CN101581543A - 封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法，封闭式电炉(1)冶炼时，从封闭式电炉(1)导出的高温煤气直接通入燃烧室(3)，在燃烧室(3)内加入助燃空气(9)使一氧化碳气体完全燃烧，燃烧后的高温烟气再通入余热锅炉(4)，在余热锅炉(4)里降温后进入除尘系统(5)除尘，达到排放标准后经引风机(6)至达标排放(7)，余热锅炉(4)产生的蒸汽供发电系统(10)发电。余热锅炉产生的蒸汽用来发电。将燃烧室与锅炉分开设置以防锅炉结焦。本发明充分利用了煤气的显热和潜热，热利用率高，投资成本低，运行费用低，环保效益好，安全性高。具有极好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法，特别是涉及一种封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法。
背景技术
电炉烟气余热发电工艺通常有两种，一种是不封闭的电炉烟气(约500℃)余热发电方法(以下简称方法一)，另一种是封闭式电炉煤气净化回收后再用煤气作为燃料进行发电的方法(以下简称方法二)。
方法一的工艺流程是：电炉→烟囱→余热锅炉→除尘系统→引风机→达标排放，余热锅炉产生的蒸汽用于发电。方法一是遵义市华力环境工程有限责任公司在专利“电炉冶炼余热回收与利用方法”公开说明书(CN1991249)中的一部分。在方法一中，由于炉盖没有封闭，有大量的空气进入了电炉的炉膛，冶炼时产生的可燃烧气体(称作煤气)直接在炉膛内燃烧，放出了大量的热量后又被空气兑冷至500℃左右，烟气总量增加了20倍左右。此时采用余热锅炉回收热量发电时，排烟带走的热量较多，热利用率较低，余热锅炉和除尘系统庞大，投资较大，运行费用较高。
方法二的工艺流程是：封闭式电炉→烟囱→降温系统→除尘系统→引风机→煤气柜→加压机→煤气燃烧锅炉→达标排放，燃烧锅炉产生的蒸汽用于发电。方法二除煤气燃烧发电之外属湖南铁合金厂专利“铁合金封闭电炉煤气干法除尘方法”公开说明书(CN86103986)中的一部分。在方法二中，炉盖全部封闭，电炉在冶炼时产生的可燃烧气体(称作煤气)在炉膛内没有燃烧，400～650℃的煤气经过降温、除尘净化后回收煤气，然后利用煤气作为燃料进行发电。由于煤气中的一氧化碳(CO)成份较高，易燃易爆有剧毒，对设备的严密性要求特别高，导致煤气净化回收系统投资庞大、运行费用高、安全性能低。400～650℃的煤气显热没有利用，造成能源浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能防止锅炉结焦且总投资少、运行费用低、能源回收利用率高、经济效益好、安全可靠的封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供的封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法，封闭式电炉冶炼时，从封闭式电炉导出的高温煤气直接通入燃烧室，在燃烧室内加入助燃空气使一氧化碳气体完全燃烧，燃烧后的高温烟气再通入余热锅炉，在余热锅炉里降温后进入除尘系统除尘，达到排放标准后经引风机至达标排放，余热锅炉产生的蒸汽供发电系统发电。
在所述的封闭式电炉与余热锅炉之间设有烟囱，所述的燃烧室布置在所述的烟囱与余热锅炉之间，或布置在封闭式电炉与烟囱之间。
所述的封闭式电炉采用微负压运行，其压力值为400～0Pa。
从所述的封闭式电炉出来的煤气直接进入所述的燃烧室进行有组织燃烧，其过量空气系数为1.0～1.2。
通过在所述的燃烧室中布置受热面将所述的燃烧室出口的烟气温度控制在800～1220℃，小于烟气中粉尘的软化温度。
将所述的余热锅炉给水通过所述的燃烧室受热面，以充分利用所述的燃烧室中受热面吸收的热量。
在所述的燃烧室中设置除灰渣装置，以防止所述的燃烧室积灰结渣。
采用上述技术方案的封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法，将燃烧室与锅炉分开设置可以避免余热锅炉结焦。这种方法的优点是：
①400～950℃的煤气显热和燃烧热值为4318～12556KJ/Nm3的煤气潜热都得到了利用，热能利用率高。
②与方法一相比较，本发明所述的工艺中的煤气是在燃烧室燃烧，所用的锅炉、除尘系统、引风机比方法一中的小10倍左右。所以这部分的投资和运行费用也要小10倍左右，且排烟热损失也减少10倍左右，热能利用率高。
③与方法二相比较，本发明所述的工艺中不需花费大量的资金来建设煤气净化回收系统、煤气柜、加压站等设备，投资少，运行费用低，安全性好。且利用了煤气显热，热能利用率提高。
④本发明充分利用了煤气的显热和潜热，能源回收利用率高，总投资少，运行费用低，环保效益好，安全性高。具有极好的经济效益和社会效益。
综上所述，本发明是一种能防止锅炉结焦且总投资少、运行费用低、能源回收利用率高、经济效益好、安全可靠的封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法的工艺流程示意图。
图2为本发明封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法的另一种工艺流程示意图。
图2与图1的工艺原理相同，但调换了燃烧室3与烟囱2的布置位置，对应的移动了助燃空气9和事故放散8的布置位置。
具体实施方式
由图1看出，封闭式电炉1的高温煤气出口一路与烟囱2连接，一路与燃烧室3连接，烟囱2用于事故放散8，燃烧室3的烟气出口与余热锅炉4连接，燃烧室3连接有助燃空气9，余热锅炉4的烟气出口与除尘系统5连接，蒸汽出口与发电系统10连接，除尘系统5经引风机6至达标排放7。具体实施工艺过程如下：
封闭式电炉1采用微负压运行，其压力值为400～0Pa，封闭式电炉1在冶炼过程中产生400～950℃的高温煤气，煤气中的粉尘浓度为2～120g/Nm3，煤气燃烧热值为4318～12556KJ/Nm3。高温煤气经过烟道达到燃烧室3，用助燃空气9助燃，从封闭式电炉1出来的煤气直接进入燃烧室3进行有组织燃烧，其过量空气系数为1.0～1.2，经过燃烧后的高温烟气的温度(称作燃烧温度)高于1270℃，高于粉尘熔化温度。燃烧室3布置有受热面，受热面控制燃烧室3的出口烟气温度在800～1220℃，低于粉尘变形温度，让已经液化的粉尘变成固体状态。燃烧室3内设有出渣系统对燃烧室3进行排渣。烟气从燃烧室3出来后进入余热锅炉4，避免了在余热锅炉4内结焦，提高余热锅炉4的安全性和使用寿命。燃烧室3与余热锅炉4分开设置，可以避免余热锅炉结焦。控制在800～1220℃的高温烟气经过余热锅炉4降温到120～200℃，含尘烟气经过除尘系统5除尘净化到粉尘浓度小于100mg/Nm3，再经引风机6至达标排放7。余热锅炉产生的蒸汽送至汽轮发电机系统10用于发电。
在封闭式电炉1的出口布置烟囱2，在余热锅炉4或除尘系统5等设备出现故障停产时，用事故放散8临时放散煤气，确保安全。
本发明封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法也可采取图2所示的工艺流程。由图2看出，封闭式电炉1的高温煤气出口与燃烧室3连接，燃烧室3连接有助燃空气9，燃烧室3的烟气出口一路与余热锅炉4连接，一路与烟囱2连接，烟囱2用于事故放散8，余热锅炉4的烟气出口与除尘系统5连接，蒸汽出口与发电系统10连接，除尘系统5经引风机6至达标排放7。具体实施工艺过程如下：
封闭式电炉1采用微负压运行，其压力值为400～0Pa，封闭式电炉1在冶炼过程中产生400～950℃的高温煤气，煤气中的粉尘浓度为2～120g/Nm3，煤气燃烧热值为4318～12556KJ/Nm3。高温煤气经过烟道达到燃烧室3，用助燃空气9助燃，从封闭式电炉1出来的煤气直接进入燃烧室3进行有组织燃烧，其过量空气系数为1.0～1.2，经过燃烧后的高温烟气的温度(称作燃烧温度)高于1270℃，高于粉尘熔化温度。燃烧室3布置受热面，受热面控制燃烧室3的出口烟气温度在800～1220℃，低于粉尘变形温度，让已经液化的粉尘变成固体状态。燃烧室3内采用出渣系统对燃烧室3进行排渣。烟气从燃烧室3出来后进入余热锅炉4，避免了在余热锅炉4内结焦，提高余热锅炉4的安全性和使用寿命。燃烧室3与余热锅炉4分开设置，可以避免余热锅炉4结焦。控制在800～1220℃的高温烟气经过余热锅炉4降温到120～200℃，含尘烟气经过除尘系统5除尘净化到粉尘浓度小于100mg/Nm3，再经引风机6至达标排放7。余热锅炉4产生的蒸汽送至汽轮发电机系统10用于发电。
在燃烧室3的出口布置烟囱2，在余热锅炉4或除尘系统5等设备出现故障停产时，用事故放散8临时放散煤气，确保安全。
Claims (7)
1.一种封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法，其特征在于：封闭式电炉(1)冶炼时，从封闭式电炉(1)导出的高温煤气直接通入燃烧室(3)，在燃烧室(3)内加入助燃空气(9)使一氧化碳气体完全燃烧，燃烧后的高温烟气再通入余热锅炉(4)，在余热锅炉(4)里降温后进入除尘系统(5)除尘，达到排放标准后经引风机(6)至达标排放(7)，余热锅炉(4)产生的蒸汽供发电系统(10)发电。
2.根据权利要求1所述的封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法，其特征在于：在所述的封闭式电炉(1)与余热锅炉(4)之间设有烟囱(2)，所述的燃烧室(3)布置在所述的烟囱(2)与余热锅炉(4)之间，或布置在封闭式电炉(1)与烟囱(2)之间。
3.根据权利要求1或2所述的封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法，其特征在于：所述的封闭式电炉(1)采用微负压运行，其压力值为-400～0Pa。
4.根据权利要求1或2所述的封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法，其特征在于：从所述的封闭式电炉(1)出来的煤气直接进入所述的燃烧室(3)进行有组织燃烧，其过量空气系数为1.0～1.2。
5.根据权利要求1或2所述的封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法，其特征在于：通过在所述的燃烧室(3)中布置受热面将所述的燃烧室(3)出口的烟气温度控制在800～1220℃，小于烟气中粉尘的软化温度。
6.根据权利要求1或2所述的封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法，其特征在于：将所述的余热锅炉(4)给水通过所述的燃烧室(3)受热面，以充分利用所述的燃烧室(3)中受热面吸收的热量。
7.根据权利要求1或2所述的封闭式电炉冶炼能源回收与利用方法，其特征在于：在所述的燃烧室(3)中设置除灰渣装置，以防止所述的燃烧室(3)积灰结渣。
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