一种回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及回收矿热炉炉气技术领域，一种回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统，其中炉气管道的始端设置在矿热炉的内部，所述混燃烧嘴与炉气管道的末端对接，混燃烧嘴置于回转窑中；所述旋风筒、冷却器和过滤器组件依次设置在炉气管道的始端和末端之间；旋风筒用于分离炉气中粒径大于5μm的粉尘；冷却器用于将炉气降温；过滤器组件用于过滤炉气中粒径大于0.3μm的粉尘；炉气管道用于回收矿热炉中的可燃气体并通过混燃烧嘴在回转窑中点燃，本节能系统可实现回转窑内气

【技术实现步骤摘要】
一种回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统和方法


[0001]本专利技术涉及回收矿热炉炉气
，特别是一种回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统和方法。

技术介绍

[0002]回转窑
‑
矿热炉(Rotary Kiln
‑
Electiric Furnace)工艺因具有镍铁品位易控、生产率高、工艺技术成熟等优点，已广泛应用于镍铁冶炼工艺。RKEF工艺也存在高能耗和高排放等问题制约自身的发展，而且工业炉窑的热效率普遍低于70％，而其排放废气占总能耗的25％以上，如果将这些废气加以利用将有很大的节能潜力。目前冶金行业回收矿热炉煤气相对而言难度较大，一般的回收途径主要有燃气锅炉发电、燃气锅炉与余热锅炉联合发电、烟气收集储存再利用等。但传统回收工艺因其高成本、安全隐患大、收益甚微等弊端难以实施。
[0003]回转窑中的混燃烧嘴是实现煤粉与CO等可燃气体混合燃烧的核心设备，在降低回转窑能耗、提高矿料焙烧率、延长窑体寿命、减少有害气体排放等方面起关键作用。伴随着燃烧工艺的发展以及制造技术的革新，新型烧嘴层出不穷。从最初的单通道烧嘴演变为多通道烧嘴。现有技术中的多通道烧嘴燃料粒子与氧气混合不充分，火焰稳定性不足，气
‑
固燃料混燃率低，因此整体燃烧效率不稳定。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提出的一种回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统，可实现回转窑内气
‑
固两相燃料的混合燃烧，从而实现矿热炉炉气的回收再利用。本专利技术还提出一种回收矿热炉炉气可燃成分的节能方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]在第一个技术方案中，一种回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统，包括炉气管道、旋风筒、冷却器、过滤器组件和混燃烧嘴，其中炉气管道的始端设置在矿热炉的内部，炉气管道的末端与所述混燃烧嘴对接，所述混燃烧嘴置于回转窑中，所述旋风筒、冷却器和过滤器组件依次设置在炉气管道的始端和末端之间；
[0007]所述旋风筒用于分离炉气中粒径大于5μm的粉尘；
[0008]所述冷却器用于将炉气降温；
[0009]所述过滤器组件用于过滤炉气中粒径大于0.3μm的粉尘；
[0010]所述炉气管道用于回收矿热炉中的可燃气并通过混燃烧嘴在回转窑中点燃。
[0011]在第一个技术方案中，作为优选的，所述炉气管道的始端设有用于对炉气快速预降温处理的水冷管道。
[0012]在第一个技术方案中，作为优选的，所述炉气管道中，炉气管道始端和旋风筒的输入端之间依次设有第一放散阀、第一送气阀和DCS分散控制系统第一控制单元。
[0013]在第一个技术方案中，作为优选的，所述炉气管道中，旋风筒的气体输出端和冷却
器的输入端之间设有DCS分散控制系统第二控制单元。
[0014]在第一个技术方案中，作为优选的，所述炉气管道中，所述冷却器的输出端与所述过滤器组件的输入端之间设有粗风机和DCS分散控制系统第三控制单元。
[0015]在第一个技术方案中，作为优选的，所述过滤器组件的输出端和炉气管道末端之间设有用于对炉气加压的净气风机，所述过滤器组件的输出端和净气风机之间设有DCS分散控制系统第四控制单元。
[0016]在第一个技术方案中，作为优选的，所述净气风机的输出端和炉气管道末端之间依次设有DCS分散控制系统第五控制单元、第二放散阀和第二送气阀。
[0017]在第一个技术方案中，作为优选的，所述混燃烧嘴包括煤粉风通道、炉气风通道、压缩空气通道、柴油通道、中心风通道、第一法兰、旋流风通道、第二法兰、第三法兰、轴流风通道、空气旋流器和出口圆盘，其中混燃烧嘴的主体为6层同心设置的管道，空气旋流器设置在混燃烧嘴的主体的出口端，混燃烧嘴的主体6层同心管道中形成6层空腔，所述混燃烧嘴的主体最外层空腔与轴流风通道连通，混燃烧嘴的第二外层空腔与旋流风通道连通，混燃烧嘴的第三外层空腔与煤粉风通道连通，混燃烧嘴的第四外层空腔与炉气管道连通，混燃烧嘴的第五外层空腔与中心风通道连通，混燃烧嘴的最内层空腔与柴油通道连通，且压缩空气通道与混燃烧嘴的最内层空腔连通。
[0018]所述中心风通道、旋流风通道和轴流风通道均通入空气，用于向混燃烧嘴内输送助燃空气；
[0019]所述煤粉风通道与煤粉管道连接，用于向混燃烧嘴内输送煤粉颗粒；
[0020]所述炉气风通道与炉气管道的末端连通，用于向混燃烧嘴输送净化后的炉气。
[0021]在第二个技术方案中，一种回收矿热炉炉气可燃成分的节能方法，使用如第一个技术方案中任一项所述的回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统，包括如下步骤：
[0022]步骤1：矿热炉炉气出炉盖后，进入净化装置的水冷管道进行快速预降温处理；
[0023]步骤2：预降温后的炉气进入旋风筒，利用粉尘的惯性力和含尘气气流旋转产生的离心力将粒径大于5μm的粉尘从气流中分离出来，实现气固分离；
[0024]步骤3：分离后的炉气进入冷却器、粗风机，使炉气能够达到之后过滤器的温度要求，避免对后续设备造成不必要的损害；
[0025]步骤4：降温后的炉气进入进入过滤器组件，将粒径大于0.3μm的粉尘逐次进行过滤、收集；
[0026]步骤5：除尘后的炉气进入净气风机，经过加压后输送到回转窑内的混燃烧嘴的炉气风通道，完成矿热炉炉气的回收净化。
[0027]步骤6：DCS分散控制系统依据炉气流量和CO等可燃成分含量，向集控中心发送数据，实时调节炉气和煤粉燃料的供给量，优化气固燃料掺混比。
[0028]使用本专利技术的有益效果是：
[0029]1.本专利技术中的回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统，其通过炉气管道回收矿热炉炉气中CO气体，CO气体为可燃气，本方法通过对矿热炉炉气进行净化、回收、加压输送，将CO气体输入到回转窑中，实现矿热炉炉气中可燃气体的回收再利用，即避免矿热炉炉气排放到环境中导致的污染，还可降低回转窑能源消耗。
[0030]2.本专利技术设计了一种回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统中末端的五通道混燃
烧嘴，将上述回收的炉气与煤粉以一定比例混合后进入回转窑内点燃，实现回转窑内煤粉与CO等可燃气体混合燃烧，混燃烧嘴将空气、CO等可燃气体燃料和煤粉按中心风、CO等可燃气体燃料、煤粉燃料、旋流风和轴流风的通道次序送入回转窑，旋流风增加了煤粉粒子的扩散性，气体燃料的易燃性提高了煤粉燃料的燃烧速率，与纯煤粉燃料相比，加入气体燃料不仅有助于改善煤粉燃烧率和窑内温度分布，还能降低硫化物等有害物质排放，并改善了由于纯煤粉燃烧带来的过度烧结或者欠烧结的问题。
[0031]3.本专利技术利用回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统中设置的DCS分散控制系统，可检测回收炉气流量和组分含量，调控炉气和煤粉的供给量，向集控中心发送数据，实时调节炉气和煤粉燃料的供给量，优化气固燃料掺混比，便于控制火焰，最终达到火焰稳定燃烧的效果。
附图说明
[0032]图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统，其特征在于：包括炉气管道、旋风筒、冷却器、过滤器组件和混燃烧嘴，其中炉气管道的始端设置在矿热炉的内部，炉气管道的末端与所述混燃烧嘴对接，所述混燃烧嘴置于回转窑中，所述旋风筒、冷却器和过滤器组件依次设置在炉气管道的始端和末端之间；所述旋风筒用于分离炉气中粒径大于5μm的粉尘；所述冷却器用于将炉气降温；所述过滤器组件用于过滤炉气中粒径大于0.3μm的粉尘；所述炉气管道用于回收矿热炉中的可燃气体并通过混燃烧嘴在回转窑中点燃。2.根据权利要求1所述的回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统，其特征在于：所述炉气管道的始端设有用于对炉气快速预降温处理的水冷管道。3.根据权利要求1所述的回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统，其特征在于：所述炉气管道中，炉气管道始端和旋风筒的输入端之间依次设有第一放散阀、第一送气阀和DCS分散控制系统第一控制单元。4.根据权利要求1所述的回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统，其特征在于：所述炉气管道中，旋风筒的气体输出端和冷却器的输入端之间设有DCS分散控制系统第二控制单元。5.根据权利要求1所述的回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统，其特征在于：所述炉气管道中，所述冷却器的输出端与所述过滤器组件的输入端之间设有粗风机和DCS分散控制系统第三控制单元。6.根据权利要求1所述的回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统，其特征在于：所述过滤器组件的输出端和炉气管道末端之间设有用于对炉气加压的净气风机，所述过滤器组件的输出端和净气风机之间设有DCS分散控制系统第四控制单元。7.根据权利要求6所述的回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统，其特征在于：所述净气风机的输出端和炉气管道末端之间依次设有DCS分散控制系统第五控制单元、第二放散阀和第二送气阀。8.根据权利要求1所述的回收矿热炉炉气可燃成分的节能系统，其特征在于：所述混燃烧嘴...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，赵楠，林书行，张宏，韩成军，胡仁国，刘伟，孙昊，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：