一种采用蓄热式加热炉加热酸性循环气体的系统及工艺技术方案

本发明专利技术涉及一种采用蓄热式加热炉加热酸性循环气体的系统及工艺，包括蓄热式加热炉、混合室、分解炉、沉降室、金属膜收粉器、换热器、脱酸装置及烟囱。所述蓄热式加热炉为2至多座，各蓄热式加热炉之间采用交叉并联的方式连接，每座蓄热室加热炉均在燃烧蓄热和循环加热2种工作状态下切换。本发明专利技术通过加热蓄热体，再通过蓄热体对低温酸性气体进行加热，加热后的高温酸性气体进入分解炉，与铁镍硝酸化合物混合并发生分解反应，得到金属氧化物，分解出来的酸性气体进行回收并实现循环利用；本发明专利技术设置有安全防爆措施，并能够有效防控和清除蓄热式加热炉内的积碳。

【技术实现步骤摘要】
一种采用蓄热式加热炉加热酸性循环气体的系统及工艺
本专利技术涉及，尤其涉及一种采用蓄热式加热炉加热酸性循环气体的系统及工艺。
技术介绍
印尼和菲律宾等东南亚国家拥有大量的红土镍矿资源，目前主要采用火法冶炼技术如高炉法和回转窑法提取红土镍矿中的金属铁和镍，而火法冶炼技术只能利用含镍1.5％以上的红土镍矿。经过多年开采，目前红土镍矿资源只有不到一半的储量符合火法冶炼要求，而大部分红土镍矿因镍含量低于1.5％，不能通过火法冶炼进行有效利用，从而成为废弃矿产。近年来出现的湿法冶炼可以将红土镍矿中的金属物形成硝酸化合物，然后通过硝酸气体加热炉和分解炉实现低品质红土镍矿的资源化利用，但是采用该方法对酸性气体加热系统的要求较高，现有加热系统均无法满足。
技术实现思路
本专利技术提供了一种采用蓄热式加热炉加热酸性循环气体的系统及工艺，通过加热蓄热体，再通过蓄热体对低温酸性气体进行加热，加热后的高温酸性气体进入分解炉，与铁镍硝酸化合物混合并发生分解反应，得到金属氧化物，分解出来的酸性气体进行回收并实现循环利用；本专利技术设置有安全防爆措施，并能够有效防控和清除蓄热式加热炉内的积碳。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种采用蓄热式加热炉加热酸性循环气体的系统，包括蓄热式加热炉、混合室、分解炉、沉降室、金属膜收粉器、换热器、脱酸装置及烟囱；所述蓄热式加热炉由自上至下依次设置的陶瓷燃烧器、燃烧室及蓄热室组成；陶瓷燃烧器设有天然气入口及助燃空气入口，燃烧室的顶部一侧设引燃点火器，燃烧室的下部设高温酸性气体出口；蓄热室内设有蓄热体，蓄热式加热炉的底部设低温酸性气体入口及烟气出口；所述烟气出口通过主烟道依次连接换热器、脱酸装置、烟气风机及烟囱；所高温酸性气体出口通过高温酸性气体出口管道连接混合室，混合室通过酸性气体循环管道依次连接分解炉、沉降室、金属膜收粉器、酸性气体循环风机，酸性气体循环风机下游的酸性气体循环管道分别通过酸性气体回收管道连接外部的酸性气体回收系统，通过低温酸性气体入口管道连接低温酸性气体入口，低温酸性气体入口管道另外通过旁通管道与混合室相连；所述蓄热式加热炉的助燃空气入口通过助燃空气主管道依次连接换热器及助燃风机，引燃点火器的助燃空气入口通过助燃空气支管与助燃空气主管道相连；所述蓄热式加热炉的天然气入口与天然气主管道相连，引燃点火器的天然气入口通过天然气支管道与天然气主管道相连；所述蓄热式加热炉为2至多座，各蓄热式加热炉之间采用交叉并联的方式连接，每座蓄热室加热炉均在燃烧蓄热和循环加热2种工作状态下切换，并且不同蓄热式加热炉在同一时间分别处于燃烧蓄热或循环加热状态。所述助燃风机、烟气风机及酸性气体循环风机均采用变频控制。在靠近烟气出口的主烟道上设置烟气切断阀及烟气调节阀；在靠近天然气入口的天然气主管道上设天然气切断阀及天然气调节阀；在天然气支管道上设天然气支管调节阀及天然气支管切断阀；在靠近助燃空气入口的助燃空气主管道上设助燃空气切断阀及助燃空气调节阀；在靠近引燃点火器的助燃空气支管上设助燃空气支管切断阀及助燃空气支管调节阀；在靠近低温酸性气体入口的低温酸性气体入口管道上设低温酸性气体切断阀及低温酸性气体调节阀；在靠近高温酸性气体出口的高温酸性气体出口管道上设高温酸性气体切断阀；在混合室与分解炉之间的酸性气体循环管道上设酸性气体切断阀；在旁通管道上设旁通切断阀及旁通调节阀。所述燃烧室的中部设有火焰探测器，火焰探测器、引燃点火器与陶瓷燃烧器通过控制系统联锁控制；所述助燃空气支管上设放散阀，放散阀与助燃空气切断阀通过控制系统联锁控制；靠近烟气出口的主烟道上设氧气含量及CH4含量检测装置，氧气含量及CH4含量检测装置通过控制系统与烟气切断阀联锁控制。所述主烟道上及助燃空气主管道上分别设泄爆水封，主烟道上还设有防爆膜和安全阀。所述蓄热体为格子砖蓄热体。所述蓄热式加热炉的炉壳内表面、与酸性气体接触的各管道内表面及各阀门内部金属表面分别涂刷防酸漆，并喷涂防酸耐材；所述高温酸性气体切断阀设阀门冷却装置及测温装置。一种采用蓄热式加热炉加热酸性循环气体的工艺，包括：1)蓄热式加热炉处于燃烧蓄热工作状态时，低温酸性气体切断阀、高温酸性气体切断阀关闭，助燃空气切断阀、天然气切断阀、烟气切断阀开启，助燃空气和天然气经过预热后进入陶瓷燃烧器，经充分混合后进入燃烧室燃烧，燃烧产生的高温烟气通过蓄热室，将格子砖蓄热体加热至设定温度；换热后的低温烟气自烟气出口进入主烟道，经换热、除酸后由烟囱排放；2)蓄热式加热炉处于循环加热工作状态时，低温酸性气体切断阀、高温酸性气体切断阀开启，助燃空气切断阀、助燃空气支管切断阀、天然气切断阀、天然气支管切断阀、烟气切断阀关闭，低温酸性气体自低温酸性气体入口进入蓄热体下方的气体分配空间，向上流经格子砖蓄热体时被加热；加热后的高温酸性气体再经高温酸性气体出口管道进入混合室，与自旁通管道引入混合室的低温循环酸性气体混合，混合后的恒温循环酸性气体送至分解炉；分解炉内，粉状的酸性化合物在恒温酸性气体作用下分解为金属与酸性气体，酸性气体循环利用，多余的酸性气体通过酸性气体回收管道送往酸性气体回收系统；长时间停炉时，采用烟气或惰性气体置换炉内残留的循环酸性气体；3)蓄热式加热炉在蓄热燃烧工作状态与循环加热工作状态之间连续进行切换，交替工作。所述蓄热式加热炉由循环加热工作状态向燃烧蓄热工作状态切换时，先将炉内残留的酸性气体置换回收；具体为：自蓄热室下方和陶瓷燃烧器处强制通入烟气或空气，将炉内残留的酸性气体排至高温酸性气体出口管道中；炉内气体置换完成后再转入燃烧蓄热工作状态；在高温酸性气体出口管道上设氧气和氮氧化物检测装置，确定炉体内残留的酸性气体浓度。所述蓄热式加热炉由燃烧蓄热工作状态向循环加热期切换时，先向炉内通入酸性气体置换部分烟气；具体为：切换时，关闭助燃空气切断阀和天然气切断阀，开启低温酸性气体切断阀，根据主烟道内的氮氧化物检测值关闭烟气切断阀，同时开启高温酸性气体切断阀。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：通过加热蓄热体，再通过蓄热体对低温酸性气体进行加热，加热后的高温酸性气体进入分解炉，与铁镍硝酸化合物混合并发生分解反应，得到金属氧化物，分解出来的酸性气体进行回收并实现循环利用；本专利技术设置有安全防爆措施，并能够有效防控和清除蓄热式加热炉内的积碳。附图说明图1是本专利技术所述一种采用蓄热式加热炉加热酸性循环气体的系统的结构示意图。图中：1.蓄热式加热炉101.陶瓷燃烧器102.燃烧室103.蓄热室104.蓄热体105.气体分配空间2.火焰探测器3.高温酸性气体切断阀4.高温酸性气体出口管道5.混合室6.酸性气体循环管道7.酸性气体切断阀8.分解炉9.沉降室10.金属膜收粉器11.酸性气体循环风机12.酸性气体回收系统13.低温酸性气体入口管道14.低温酸性气体调节阀15.低温酸性气体切断阀16.旁通管道17.旁通调节阀18.旁通切断阀19.烟气切断阀20.烟气调节阀21.主烟道22.换热器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用蓄热式加热炉加热酸性循环气体的系统，其特征在于，包括蓄热式加热炉、混合室、分解炉、沉降室、金属膜收粉器、换热器、脱酸装置及烟囱；所述蓄热式加热炉由自上至下依次设置的陶瓷燃烧器、燃烧室及蓄热室组成；陶瓷燃烧器设有天然气入口及助燃空气入口，燃烧室的顶部一侧设引燃点火器，燃烧室的下部设高温酸性气体出口；蓄热室内设有蓄热体，蓄热式加热炉的底部设低温酸性气体入口及烟气出口；所述烟气出口通过主烟道依次连接换热器、脱酸装置、烟气风机及烟囱；所高温酸性气体出口通过高温酸性气体出口管道连接混合室，混合室通过酸性气体循环管道依次连接分解炉、沉降室、金属膜收粉器、酸性气体循环风机，酸性气体循环风机下游的酸性气体循环管道分别通过酸性气体回收管道连接外部的酸性气体回收系统，通过低温酸性气体入口管道连接低温酸性气体入口，低温酸性气体入口管道另外通过旁通管道与混合室相连；所述蓄热式加热炉的助燃空气入口通过助燃空气主管道依次连接换热器及助燃风机，引燃点火器的助燃空气入口通过助燃空气支管与助燃空气主管道相连；所述蓄热式加热炉的天然气入口与天然气主管道相连，引燃点火器的天然气入口通过天然气支管道与天然气主管道相连；所述蓄热式加热炉为2至多座，各蓄热式加热炉之间采用交叉并联的方式连接，每座蓄热室加热炉均在燃烧蓄热和循环加热2种工作状态下切换，并且不同蓄热式加热炉在同一时间分别处于燃烧蓄热或循环加热状态。/n...

【技术特征摘要】
1.一种采用蓄热式加热炉加热酸性循环气体的系统，其特征在于，包括蓄热式加热炉、混合室、分解炉、沉降室、金属膜收粉器、换热器、脱酸装置及烟囱；所述蓄热式加热炉由自上至下依次设置的陶瓷燃烧器、燃烧室及蓄热室组成；陶瓷燃烧器设有天然气入口及助燃空气入口，燃烧室的顶部一侧设引燃点火器，燃烧室的下部设高温酸性气体出口；蓄热室内设有蓄热体，蓄热式加热炉的底部设低温酸性气体入口及烟气出口；所述烟气出口通过主烟道依次连接换热器、脱酸装置、烟气风机及烟囱；所高温酸性气体出口通过高温酸性气体出口管道连接混合室，混合室通过酸性气体循环管道依次连接分解炉、沉降室、金属膜收粉器、酸性气体循环风机，酸性气体循环风机下游的酸性气体循环管道分别通过酸性气体回收管道连接外部的酸性气体回收系统，通过低温酸性气体入口管道连接低温酸性气体入口，低温酸性气体入口管道另外通过旁通管道与混合室相连；所述蓄热式加热炉的助燃空气入口通过助燃空气主管道依次连接换热器及助燃风机，引燃点火器的助燃空气入口通过助燃空气支管与助燃空气主管道相连；所述蓄热式加热炉的天然气入口与天然气主管道相连，引燃点火器的天然气入口通过天然气支管道与天然气主管道相连；所述蓄热式加热炉为2至多座，各蓄热式加热炉之间采用交叉并联的方式连接，每座蓄热室加热炉均在燃烧蓄热和循环加热2种工作状态下切换，并且不同蓄热式加热炉在同一时间分别处于燃烧蓄热或循环加热状态。


2.根据权利要求1所述的一种采用蓄热式加热炉加热酸性循环气体的系统，其特征在于，所述助燃风机、烟气风机及酸性气体循环风机均采用变频控制。


3.根据权利要求1所述的一种采用蓄热式加热炉加热酸性循环气体的系统，其特征在于，在靠近烟气出口的主烟道上设置烟气切断阀及烟气调节阀；在靠近天然气入口的天然气主管道上设天然气切断阀及天然气调节阀；在天然气支管道上设天然气支管调节阀及天然气支管切断阀；在靠近助燃空气入口的助燃空气主管道上设助燃空气切断阀及助燃空气调节阀；在靠近引燃点火器的助燃空气支管上设助燃空气支管切断阀及助燃空气支管调节阀；在靠近低温酸性气体入口的低温酸性气体入口管道上设低温酸性气体切断阀及低温酸性气体调节阀；在靠近高温酸性气体出口的高温酸性气体出口管道上设高温酸性气体切断阀；在混合室与分解炉之间的酸性气体循环管道上设酸性气体切断阀；在旁通管道上设旁通切断阀及旁通调节阀。


4.根据权利要求1所述的一种采用蓄热式加热炉加热酸性循环气体的系统，其特征在于，所述燃烧室的中部设有火焰探测器，所述引燃点火器为自动伸缩式的引燃点火器；所述火焰探测器、引燃点火器与陶瓷燃烧器通过控制系统联锁控制；所述助燃空气支管上设放散阀，放散阀与助燃空气切断阀通过控制系统联锁控制；靠近烟气出口的主烟道上设氧气含量及CH4含量检测装置，氧气含量及CH4含量检测装置通过控制系统与烟气切断阀联锁控制。
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【专利技术属性】
技术研发人员：苏蔚，徐吉林，战奇，马海林，余盈昌，
申请(专利权)人：鞍钢集团工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21