一种碳还原冶炼炉气净化及利用系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种碳还原冶炼炉气净化及利用系统，以对碳还原冶炼炉气中大量的一氧化碳进行回收利用，降低碳排放。包括：第一换热装置，用于接收所述碳还原冶炼炉气然后分别输出第一换热被冷却碳还原冶炼炉气以及第一换热被加热介质；过滤除尘装置，用于接收所述第一换热被冷却碳还原冶炼炉气然后输出已除尘碳还原冶炼炉气；第二换热装置，用于接收所述已除尘碳还原冶炼炉气然后分别输出第二换热被冷却碳还原冶炼炉气以及第二换热被加热介质；气体储存装置，用于接收所述第二换热被冷却碳还原冶炼炉气然后再将所述气体储存装置中储存的一氧化碳输往化工产品生产厂区，所述化工产品生产厂区内设有化工产品生产系统。述化工产品生产厂区内设有化工产品生产系统。述化工产品生产厂区内设有化工产品生产系统。

【技术实现步骤摘要】
一种碳还原冶炼炉气净化及利用系统


[0001]本申请实施例涉及碳还原冶炼炉气净化及利用系统、黄磷炉气净化及利用方法、黄磷炉气净化及利用系统。

技术介绍

[0002]碳还原冶炼炉气是指从使用碳素还原剂(焦炭、半焦和煤等)从矿物中火法提炼所需物质的工业窑炉(通常为矿热炉，即电炉，包括电弧电炉或电阻电炉)排放的气相主要包括一氧化碳的工业窑炉炉气。“所需物质”可以为气态物质而混合于碳还原冶炼炉气中，典型情况就是使用碳素还原剂从磷矿中火法提炼黄磷的大型自焙电极制磷电炉或多电极制磷电炉排放碳还原冶炼炉气(这里可称为黄磷炉气)中所含气态黄磷；这种情况下，后续就需要将黄磷从黄磷炉气分离出来，然后再对尾气进行潜热(燃烧)利用和排放。“所需物质”也可以为非气态物质而与碳还原冶炼炉气分开排放，例如，生产硅铁、锰铁等铁合金的矿热炉分别排放铁合金与碳还原冶炼炉气；这种情况下，后续一般对碳还原冶炼炉气进行净化后再潜热(燃烧)利用和排放。
[0003]以往，人们往往只会将从矿物中火法提炼的所需物质视为产品而关注该产品的回收利用，但忽略了碳还原冶炼炉气中大量的一氧化碳也可以作为产品得以回收利用。以黄磷炉气为例——据统计，电炉法黄磷生产工艺(该工艺使用大型自焙电极制磷电炉或多电极制磷电炉从磷矿中火法提炼出气态黄磷，气态黄磷随着黄磷炉气一道从电炉排出然后经过收磷器冷凝回收黄磷并进一步排放尾气)每获得一吨黄磷会产生约2500立方米
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3000立方米的尾气，而尾气中的主要成分是体积百分含量高达85％
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92％一氧化碳，而目前对这些一氧化碳的利用基本上采取通过燃烧来进行潜热利用的方式，这样就增加了二氧化碳的排放，显然不利于碳减排，不适应减碳的潮流和政策环境。
[0004]另一方面，目前在碳还原冶炼炉气的净化环节中对于碳还原冶炼炉气的显热(余热)利用效率不高，没有将净化、显热利用和潜热利用进行高效结合。

技术实现思路

[0005]本申请实施例的目的在于提供碳还原冶炼炉气净化及利用系统、碳还原冶炼炉气净化及冷却系统以及碳还原冶炼原料烘干系统，提高碳还原冶炼炉气的显热和/或潜热的利用效率。本申请实施例的目的还在于提供碳还原冶炼炉气净化及利用系统以及黄磷炉气净化及利用方法、黄磷炉气净化及利用系统，以对碳还原冶炼炉气中大量的一氧化碳进行回收利用，降低碳排放。
[0006]为了解决上述技术问题，根据本申请的第一个方面，提供了一种碳还原冶炼炉气净化及利用系统，所述碳还原冶炼炉气是指从使用碳素还原剂从矿物中火法提炼所需物质的工业窑炉排放的气相主要包括一氧化碳的工业窑炉炉气；其包括：第一换热装置，用于接收所述碳还原冶炼炉气和第一换热拟加热介质然后分别输出第一换热被冷却碳还原冶炼炉气以及第一换热被加热介质；过滤除尘装置，用于接收所述第一换热被冷却碳还原冶炼
炉气然后输出已除尘碳还原冶炼炉气，所述过滤除尘装置通过滤芯对所述第一换热被冷却碳还原冶炼炉气中的粉尘进行物理拦截；第二换热装置，用于接收所述已除尘碳还原冶炼炉气和第二换热拟加热介质然后分别输出第二换热被冷却碳还原冶炼炉气以及第二换热被加热介质；气体储存装置，用于接收所述第二换热被冷却碳还原冶炼炉气然后再将所述气体储存装置中储存的一氧化碳输往燃气热能利用系统；以及燃气热能利用系统，包含依次相连的燃气轮机、余热锅炉和蒸气轮机，所述燃气轮机用于接收来自所述气体储存装置并作为燃气轮机运行燃料的一氧化碳然后分别输出第一电能和废气，所述余热锅炉用于接收所述废气和蒸发用水然后分别输出被冷却废气以及蒸汽，所述蒸气轮机用于接收所述蒸汽并输出第二电能；其中，所述第一换热被加热介质为蒸汽或热水，所述第二换热被加热介质为蒸汽或热水；当所述第一换热被加热介质和所述第二换热被加热介质均为蒸汽时，所述第一换热被加热介质和所述第二换热被加热介质与所述余热锅炉输出的蒸汽均输出至蒸气轮机；当所述第一换热被加热介质和所述第二换热被加热介质均为热水时，所述第一换热被加热介质和所述第二换热被加热介质均作为所述蒸发用水输出至所述余热锅炉；当所述第一换热被加热介质为热水而所述第二换热被加热介质为蒸汽时，所述第一换热被加热介质作为所述第二换热拟加热介质输出至第二换热装置，所述第二换热被加热介质与所述余热锅炉输出的蒸汽均输出至蒸气轮机。
[0007]可选的，所述第一换热被冷却碳还原冶炼炉气相比所述碳还原冶炼炉气温度下降T1℃，所述第二换热被冷却碳还原冶炼炉气相比所述第一换热被冷却碳还原冶炼炉气温度下降T2℃，T2≥T1。
[0008]可选的，所述第一换热被冷却碳还原冶炼炉气相比所述碳还原冶炼炉气温度下降T1℃，所述第二换热被冷却碳还原冶炼炉气相比所述第一换热被冷却碳还原冶炼炉气温度下降T2℃，所述T1为100℃
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450℃，所述T2为200℃
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450℃。
[0009]可选的，所述第一换热装置输出的第一换热被冷却碳还原冶炼炉气的温度为400℃
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500℃。
[0010]可选的，所述第一换热装置具有流量调节部件，该流量调节部件可根据所述第一换热被加热介质温度调节第一换热拟加热介质的流量。
[0011]可选的，包括第三换热装置，用于接收所述第二换热被冷却碳还原冶炼炉气和第三换热拟加热介质然后分别输出第三换热被冷却碳还原冶炼炉气以及第三换热被加热介质；所述气体储存装置用于接收所述第三换热被冷却碳还原冶炼炉气然后再将所述气体储存装置中储存的一氧化碳输往燃气热能利用系统。
[0012]可选的，所述第三换热被加热介质为热水，所述第三换热被加热介质作为所述第二换热拟加热介质输出至第二换热装置或作为所述蒸发用水输出至所述余热锅炉。
[0013]可选的，所述第一换热被冷却碳还原冶炼炉气相比所述碳还原冶炼炉气温度下降T1℃，所述第二换热被冷却碳还原冶炼炉气相比所述第一换热被冷却碳还原冶炼炉气温度下降T2℃，所述第三换热被冷却碳还原冶炼炉气相比所述第二换热被冷却碳还原冶炼炉气温度下降T3℃，T2≥T1≥T3。
[0014]可选的，包括焦油捕集装置，用于接收所述第三换热被冷却碳还原冶炼炉气然后输出经焦油捕集后第三换热被冷却碳还原冶炼炉气；所述气体储存装置用于接收所述焦油捕集后第三换热被冷却碳还原冶炼炉气然后再将所述气体储存装置中储存的一氧化碳输
往燃气热能利用系统。
[0015]可选的，所述第二换热装置输出的第二换热被冷却碳还原冶炼炉气温度为120℃
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170℃，所述第三换热装置输出的第三换热被冷却碳还原冶炼炉气温度为80℃以下。
[0016]可选的，所述第一换热装置采用余热锅炉或间壁换热器，所述第二换热装置采用余热锅炉或间壁换热器，所述第三换热装置采用间壁换热器。
[0017]可选的，所述工业窑炉为硅锰冶炼矿热炉、高碳锰铁冶炼矿热炉、镍铁冶炼矿热炉、高钛渣冶炼矿热炉或电石冶炼矿热炉。
[0018]可选的，所述滤芯采用金属滤芯或陶瓷滤芯。可选的，所述过滤除尘装置可将所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳还原冶炼炉气净化及利用系统，其特征在于：所述碳还原冶炼炉气是指从使用碳素还原剂从矿物中火法提炼所需物质的工业窑炉排放的气相主要包括一氧化碳的工业窑炉炉气；其包括：第一换热装置，用于接收所述碳还原冶炼炉气和第一换热拟加热介质然后分别输出第一换热被冷却碳还原冶炼炉气以及第一换热被加热介质；过滤除尘装置，用于接收所述第一换热被冷却碳还原冶炼炉气然后输出已除尘碳还原冶炼炉气，所述过滤除尘装置通过滤芯对所述第一换热被冷却碳还原冶炼炉气中的粉尘进行物理拦截；第二换热装置，用于接收所述已除尘碳还原冶炼炉气和第二换热拟加热介质然后分别输出第二换热被冷却碳还原冶炼炉气以及第二换热被加热介质；气体储存装置，用于接收所述第二换热被冷却碳还原冶炼炉气然后再将所述气体储存装置中储存的一氧化碳输往化工产品生产厂区，所述化工产品生产厂区与实施所述碳还原冶炼炉气净化的碳还原冶炼炉气净化厂区属于同一工业园区内或不属于同一工业园区但通过输气管网相连；化工产品生产系统，位于所述化工产品生产厂区内，用于接收来自所述气体储存装置的一氧化碳并将该一氧化碳作为原料生产得到化工产品。2.一种碳还原冶炼炉气净化及利用系统，其特征在于：所述碳还原冶炼炉气是指从使用碳素还原剂从矿物中火法提炼所需物质的工业窑炉排放的气相主要包括一氧化碳的工业窑炉炉气；其包括：第一换热装置，用于接收所述碳还原冶炼炉气然后分别输出第一换热被冷却碳还原冶炼炉气以及第一换热被加热介质；过滤除尘装置，用于接收所述第一换热被冷却碳还原冶炼炉气然后输出已除尘碳还原冶炼炉气，所述过滤除尘装置通过滤芯对所述第一换热被冷却碳还原冶炼炉气中的粉尘进行物理拦截；第二换热装置，用于接收所述已除尘碳还原冶炼炉气然后分别输出第二换热被冷却碳还原冶炼炉气以及第二换热被加热介质；气体储存装置，用于接收所述第二换热被冷却碳还原冶炼炉气然后再将所述气体储存装置中储存的一氧化碳输往化工产品生产厂区，所述化工产品生产厂区与实施所述碳还原冶炼炉气净化的碳还原冶炼炉气净化厂区属于同一工业园区内或不属于同一工业园区但通过输气管网相连，所述化工产品生产厂区内设有化工产品生产系统，所述化工产品生产系统用于接收来自所述气体储存装置的一氧化碳并将该一氧化碳作为原料生产得到化工产品。3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述第一换热被冷却碳还原冶炼炉气相比所述碳还原冶炼炉气温度下降T1℃，所述第二换热被冷却碳还原冶炼炉气相比所述第一换热被冷却碳还原冶炼炉气温度下降T2℃，T2≥T1；并且/或者，所述第一换热被加热介质作为所述第二换热拟加热介质输出至第二换热装置。4.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于：包括第三换热装置，用于接收所述第二换热被冷却碳还原冶炼炉气和第二换热拟加热介质然后分别输出第三换热被冷却碳还原冶炼炉气以及第三换热被加热介质；所述气体储存装置用于接收所述第三换热被冷却碳还...

【专利技术属性】
技术研发人员：高麟，蒋敏，林士全，费西，方忠，王祺，
申请(专利权)人：成都易态科技有限公司，
类型：新型
国别省市：