一种火电厂锅炉烟气制特种陶瓷的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种火电厂锅炉烟气制特种陶瓷的系统及方法，系统包括高温烧结炉、粉料生产单元、陶瓷胚料成型单元；所述高温烧结炉以火电厂的电站锅炉产生的高温烟气作为主要热源；还包括有补热装置，用于在高温烧结炉中达不到预设的烧结温度时对高温烧结炉进行补热；所述粉料生产单元、陶瓷胚料成型单元和高温烧结炉中的一个或多个的所需电能来自火电厂的调峰富余电力。本发明专利技术利用火电厂锅炉烟气和电站调峰电力驱动的补热装置作为焙烧陶瓷的热源，从而降低特种陶瓷生产的整体能耗，在火电厂内实现高附加值的特种陶瓷的清洁化生产。

A system and method of making special ceramics from boiler flue gas in thermal power plant

The invention discloses a system and method for making special ceramics from boiler flue gas of a thermal power plant, including a high-temperature sintering furnace, a powder production unit and a ceramic embryo forming unit; the high-temperature sintering furnace takes the high-temperature flue gas produced by the utility boiler of a thermal power plant as the main heat source; it also includes a heat supplement device, which is used to burn high-temperature ceramics when the preset sintering temperature is not reached in the high-temperature sintering furnace One or more of the powder production unit, ceramic embryo forming unit and high temperature sintering furnace need electric energy from the peak load regulation surplus power of the thermal power plant. The invention uses the boiler flue gas of the thermal power plant and the heat supplement device driven by the peak load regulating electric power of the power plant as the heat source of baking ceramics, thereby reducing the overall energy consumption of the production of special ceramics, and realizing the clean production of high added value special ceramics in the thermal power plant.

【技术实现步骤摘要】
一种火电厂锅炉烟气制特种陶瓷的系统及方法
本专利技术涉及特种陶瓷加工领域，具体涉及一种利用火电厂烟气热量和电力来生产特种陶瓷的系统和方法。
技术介绍
特种陶瓷也被称为先进陶瓷、现代陶瓷、新型陶瓷、高性能陶瓷、高技术陶瓷和精细陶瓷，它主要是指以高纯度人工合成的无机化合物为原料、采用现代材料工艺制备的、具有独特和优异性能的陶瓷材料。按性能不同，特种陶瓷可分为结构陶瓷、功能陶瓷和工具陶瓷。结构陶瓷又叫做工程陶瓷，是主要利用陶瓷的强度、刚度、韧性、耐磨性、硬度、疲劳强度等力学性能的陶瓷材料，主要种类有高强度陶瓷、(超)高温陶瓷、(超)低温陶瓷、高韧性陶瓷、超硬度陶瓷和纳米陶瓷等。功能陶瓷是主要利用陶瓷的电、磁、光、声、热等性能及其耦合效应的陶瓷材料，主要种类有电子陶瓷、敏感陶瓷、光学陶瓷、生物陶瓷、磁性陶瓷和超导陶瓷等。按应用功能分类，特种陶瓷可分为高强度、耐高温和复合结构陶瓷及电工电子功能陶瓷两大类。在陶瓷坯料中加入特别配方的无机材料，经过1360度左右高温烧结成型，从而获得稳定可靠的防静电性能，成为一种新型特种陶瓷，通常具有一种或多种功能，如：电、磁、光、热、声、化学、生物等功能；以及耦合功能，如压电、热电、电光、声光、磁光等功能。主要用于制作电路基片、线圈骨架、电子管插座、高压绝缘瓷、火箭的前锥体等。也可制成用于浇制合金的高气孔率精密铸造型芯。还可用作抗震性好的高温材料。由于特种陶瓷经过高温烧结成型，因此，在其粉料研磨生产、陶胚成型和高温烧结几个工艺中，均需要消耗大量的能源，特别是电能和热能。因此，特种陶瓷的生产成本中，除去原材料成本，生产工艺过程中的能源消耗是其主要成本。近年来，在中国“三北”地区电力市场容量富裕，燃机、抽水蓄能等可调峰电源稀缺，电网调峰与火电机组灵活性之间矛盾突出，电网消纳风电、光电、水电及核电等新能源的能力不足，弃风、弃光、弃水和弃核现象严重。特别是冬季热电机组的热电解耦调峰问题越来越突出，如果能够利用热电调峰机组的富余电力、电站锅炉高温烟气，作为生产特种陶瓷的电力和高温烧结环境的提供者，不但可利用富余的调峰电力研磨粉料、电加热高温烧结、锅炉烟气提供烧结炉热量，而且生产过程中产生的废气、废水、废渣，都可以利用火电厂内设施进行处理，不但实现特种陶瓷的节能和清洁化生产，而且可以极大提高火电厂经济效益。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种火电厂锅炉烟气制特种陶瓷的系统及方法，利用火电厂锅炉烟气和电站调峰电力驱动的加热棒作为焙烧陶瓷的热源，从而降低特种陶瓷生产的整体能耗，在火电厂内实现高附加值的特种陶瓷的清洁化生产。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种火电厂锅炉烟气制特种陶瓷的系统，包括高温烧结炉、粉料生产单元、陶瓷胚料成型单元；所述高温烧结炉以火电厂的电站锅炉产生的高温烟气作为主要热源；还包括有电加热单元，用于在高温烧结炉中达不到预设的烧结温度时对高温烧结炉进行补热；所述粉料生产单元、陶瓷胚料成型单元和高温烧结炉中的电加热单元的一个或多个的所需电能来自火电厂的调峰富余电力。进一步地，所述高温烧结炉采用烟气不接触陶瓷胚料的外热式或接触陶瓷胚料的接触式加热方式，加热热源来自于火电厂电站锅炉烟气。进一步地，所述高温烧结炉内设有加热单元，所述加热单元包括有烟气引入管和烟气引出管，所述烟气引入管用于将火电厂的电站锅炉产生的高温烟气引入所述高温烧结炉内，所述烟气引出管用于将释放热能降温后的低温烟气排入火电厂的烟气处理装置。进一步地，所述加热单元还包括有换热管，所述换热管设于所述高温烧结炉内，其一端连通于烟气引入管，另一端连通于所述烟气引出管。进一步地，所述高温烧结炉吊装于火电厂的电站锅炉的顶部，所述火电厂的电站锅炉的炉膛辐射、高温烟气对流及辐射换热为所述高温烧结炉提供主要热源。进一步地，所述系统还包括有燃烧室，所述高温烧结炉的烟气引入管连通于燃烧室，燃烧室燃烧所产生的烟气经过烟气引入管进入到高温烧结炉内进行补热。进一步地，所述粉料生产单元包括所述火电厂的球磨机。更进一步地，所述高温烧结炉的烟气引入管的一端连通于火电厂的两台电站锅炉，中间设置烟气挡板，所述烟气挡板用于在两台电站锅炉之间切换高温烟气的高温来源。进一步地，所述高温烧结炉、粉料生产单元、陶瓷胚料成型单元均设有废气管道、废水管道和废渣管道，所述废气管道连通于火电厂的烟气处理装置，废水管道和废渣管道分别连通于火电厂内的废水处理设施和废渣处理设施。本专利技术还提供一种上述系统的方法，包括下列步骤：根据电站锅炉类型和锅炉炉膛及烟道内烟气温度的分布情况，设计最佳抽取烟气的抽气点或直接在电站锅炉炉顶及烟道最佳位置安装所述高温烧结炉；根据电站锅炉的球磨机的类型，利用球磨机进行陶瓷粉料的处理，利用火电厂的调峰电力驱动陶瓷胚料成型单元的热压成型装置和烘干装置加工陶瓷粉料成为设定形状的陶瓷胚料；然后通过输送装置将陶瓷胚料器件送入高温烧结炉进行高温烧结工艺；抽取最佳温度和最佳流量的电站锅炉高温烟气，引入高温烧结炉；通过高温烧结炉内设置电加热单元，调节电加热功率，控制炉内温度，对所述陶瓷胚料器件进行高温烧结；根据烟气温度和流量情况，热量不足时，利用电加热单元或燃烧室对烧结炉进行补热；陶瓷粉料、胚料生产和胚料烧结过程中产生的废气及电站锅炉烟气放热后的低温烟气排入电站锅炉，利用电站锅炉烟气处理装置实现无害化处理；陶瓷粉料、胚料生产和胚料烧结过程中产生的废水、废渣利用电站内处理设施进行无害化处理。本专利技术还提供一种利用上述火电厂锅炉烟气制特种陶瓷的系统的锅炉负荷调峰方法，火电厂的电站锅炉利用抽取的高温烟气，减少电站锅炉的水蒸汽蒸发量，从而减少火电厂的汽轮机发电机的发电量，实现火电厂响应电网的调峰减负荷的要求。本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术充分利用火电厂电站锅炉烟气作为特种陶瓷烧制的热源，高效利用了烟气余热，降低陶瓷烧制工艺的能耗。(2)直接利用火电厂球磨机生产的陶瓷粉料，节省了陶瓷粉料球磨机的系统投资。(3)高温烧结炉排放的废气直接排入火电厂锅炉，利用锅炉烟气处理系统处理热解气化废气，减少烧结炉废气烟气处理费用。(4)利用低价电站调峰电力，通过电加热单元精确控制烧结炉内温度，响应电网调峰辅助服务需求。附图说明图1为本专利技术实施例1的系统结构示意图；图2为本专利技术实施例1中第一高温烧结炉和两个电站锅炉连接的示意图；图3为本专利技术实施例1中第二高温烧结炉的结构示意图；图4为本专利技术实施例2的系统结构示意图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围并不限于本实施例。实施例1本实施例提供一种火电厂锅炉烟气制特种陶瓷的系统，如图1所示，包括高温烧结炉、粉料生产单元、陶瓷胚料本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种火电厂锅炉烟气制特种陶瓷的系统，其特征在于，包括高温烧结炉、粉料生产单元、陶瓷胚料成型单元；所述高温烧结炉以火电厂的电站锅炉产生的高温烟气作为主要热源；还包括有电加热单元，用于在高温烧结炉中达不到预设的烧结温度时对高温烧结炉进行补热；所述粉料生产单元、陶瓷胚料成型单元和高温烧结炉中的电加热单元的一个或多个的所需电能来自火电厂的调峰富余电力。/n

【技术特征摘要】
1.一种火电厂锅炉烟气制特种陶瓷的系统，其特征在于，包括高温烧结炉、粉料生产单元、陶瓷胚料成型单元；所述高温烧结炉以火电厂的电站锅炉产生的高温烟气作为主要热源；还包括有电加热单元，用于在高温烧结炉中达不到预设的烧结温度时对高温烧结炉进行补热；所述粉料生产单元、陶瓷胚料成型单元和高温烧结炉中的电加热单元的一个或多个的所需电能来自火电厂的调峰富余电力。


2.根据权利要求1所述的火电厂锅炉烟气烧制特种陶瓷的系统，其特征在于，所述高温烧结炉采用烟气不接触陶瓷胚料的外热式或接触陶瓷胚料的接触式加热方式，加热热源来自于火电厂电站锅炉烟气。


3.根据权利要求1所述的火电厂锅炉烟气制特种陶瓷的系统，其特征在于，所述高温烧结炉内设有加热单元，所述加热单元包括有烟气引入管和烟气引出管，所述烟气引入管用于将火电厂的电站锅炉产生的高温烟气引入所述高温烧结炉内，所述烟气引出管用于将释放热能降温后的低温烟气排入火电厂的烟气处理装置。


4.根据权利要求3所述的火电厂锅炉烟气制特种陶瓷的系统，其特征在于，所述加热单元还包括有换热管，所述换热管设于所述高温烧结炉内，其一端连通于烟气引入管，另一端连通于所述烟气引出管。


5.根据权利要求1所述的火电厂锅炉烟气制特种陶瓷的系统，其特征在于，所述高温烧结炉吊装于火电厂的电站锅炉的顶部，所述火电厂的电站锅炉的炉膛辐射、高温烟气对流及辐射换热为所述高温烧结炉提供主要热源。


6.根据权利要求3所述的火电厂锅炉烟气制特种陶瓷的系统，其特征在于，还包括有燃烧室，所述高温烧结炉的烟气引入管连通于燃烧室，燃烧室燃烧所产生的烟气经过烟气引入管进入到高温烧结炉内进行补热。


7.根据权利要求1所述的火电厂锅炉烟气制特种陶瓷的系统，其特征在于，所述粉料生产单元包括所述火电厂的球磨机。


8.根据权利要求3或...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔华，杨豫森，
申请(专利权)人：赫普能源环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11