气出口3-2-2的一端向远离焙烧炉烟气出口3-2-2一端逐渐增大。

此种连接方式同样可使得靠近焙烧炉烟气出口3-2-2一端的进气量相对于远离焙烧炉烟气出口3-2-2一端的进气量大，可以平衡焙烧炉烟气出口3-2-2处流失的热量。

为了使预热炉夹套2-2的高温烟气能较好的均匀输送，使预热炉夹套2-2各处的热量均匀，进而提高预热效果，预热炉夹套2-2的内部结构可以采用两种方式。

请参照图2，其为第一种结构的预热炉夹套沿某一轴线展开铺平后的俯视结构示意图。预热炉夹套2-2内部的两个侧壁之间，沿轴向设有若干个带有第一烟道通孔2-2-3a的第一烟道隔板2-2-3，相邻的两个第一烟道隔板2-2-3的两个第一烟道通孔2-2-3a孔成180度相对设置。图2中标示的是其中一个第一烟道隔板2-2-3及其对应的第一烟道通孔2-2-3a，其它未一一标识。

高温烟气从预热炉烟气入口2-2-1进入预热炉夹套2-2后，从第一个第一烟道隔板2-2-3上的第一烟道通孔2-2-3a向靠近预热炉烟气出口2-2-2的方向流动，由于受到第二个第一烟道隔板2-2-3的阻挡，高温烟气分成方向相反的两路流向第二个第一烟道隔板2-2-3上的第一烟道通孔2-2-3a，分别流动180度后从该第一烟道通孔2-2-3a流出，继续向靠近预热炉烟气出口2-2-2的方向流动。按照此规律重复流动，使得预热炉夹套2-2的各个位置都有高温烟气通过，其热量分布均匀。

请参照图3，其为第二种结构的预热炉夹套沿某一轴线展开铺平后的俯视结构示意图。预热炉夹套2-2内部的两个侧壁之间沿轴向设有若干个带有第二烟道通孔2-2-4a的第二烟道隔板2-2-4，第二烟道隔板2-2-4之间设有烟道挡板2-2-5，相邻两个第二烟道隔板2-2-4的两个第二烟道通孔2-2-4a分别位于烟道挡板2-2-5的两侧。图3中标示的是其中一个第二烟道隔板2-2-4及其对应的第二烟道通孔2-2-4a，其它未一一标识。

高温烟气从预热炉烟气入口2-2-1进入预热炉夹套2-2后，从第一个第二烟道隔板2-2-4上的第二烟道通孔2-2-4a向靠近预热炉烟气出口2-2-2的方向流动，由于受到第二个第二烟道隔板2-2-4以及烟道挡板2-2-5的阻挡，高温烟气向远离烟道挡板2-2-5的方向流动，流动360度后，从第二个第二烟道隔板2-2-4上的第二烟道通孔2-2-4a流出，按照此规律重复流动，使得预热炉夹套2-2的各个位置都有高温烟气通过，其热量分布均匀。

请继续参照图1，焙烧炉烟气出口3-2-2与预热炉烟气入口2-2-1之间具体连接有焙烧炉烟气出口管24，焙烧炉烟气出口管24上设有用于关断和开启高温烟气的电控阀。当预热炉内窑2-1采用间断集中式向焙烧炉内窑3-1输送高砷金属矿粉的工作方式时，在向焙烧炉内窑3-1输送高砷金属矿粉前，可以先关断焙烧炉烟气出口管24上的电控阀，使焙烧炉内窑3-1中的高温烟气热量稳定，以保证焙烧炉内窑3-1中高砷金属矿粉的热解气化效果。当焙烧炉内窑3-1的高砷金属矿粉热解气化完成后，再次开启焙烧炉烟气出口管24上的电控阀。

请继续参照图1，尾气风机11与烟气净化装置4之间连接有预热炉尾气主管道5，燃烧室烟气出口9-1与母管烟气入口8-1之间连接有高温烟气管道17，预热炉尾气主管道5和高温烟气管道17之间还连接有预热炉尾气旁路管道18。高温烟气管道17和预热炉尾气旁路管道18合并后的高温烟气，通过母管烟气入口8-1输入烟气母管8中。高温烟气管道17和预热炉尾气旁路管道18均设有调节气量的电控阀。此种结构，可以使预热炉夹套2-2排出的高温烟气得到有效利用，达到节能减排的效果。

请继续参照图1，烟气母管8还设有第二母管烟气出口8-3。含砷气体处理装置具体包括可控温高温气固分离器12、烟间接换热器25、冷凝收砷装置13、收砷布袋20、高温密闭还原炉14、结晶罐15、气体净化装置16。

可控温高温气固分离器12用于将粉尘与热解气分离，其包括用于输送热解气的气固分离器内筒12-1和用于输送高温烟气的气固分离器外筒12-2，气固分离器内筒12-1嵌套在气固分离器外筒12-2内。

气固分离器内筒12-1包括上部的净化腔体12-1-1、下部的排灰结构12-1-2以及多根纵向均匀设置在净化腔体12-1-1中的过滤膜管12-1-3，过滤膜管12-1-3用于过滤热解气中的粉尘。净化腔体12-1-1设有气固分离器热解气入口12-1-4和气固分离器热解气出口12-1-5。气固分离器热解气入口12-1-4通过热解气主管道21-1与焙烧炉热解气出口3-1-3相连，热解气主管道21-1设有用于关断和开启热解气的电控阀。排灰结构12-1-2呈上宽下窄的圆锥形，其底部设有用于排出粉尘的排灰口12-1-6。过滤膜管(12-1-3)为金属膜或高温陶瓷膜或耐高温、抗腐蚀、高精度过滤金属间化合物膜，能在550℃工作。

气固分离器外筒12-2设有气固分离器烟气入口12-2-1和气固分离器烟气出口12-2-2。气固分离器烟气入口12-2-1依次通过气固分离器外部加热烟气管道22-2和气固分离器加热烟气管道19与第二母管烟气出口8-3连接，气固分离器外部加热烟气管道22-2上设有用于调节气量的电控阀，从而便于控制气固分离器外筒12-2中的高温烟气维持在设定温度。气固分离器外筒12-2中的高温烟气持续对气固分离器内筒12-1中的热解气加热，使其过滤效果更佳，例如可以防止热解气中的氧化砷降温后变成粉末被过滤掉。氧化砷为有毒物质，与粉尘混合，会增加后续的处理难度。气固分离器烟气出口12-2-2与烟气净化装置4连接，达到环保的效果。

热解气主管道21-1和气固分离器外部加热烟气管道22-2之间还连接有气固分离器内部预热烟气管道22-1，内部预热烟气管道22-1上设有用于关断和开启的电控阀。此种结构可以先不往气固分离器内筒12-1通热解气，开启内部预热烟气管道22-1上的电控阀，对气固分离器内筒12-1进行预热，以提高系统工作的稳定性，例如防止开始阶段的热解气突然降温生成氧化砷粉末，与粉尘一同被过滤后排出。氧化砷为有毒物质，与粉尘混合，会增加后续的处理难度。

烟间接换热器25用于对热解气进行降温，防止烧坏收砷布袋20，其设有换热器入口和换热器出口，换热器入口与气固分离器热解气出口12-1-5连接。

冷凝收砷装置13用于将热解气冷凝后变成氧化砷粉末，其设有冷凝器热解气入口13-1、冷凝器热解气出口13-2、冷凝器粉末输出口13-3。冷凝器热解气入口13-1与换热器出口连接，冷凝器热解气出口13-2与气体净化装置16连接，以对排出的有毒热解气进行处理。冷凝器粉末输出口13-3用于输出氧化砷粉末。

收砷布袋20用于收集氧化砷粉末，其设有与冷凝器粉末输出口13-3连接的布袋入口和输出氧化砷粉末的布袋出口。

高温密闭还原炉14用于还原氧化砷粉末中的砷，包括用于放置氧化砷粉末的下还原炉14-1和用于放置还原剂的上还原炉14-2，下还原炉14-1设有下还原炉入口14-1-1，其与布袋出口连接，上还原炉14-2设有上还原炉出口14-2-1。

结晶罐15用于析出还原后的单质砷，其设有与上还原炉出口14-2-1相连的结晶罐入口15-1和用于输出单质砷的结晶罐物料出口15-2、与气体净化装置16相连结晶罐气体出口15-3。

需要说明的是，可控温高温气固分离器12可以提高后续步骤中氧化砷粉末的精度，进一步提高系统工作效率，但含砷气体处理装置也可以根据实际需要选择省略可控温高温气固分离器12，即将焙烧炉热解气出口3-1-3排出的热解气直接通过冷凝器热解气入口13-1输入到冷凝收砷装置13中。

还需要说明的是，从气固分离器热解气出口12-1-5出来的热解气，其温度大概在400-500℃之间，而收砷布袋20所能承受的最高温度是200℃，增加烟间接换热器25，可以提前降温，有效防止因温度过高而烧坏收砷布袋20，当然也可以根据实际情况对烟间接换热器25进行省略。

请继续参照图1，焙烧炉热解气出口3-1-3连接有热解气旁路管道21-2，用于将原有气体排到空气中，其中热解气旁路管道21-2设有用于关断和开启的电控阀。将焙烧炉内窑3-1原有气体排空，可以防止原有气体对热解气造成污染。

综上所述，本发明的高砷金属矿粉脱砷设备，其含砷气体处理装置由可控温高温气固分离器、烟间接换热器、冷凝收砷装置、收砷布袋、高温密闭还原炉、结晶罐依次连接而成，从而对含有氧化砷的热解气进行处理后得到单质砷。不仅将含有氧化砷的热解气资源再利用，而且大幅降低了含砷气体处理装置的投资规模及废气处理难度，节能减排效果显著。

请参考图4和图5，同时请参照图1中的高砷金属矿粉脱砷设备结构示意图。本发明还提供一种高砷金属矿粉脱砷方法，其使用上述的高砷金属矿粉脱砷设备进行矿粉脱砷操作，该高砷金属矿粉脱砷设备主要包括一级预热炉2、二级控氧焙烧炉3、烟气母管8、燃烧室9、燃烧机10、烟气净化装置4、含砷气体处理装置。一级预热炉2包括预热炉内窑2-1和预热炉夹套2-2。预热炉内窑2-1设有预热炉进料口2-1-1和预热炉出料口2-1-2。预热炉夹套2-2设有预热炉烟气入口2-2-1和预热炉烟气出口2-2-2。二级控氧焙烧炉3包括焙烧炉内窑3-1和焙烧炉夹套3-2。焙烧炉内窑3-1设有焙烧炉进料口3-1-1、焙烧炉出料口3-1-2和焙烧炉热解气出口3-1-3。烟气母管8设有母管烟气入口8-1和第一母管烟气出口8-2。燃烧室9设有燃烧室烟气出口9-1。

该脱砷方法包括以下步骤：

S11：将高砷金属矿粉从预热炉进料口2-1-1输送到预热炉内窑2-1中，并通过预热炉夹套2-2中的高温烟气对其进行预热，然后从预热炉出料口2-1-2输出，并通过焙烧炉进料口3-1-1输入到焙烧炉内窑3-1中；

S12：焙烧炉内窑3-1中的高砷金属矿粉通过焙烧炉夹套3-2中的高温烟气对其进行加热热解，然后将热解气化后的残渣通过焙烧炉出料口3-1-2输出；

S13：将焙烧炉内窑3-1中的高砷金属矿粉热解气化后产生的热解气通过焙烧炉热解气出口3-1-3排出，并通过含砷气体处理装置进行废气处理。

其中焙烧炉夹套3-2中的高温烟气通过以下步骤生成：

S14：将可燃气体和空气通过燃烧机10混合后在燃烧室9内燃烧，产生的高温烟气通过燃烧室烟气出口9-1输出，再通过母管烟气入口8-1输入到烟气母管8；

S15：将烟气母管8中的高温烟气通过第一母管烟气出口8-2输出，再通过焙烧炉烟气入口3-2-1输入到焙烧炉夹套3-2中；

预热炉夹套2-2中的高温烟气通过如下步骤生成：

S16：将焙烧炉夹套3-2中的高温烟气通过焙烧炉烟气出口3-2-2输出，再通过预热炉烟气入口2-2-1输入到预热炉夹套2-2中。

请继续参照图1，若高砷金属矿粉脱砷设备的焙烧炉烟气入口3-2-1设置为N(N>1)个，其均匀分布在焙烧炉夹套3-2的轴向侧壁，第一母管烟气出口8-2设置为N个，其均匀分布在烟气母管8的轴向侧壁，N个第一母管烟气出口8-2通过N个烟气通道7与N个焙烧炉烟气入口3-2-1一一对应连接，N个烟气通道7上均设有用于调节气量的电控阀。步骤S15中，将烟气母管8中的高温烟气通过第一母管烟气出口8-2输出，可以采用如下两种方式使靠近焙烧炉烟气出口3-2-2的温度处于设定范围内。

第一种方式为，当靠近焙烧炉烟气出口3-2-2的温度低于第一设定温度时，调整靠近焙烧炉烟气出口3-2-2的烟气通道7上的电控阀使高温烟气的气量增大；当靠近焙烧炉烟气出口3-2-2的温度高于第二设定温度时，其中第二设定温度大于第一设定温度，调整靠近焙烧炉烟气出口3-2-2的烟气通道7上的电控阀使高温烟气的气量减小。

第二种方式为，当远离焙烧炉烟气出口3-2-2的温度高于第二设定温度时，关断远离焙烧炉烟气出口3-2-2的部分烟气通道7上的电控阀；当远离焙烧炉烟气出口3-2-2的温度低于第一设定温度时，重新开启远离焙烧炉烟气出口3-2-2的部分烟气通道7上的电控阀。

请继续参照图1，若焙烧炉烟气出口3-2-2与预热炉烟气入口2-2-1之间连接有焙烧炉烟气出口管24，焙烧炉烟气出口管24上设有用于关断和开启高温烟气的电控阀。步骤S11中包括，预热炉内窑2-1向焙烧炉内窑3-1输送高砷金属矿粉采用间断集中的输送方式。首先关闭焙烧炉进料口3-1-1，同时开启焙烧炉烟气出口管24上的电控阀，使焙烧炉夹套3-2中的高温烟气输入到的预热炉夹套2-2中，达到第一设定时间后，打开焙烧炉进料口3-1-1，同时关闭焙烧炉烟气出口管24上的电控阀，使焙烧炉夹套3-2中的高温烟气停止输入到的预热炉夹套2-2中，待达到第二设定时间后，再次关闭焙烧炉进料口3-1-1，同时开启焙烧炉烟气出口管24上的电控阀，使焙烧炉夹套3-2中的高温烟气再次输入到的预热炉夹套2-2中。此种方法可以使得焙烧炉内窑3-1的温度更加稳定，热解气化更加充分。

请继续参照图1，若焙烧炉热解气出口3-1-3连接有热解气旁路管道21-2。步骤S11之前，该脱砷方法还包括开启热解气旁路管道21-2上的电控阀，将焙烧炉夹套3-2中残留的热解气排空，达到设定时间后，关断热解气旁路管道21-2上的电控阀。将焙烧炉内窑3-1原有气体排空，可以防止原有气体对热解气造成污染。

请继续参照图1，若含砷气体处理装置包括冷凝收砷装置13、收砷布袋20、高温密闭还原炉14、结晶罐15、气体净化装置16。冷凝收砷装置13设有冷凝器热解气入口13-1、冷凝器热解气出口13-2、冷凝器粉末输出口13-3。收砷布袋20设有布袋入口和布袋出口。高温密闭还原炉14包括下还原炉14-1和上还原炉14-2。下还原炉14-1设有下还原炉入口14-1-1，上还原炉14-2设有上还原炉出口14-2-1。结晶罐15设有结晶罐入口15-1、结晶罐物料出口15-2、结晶罐气体出口15-3。

步骤S13中，废气处理具体包括以下步骤：

S21：焙烧炉热解气出口3-1-3输出的热解气通过冷凝器热解气入口13-1输入到冷凝收砷装置13，冷凝收砷装置13对热解气进行冷凝处理，冷凝后变成的氧化砷粉末通过冷凝器粉末输出口13-3输出，再通过布袋入口输入到收砷布袋20中；

S22：收砷布袋20对氧化砷粉末进行收集处理，氧化砷粉末达到设定量后通过布袋出口输出，并通过下还原炉入口14-1-1输入到下还原炉14-1中，氧化砷粉末在高温密闭条件下挥发；

S23：在上还原炉14-2中加入木炭粉作为还原剂，采用碳还原法对下还原炉14-1中挥发的氧化砷进行还原并生成砷气体，其化学式为AS2O3+3C＝2AS+3CO。生成的砷气体和一氧化碳通过上还原炉出口14-2-1输出，并通过结晶罐入口15-1输入到结晶罐15中；

S24：结晶罐15将砷气体析出形成单质砷，并通过结晶罐物料出口15-2输出，一氧化碳从结晶罐气体出口15-3输出，经管道输送，与气体净化装置16连接，进行净化处理。

请继续参照图1，若烟气母管8还设有第二母管烟气出口8-3，上述的含砷气体处理装置还包括可控温高温气固分离器12。可控温高温气固分离器12包括气固分离器内筒12-1和气固分离器外筒12-2。气固分离器内筒12-1包括上部的净化腔体12-1-1、下部的排灰结构12-1-2以及多根过滤膜管12-1-3。排灰结构12-1-2设有排灰口12-1-6。净化腔体12-1-1设有气固分离器热解气入口12-1-4和气固分离器热解气出口12-1-5。气固分离器外筒12-2设有气固分离器烟气入口12-2-1和气固分离器烟气出口12-2-2。高砷金属矿粉脱砷设备还包括热解气主管道21-1、气固分离器外部加热烟气管道22-2、气固分离器加热烟气管道19。

步骤S21之前还包括以下步骤：

S31：开启热解气主管道21-1和气固分离器外部加热烟气管道22-2上的电控阀；

S32：将步骤S13中焙烧炉热解气出口3-1-3排出的热解气通过热解气主管道21-1进行输送，通过气固分离器热解气入口12-1-4输入到气固分离器内筒12-1上部的净化腔体12-1-1中，并使用过滤膜管12-1-3进行粉尘过滤。过滤后的热解气通过气固分离器热解气出口12-1-5输出，再通过冷凝器热解气入口13-1输入到冷凝收砷装置13中，过滤出的粉尘落入气固分离器内筒12-1下部的排灰结构12-1-2，并通过排灰口12-1-6排出；

S33：将步骤S14中烟气母管8的高温烟气通过第二母管烟气出口8-3输出，先后通过气固分离器加热烟气管道19和气固分离器外部加热烟气管道22-2进行输送，再通过气固分离器烟气入口12-2-1输入到气固分离器外筒12-2中，对气固分离器内筒12-1中的热解气进行加热。

请继续参照图1，若热解气主管道21-1和气固分离器外部加热烟气管道22-2之间还设有气固分离器内部预热烟气管道22-1。步骤S31之前，该脱砷方法还包括以下步骤：

S41：关断热解气主管道21-1上的电控阀，打开气固分离器内部预热烟气管道22-1上的电控阀；

S42：步骤S14中烟气母管8的高温烟气通过第二母管烟气出口8-3输出后，先后通过气固分离器加热烟气管道19和气固分离器内部预热烟气管道22-1进行输送，再通过气固分离器热解气入口12-1-4输入到气固分离器内筒12-1中，对气固分离器内筒12-1进行预热。

请继续参照图1，使用上述高砷金属矿粉脱砷设备进行脱砷操作，上述含砷气体处理装置还包括烟间接换热器，烟间接换热器设有换热器入口和换热器出口，步骤S32中，热解气从气固分离器热解气出口输出，然后经换热器入口进入烟间接换热器进行降温操作，降温后的热解气经换热器出口输出，再经冷凝器热解气入口输入到冷凝收砷装置，用于防止收砷布袋因高温烧坏。

综上所述，本发明的高砷金属矿粉脱砷方法，其通过由可控温高温气固分离器、烟间接换热器、冷凝收砷装置、收砷布袋、高温密闭还原炉、结晶罐依次连接而成的含砷气体处理装置，对含有氧化砷的热解气进行处理后得到单质砷。不仅将含有氧化砷的热解气资源再利用，而且大幅降低了含砷气体处理装置的投资规模及废气处理难度，节能减排效果显著。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。