一种冶炼设备及基于冶炼设备的烟气处理方法技术

一种冶炼设备及基于冶炼设备的烟气处理方法，冶炼设备包括冷风式冲天炉，所述冷风式冲天炉上设置有加料口，还设置有烟囱；其特征是：在冷风式冲天炉的加料口处设置可调节式门阀；在烟囱的顶部设置板阀；在加料口上部烟囱一侧设置水平管道，该水平管道连通有燃烧室，所述燃烧室设置有点火器；所述燃烧室的烟气出口通过保温管道接通至陶瓷换热器上部烟气入口；陶瓷换热器的高温空气出口通过保温管道接通至冷风式冲天炉的风口；陶瓷换热器的底部设置有沉降室；沉降室底部设置卸灰口。主要是实现高温烟气的热能利用且提高热能利用率，并使粉尘排放浓度达到国标要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金设备冶炼、铸造专业余热利用及大气污染治理专业工艺技术及装备。
技术介绍
铸造行业作为装备制造业的基础之一，得到了长足发展，我国现有铸造厂点约2.6万个，其产量位居世界首位，但大多数厂点规模小，专业化程度低，存在着资源消耗大和能源浪费严重，是一个污染物排放严重的行业，每年排放废气约200亿m3，粉尘120万t左右。而冲天炉铸件产量约占全国铸铁件总产量的70 %，仅有少数厂家采用了比较先进的生产设备及环保装置，在县乡一级企业中近80%仍在使用冷风冲天炉等普通炉型生产。随着环境保护的要求逐渐提高，厂家在烟?上安装了烟尘捕集器，而这种除尘装置仅能对明火颗粒进行灭除，仅能沉降少数大颗粒粉尘，对微米级粉尘不起作用。随着近年来有些企业采用了旋风及布袋除尘器系统，为达到布袋除尘器的使用要求，通常是在其前部设置水冷设施，将烟气温度降低到布袋材料耐受的温度以下再进行除尘，这样就使得冲天炉排出的烟气所含的大量热能被浪费掉，并且需要使用大量水资源及水泵用电消耗。除此之外，由于冷风冲天炉的热效率约为40 %，排出的烟气中蕴含着大量热能，经测试统计烟气的物理显热及化学潜热约占到冲天炉焦炭燃烧所产生热能的50%，大量的热能得不到有效利用，随着C02、C0、SO2, NOx及粉尘一起排放到大气，造成温室效应对环境及人类造成危害。
技术实现思路
为了克服上述现有技术存在的缺点，本专利技术的目的在于提供，主要是实现高温烟气的热能利用。本专利技术提供的一种冶炼设备，包括冷风式冲天炉，所述冷风式冲天炉上设置有加料口，还设置有烟? ;其特征是:在冷风式冲天炉的加料口处设置可调节式门阀；在烟囱的顶部设置板阀；在加料口上部烟?—侧设置水平管道，该水平管道连通有燃烧室，所述燃烧室设置有点火器；所述燃烧室的烟气出口通过保温管道接通至陶瓷换热器上部烟气入口 ；陶瓷换热器的高温空气出口通过保温管道接通至冷风式冲天炉的风口 ；陶瓷换热器的底部设置有沉降室；沉降室底部设置卸灰口。作为该冶炼设备的进一步的技术方案:该冶炼设备还包括除尘设备，除尘设备包括旋风除尘器、脉冲布袋式除尘器；所述陶瓷换热器的烟气出口接通旋风除尘器的入口 ；旋风除尘器的出口通过管道连通脉冲布袋式除尘器的入口 ；旋风除尘器的出口与脉冲布袋式除尘器的入口连通的管道上设置有电控野风阀，该管道上还设置有测温控制器，且所述温控测量器位于旋风除尘器出口与电控野风阀之间。本专利技术还提供了基于上述冶炼设备的烟气处理方法:I)、在加料车未到达冷风式冲天炉的加料口加料时，使加料口处于关闭状态，避免大量冷空气被吸入烟囱，在加料车到达加料口时推动门阀的连接杆，随着加料车继续向前的动力逐渐打开门阀，加料车中原料卸入冷风式冲天炉内后，随着加料车的返回下行，加料口处的门阀也逐渐关闭；2)、在正常生产时，关闭烟囱顶部设置的板阀，避免环境空气即野风的混入，避免通过烟囱吸入大量空气；3)、在加料口上部烟囱一侧的水平管道将冷风式冲天炉内产生的烟气输送至燃烧室，燃烧室设置点火器，引燃烟气中包括CO以及焦炭粉的可燃物质，充分释放烟气中存在的化学热能，提高烟气温度；4)、将燃烧后高温烟气通过保温管道输送至陶瓷换热器上部烟气入口，陶瓷换热器集管中通过空气，空气经高温管壁热交换及辐射传导带走其热能，换热后350°C -700°C的高温空气，该高温空气通过保温管道通入冷风式冲天炉风口 ；5)、烟气经陶瓷换热器内换热降温后，从陶瓷换热器的集管中由上至下出来后进入沉降室，烟尘颗粒沉至换热器底部卸灰口处，在生产过程休风时卸出。作为上述烟气处理方法的进一步的技术方案:还包括以下步骤6)将换热、降温后的烟尘气体通过旋风除尘器离心力除尘，沉降出ΙΟμπι以上粒级的粉尘；然后再将烟气经脉冲布袋式除尘器处理达到排放浓度控制在30mg/m3国标范围以内排放；7)当设置在野风阀前端管道上的测温控制器测量到烟气温度超过脉冲布袋式除尘器的布袋工作温度时，则打开野风阀参入部分空气，正常工作温度时野风阀处于常闭状态。该专利技术的有益效果也是区别于其它冲天炉除尘系统及热风式冲天炉系统的创新之处是:在原冲天炉加料口处设置门阀，控制了该处露天敞口状态时、在除尘风机形成的管道负压下混入大量空气(据统计加料口混入空气约为燃烧焦炭产生烟气量的1.5-2倍)，从而有效提高了烟气至换热器交换时的温度，减少了物理显热的损失；同时减少了除尘气体的处理量，减少了布袋过滤风量负荷，降低了风机电力消耗；在原冲天炉上部烟囱上端增设了控制板阀，避免了该处空气的大量吸入(测量数据该处混入新鲜空气量约为燃烧焦炭所产生的烟气总量的0.5-1.5倍)，同样减少了物理显热损失、减少了除尘空气处理量、降低了风机电力消耗；通过前面两项的设置使得到达燃烧室及换热器的烟气温度保持了高温状态，使得烟气的物理显热得到高效换热利用；通过调整门阀的开度适当通入部分助燃空气，通过燃烧室引燃燃烧、释放出大量化学潜热；将陶瓷换热器通过保温管道紧连在燃烧室之后，使高温烟气与空气充分、高效进行间壁热交换，获得高温助燃空气，通过保温管道通入冲天炉风口，使热能返回炉中利用；在加料口设置可调节式门阀及同时在烟囱上部设置板阀，并且将排烟管道设置在炉体两阀位置中部，使该专利技术区别于其他方式而产生有益效果，其原理是:CO的燃烧临界值为12.5%，自燃温度约为609°C ;原有的方式两处大量漏风混入烟气中，经测试，CO浓度及温度(400°C左右)两条件无法实现燃烧，需要设置燃烧室另外加入大量燃料点燃，额外增加了燃料消耗；双闭后保持了烟气中原有CO的浓度含量及温度，调节门阀的适当开度、适量控制进入空气，只需引燃就可以使烟气中的化学潜热释放，高温烟气进入换热器，从而充分回收利用了热能，这是目前其他方式无法实现的。将旋风除尘器设置在换热器之后，作为前级除尘器，在其后设置脉冲布袋式除尘器；通过以上设计及工艺设备布置方式实现了高温烟气的热能利用，以及含尘烟气的除尘处理。使冷风冲天炉的风口助燃空气温度由原来的环境温度(冬季-15°C-夏季35°C )，提高到350°C -700°C ;由原来的烟尘排放浓度1000-6000mg / m3，经该系统除尘处理后排放浓度达到国家标准规定的30mg / m3范围之内。【附图说明】下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步的说明:图1为本专利技术实施例的结构及使用状态示意图；图2为图1中门阀的放大示意图；图3为图1中门阀处的俯视示意图；图中:1连杆，2门阀，3加料口，4铰链，5板阀，6点火器，7燃烧室，8陶瓷换热器，9沉降室，10旋风除尘器，11脉冲布袋式除尘器，12电控野风阀，13测温控制器，14冷风式冲天炉，141炉壁，15水平管道，16风口，17加料车，18烟園，19鼓风机，20保温管道，21卸灰口，22除尘引风机，23配重，24开度调节杆。【具体实施方式】如图1，该冶炼设备是选取5吨冷风式冲天炉进行改造的:在冷风式冲天炉14的加料口处设置可调节式门阀2 ;如图2、3所示，该门阀2由阀瓣板、铰链4、开度调节杆24、配重23、连杆I组成。门阀2可直接采用现有技术制作。在冷风式冲天炉14正常冶炼状态时，该门阀2处于关闭位置(通过开度调节杆24可调整适当开度)；当加料时，随着加料车1当前第1页1 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冶炼设备，包括冷风式冲天炉，所述冷风式冲天炉上设置有加料口，还设置有烟囱；其特征是：在冷风式冲天炉的加料口处设置可调节式门阀；在烟囱的顶部设置板阀；在加料口上部烟囱一侧设置水平管道，该水平管道连通有燃烧室，所述燃烧室设置有点火器；所述燃烧室的烟气出口通过保温管道接通至陶瓷换热器上部烟气入口；陶瓷换热器的高温空气出口通过保温管道接通至冷风式冲天炉的风口；陶瓷换热器的底部设置有沉降室；沉降室底部设置卸灰口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孟春光，
申请(专利权)人：孟春光，
类型：发明
国别省市：山东;37