硫铁矿烧渣余热回收利用装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了硫铁矿烧渣余热回收利用装置及方法，包括：抽水泵（1）、冷渣机（2）和除氧器（3），其特征是：所述抽水泵与除氧器的进水口通过副管道（4）连通，所述副管道位于冷渣机上方且通过过渡管道（5）与冷渣机的夹套连通，所述副管道上接入有位于过渡管道和除氧器之间的第一阀门（6），所述冷渣机的冷却水出口与除氧器的进水口通过供水管（7）连通。本发明专利技术的有益效果是通过间歇性的抽取冷渣机内的冷却水并换取新水，降低冷渣机内的冷却水的温度，使其始终保持在40℃以下，提高冷却水的换热效率，也提高了热灰渣的余热利用率，降低冷渣机筒体在高温下结垢的风险。在高温下结垢的风险。在高温下结垢的风险。

【技术实现步骤摘要】
硫铁矿烧渣余热回收利用装置及方法


[0001]本专利技术涉及硫铁矿制酸领域，尤其涉及硫铁矿烧渣余热回收利用装置及方法。

技术介绍

[0002]硫铁矿制酸系统焙烧工序采用沸腾焙烧+余热锅炉降温除尘+旋风除尘器+电除尘器，沸腾炉高温烧渣经渣冷却器降温后与余热锅炉排渣、旋风收尘器排渣混合，进入增湿滚筒增湿后送往球团生产。
[0003]其中沸腾焙烧后的烧渣温度约850℃，原设计绝大部分（约85%）烧渣会随烟气带出沸腾炉进入锅炉，少量（约15%）烧渣从沸腾炉底排出后，通过水冷夹套式冷渣机进行冷却，冷却水通过凉风塔降温后循环使用。随着矿产资源的变化和选矿工艺的调整，沸腾炉入炉原料含硫品位降低，含铁品位提高，投料量也有所提高，烧渣总量增加且比重变大，能随烟气带出沸腾炉的烧渣比率大幅降低，现在有约50%的烧渣无法带出沸腾炉，需直接从炉底排出。排渣量大大提高，且需在渣冷却器内降温，这部分热量被循环水带走逸散在大气中，造成大量损失。并且渣冷却器出口渣温仍较高，增湿过程产生大量水汽，易造成现场扬尘。
[0004]如中国专利技术专利公开号CN104211023A公开了沸腾炉焙烧工艺，将沸腾焙烧改为弱氧焙烧，使产生的矿渣含铁量高，能进行资源再利用价值，提高生产效益，避免了固体废渣囤积。
[0005]中国专利技术专利公开号CN102367169B公开了煤系硫铁矿富氧空气焙烧制硫酸联产铁精粉的方法，包括：预处理后煤系硫铁矿和富氧空气送入沸腾炉焙烧，高温炉气经水管废热锅炉等降温收尘，炉气采用一级动力波洗涤器
‑/>填料洗涤塔
‑
两级电除雾器降温除雾，在干燥塔前补充适量普通空气，控制进转化器气体氧气和二氧化硫体积分数比在0.8及以上，气体进入转化吸收系统，经过两次转化、两次吸收，尾气达标排放。回收炉气热能，渣尘热能及电收尘器后炉气、转化系统转化气及吸收系统循环酸热能，副产中、低压蒸汽。
[0006]中国技术专利公开号CN211373274U公开了一种新型硫铁矿制酸烧渣余热回收装置，包括沸腾炉、保温储罐、高温段冷渣机和低温段冷渣机，高温段冷渣机和低温段冷渣机结构相同，包括一滚筒，滚筒内设有进渣管，进渣管外侧设有水管，进渣管截面由若干个六边形蜂窝状拼接构成，滚筒一侧设有减速机，滚筒底部设有支架，用于调整滚筒倾斜度。
[0007]以上专利都是用冷渣机对烧渣进行冷却，然而当烧渣的排渣量提高后，渣温高的问题无法通过冷渣机解决，经过冷渣机处理后的烧渣仍含有大量余热。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题是现有的硫铁矿制酸工艺中排渣量的增加导致冷渣机无法处理余热，为此提供一种硫铁矿烧渣余热回收利用装置及方法。
[0009]为回收余热，减少现场扬尘，针对现有沸腾炉产渣量大，渣温高的生产实际特点，对风冷或水冷工艺进行研究，力求选择出一种适合的工艺，以较低的成本达到较高的热回
收效益，从而达到一定的社会效益和经济效益。
[0010]风冷回收热的可行性。利用流态化增加空气与烧渣的热交换面积，降低渣温的同时提高空气温度，再将热空气引至沸腾炉中，最终回收的热量由余热锅炉带走产蒸汽或发电，同时考虑气固分离。
[0011]水冷回收热的可行性。利用水做载体，与烧渣热交换，降低渣温，并将热水回用，减少热损失。
[0012]除考虑热回收工艺的可行性，还需考虑综合能耗和经济效益。
[0013]本研究的主要目标是烧渣热量的回收。烧渣降温有很多种方式，无论循环流化床、风冷、水冷都有案例可循，但回收烧渣热量的案例极少，尤其针对烧渣温度高、渣量大的高温排渣系统且兼顾回收热能基本无案例参考。需通过现有沸腾炉流态化生产控制经验、以及系统风平衡、热平衡、水平衡等仔细核算，并逐步试验尝试。目前的排渣系统存在的主要问题是原料改变形成渣灰比例增大，从而导致渣温降不下来及现场跑灰严重。现有的沸腾炉的高温炉渣冷却，用两台夹套式“冷渣机”作降温处理，将大量工业用水加入夹套内冷却筒体，经长期运行设备高温段内筒体外部产生钙镁离子结垢，结垢越厚，热阻越大，传热效果越差。且原料改变形成渣灰比例增大，进一步导致排渣设备冷却面积偏小，造成渣尘温度降不下来，加水增湿时进出料口喷尘跑灰污染现场操作环境，现场环保要求不达标急需整改，并且工业水交换的热量逸散至大气中，是热能的浪费。
[0014]通过计算，焙烧工段各设备的排渣量及带热量情况见下表：焙烧工段各设备的排渣量及带热量情况表通过上表可以看出，排渣系统的灰渣带热量还是很大，尤其沸腾炉与锅炉排出的渣温相对较高，这部分热量可以回收，但为与整个系统的热负荷相配套，无论采用风冷或水冷，最终都是依靠锅炉水、脱盐水或除氧水移走沸腾炉渣部分热量，多余的热量仍是通过常规的淋洒冷却方式来降温。针对上述情况对排渣系统进行改造。
[0015]经过多次讨论，产生过以下三种方案。
[0016]方案一：风冷加水冷沸腾炉后设置小型流化床，通过空气将热渣温度降低，热空气作为炉底风补充进入沸腾炉，炉内温度上升，通过沸腾炉冷却元件中的锅炉循环水换热，提高汽包的产汽量，将热量进行回收。小流化床冷却后的烧渣难以降至常温，需再进入渣冷却器继续用水降温。
[0017]方案二：除氧水冷却采用的是热渣换热器加热除氧水流程，沸腾炉的热渣进入热渣换热器后进入现有
的冷却滚筒冷却增湿。
[0018]采用的热渣换热器属于固体与水汽之间的换热，流程采用与除氧器水箱连接，需要加一个水泵来建立循环。除氧器水箱（104℃水）
→
水泵
→
渣换热器（104℃汽水混合物）
→
除氧器水箱。渣的出口温度约在500℃以下，热量可以将约4吨的104℃的水加热成104℃的蒸汽。锅炉蒸发量58~60吨，那么这个热量即可节省除氧需要热量的55%的蒸汽耗量。
[0019]方案三：脱盐水冷却将原余热锅炉下部埋刮板输送机方向反转，使沸腾炉的渣和余热锅炉的尘混合进入冷渣机，渣尘混合后的温度约820℃进入“冷渣机”内冷却降温，锅炉设计能力为58~60 t/h蒸汽量, 需用加入脱盐水，采用脱盐水进入“冷渣机”夹套内筒体冷却降温，将脱盐水从25℃加热到85℃左右，冷渣机换热后产出约62 t/h热水流入循环槽，再用热水泵打入除氧器内用管网蒸汽加热后除氧，从而节省除氧需要热量的约70%的蒸汽耗量。
[0020]进一步对方案进行分析研究。
[0021]方案一中通过风冷回收热量进入沸腾炉，炉内沸腾床温度上升，为控制床层或炉出口不超温导致结疤，需增加冷却元件数量。沸腾炉的排渣量受系统生产负荷、平均入炉料的硫铁品位、含水率、投料量等多参数影响，波动较大。而冷却元件只有冷炉时才可增减，难以根据工况实时调节。并且通过计算如何将热空气添加进沸腾炉也是困难之一。经测算，按将烧渣从900℃降至400℃，空气从25℃升至100℃，则需空气量约94000Nm3/h，而冶化公司目前沸腾炉炉底进风约80000Nm3/h，冷却空气量无法做为二次风补充进炉。若风冷后的热空气不作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫铁矿烧渣余热回收利用装置，包括：抽水泵（1）、冷渣机（2）和除氧器（3），其特征是：所述抽水泵与除氧器的进水口通过副管道（4）连通，所述副管道位于冷渣机上方且通过过渡管道（5）与冷渣机的夹套连通，所述副管道上接入有位于过渡管道和除氧器之间的第一阀门（6），所述冷渣机的冷却水出口与除氧器的进水口通过供水管（7）连通。2.如权利要求1所述的一种硫铁矿烧渣余热回收利用装置，其特征是：所述过渡管道与副管道的连接处是外扩的放大部（8）。3.如权利要求1所述的一种硫铁矿烧渣余热回收利用装置，其特征是：所述抽水泵与抽凝机组连通。4.如权利要求1所述的一种硫铁矿烧渣余热回收利用装置，其特征是：所述供水管上接入有第二阀门（9）。5.如权利要求4所述的一种硫铁矿烧渣余热回收利用装置，其特征是：所述供述管的末端与位于第一阀门和除氧器之间的...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈涛，林天云，汪正江，丁绍兵，徐国主，曹义松，陈治康，
申请(专利权)人：铜陵有色金属集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：