CN101839492A - 一种微硅粉废热回收的方法 - Google Patents

一种微硅粉废热回收的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101839492A
CN101839492A CN201010188877A CN201010188877A CN101839492A CN 101839492 A CN101839492 A CN 101839492A CN 201010188877 A CN201010188877 A CN 201010188877A CN 201010188877 A CN201010188877 A CN 201010188877A CN 101839492 A CN101839492 A CN 101839492A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
air
flue gas
thermal
silica fume
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201010188877A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101839492B (zh
Inventor
裴仲科
路瑞玲
陈奋义
邵瑜
李旭光
张宏俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LANXING SILICON MATERIALS CO Ltd
Original Assignee
LANXING SILICON MATERIALS CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LANXING SILICON MATERIALS CO Ltd filed Critical LANXING SILICON MATERIALS CO Ltd
Priority to CN201010188877XA priority Critical patent/CN101839492B/zh
Publication of CN101839492A publication Critical patent/CN101839492A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101839492B publication Critical patent/CN101839492B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/30—Technologies for a more efficient combustion or heat usage

Landscapes

  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种工业硅炉生产过程中微硅粉废热回收的方法，其特点在于在不改造现有烟道的前提下，采用逆流热交换技术尽可能高效地收集余热。本发明工艺流程简单，投入成本较低，不仅可以减少工业硅在生产过程中热量的排放，降低周围的热辐射，改善生产操作环境，此外回收的热量用于原料的干燥更能够节约成本为企业创造效益。

Description

一种微硅粉废热回收的方法
技术领域
本发明属于冶金工业余热回收技术领域，特别涉及工业硅炉生产过程中微硅粉废热回收的方法。
背景技术
在工业硅的生产过程中，高温熔炼会排出大量的烟气，其平均温度为550℃，瞬间温度可以达到1000℃。烟气含尘浓度4g/Nm3，烟尘中SiO2含量达85％以上，因此随烟气逸出的粉尘称为硅灰或微硅粉。该含有微硅粉的烟气带走大量的热量，约为输入能量的33％，造成大量热能浪费的同时也污染了环境。
据有关文献介绍，生产每吨工业硅消耗350kg干木炭、60kg石油焦、810kg煤、1000kg木块时，电炉炉面各种气体和其他物质燃烧所放出的能量可达11600kW·h。怎样回收和利用这些能量，是工业硅生产节能工作中蕴藏极大潜力的一个方面。目前，国内的工业硅生产厂家大多将高温炉气有烟囱通过放散阀直接排入空中，不仅造成了企业生产能耗相对较高，而且大量高温气体的排放还污染了环境。
中国专利CN1991249A(许善文、郑诅华，电炉冶炼余热回收与利用工艺方法，2007.7.4)提出一种电炉高温烟气余热回收及利用的工艺，是将高温烟气回收进入余热锅炉产生高热蒸汽，再进入蒸汽轮机发电，供电系统供企业生产或民用，另外综合考虑余热利用，用余热锅炉出来的热烟气直接或经蓄热器后，用于冶炼原材料的预热处理，原材料经预热后再进入冶炼炉中。虽然此工艺可以达到节能降耗、保护环境的功效，但存在工艺流程复杂、投资成本高等缺点。
另外，工业硅炉生产时需要大量的木炭及木块(生产一吨工业硅的原料消耗定额为木炭1.17t，木块1.05t)。因采购的木炭质量参差不齐，水分含量从25％～50％不等。木炭含水量大于30％且不稳定时，会引起电炉配料的碳失衡，增加电耗。同时由于含水量超标，木炭加入炉内的初期会使木炭水份发生水煤气反应，并使料面温度增高。由于木炭水分的不稳定，不但增加硅炉的能耗，也不利于生产工艺的操作和工人作业环境的操作。目前解决木炭含水量超标的办法，主要是通过人工自然晾晒，也就是必需根据天气情况安排晾晒时间，不仅增加了木炭的倒运次数，加大了木炭的破损，而且自然晾晒的木炭水分不统一。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺流程简单、建设成本低的工业硅生产中微硅粉烟气热量的回收工艺，以经济的方式解决工业硅炉生产过程中的资源浪费和环境污染等问题。
本发明的技术方案包括如下步骤：
从工业硅炉出来的平均温度为450～550℃的高温微硅粉烟气通过烟罩进入空冷器，空冷器外壁设置了套管式换热器，高压离心引风机将温度为20～40℃的集热空气以与高温烟气流向相反的方向逆流通过套管式换热器中，在此高温微硅粉烟气与套管式换热器的集热空气进行热交换，高温微硅粉烟气中的热量被集热空气吸收后温度下降到150～260℃，烟气进入布袋除尘器，吸收热量后的集热空气进入下段余热利用工艺，总热量回收率为30％～60％。
上述套管式换热器是采用直径大于烟道的管子套在烟道外面，流经烟道内的热烟气通过烟道内管管壁将热量传递给换热器中的另一种流体。在所述换热器内，采用逆流热交换方式收集热量，这里采用的集热流体优选空气。空气经由高压离心引风机引入套管式换热器内，流向与烟道内的高温烟气方向相反。
作为一种优选方案，上述方法中所述的套管式换热器外壁包有保温材料，所述保温材料优选岩棉板、玻璃棉板。
使用上述套管式换热器的主要优点是：①结构简单，施工方便，对于工厂来说投资费用低；②传热效能高。它是一种纯逆流型换热器，同时还可以选取适宜的截面尺寸，以提高流体速度，增大两侧流体的给热系数，因此它的传热效果好。
上述进入布袋除尘器时的烟气温度一般控制在150～260℃，如果温度过高容易烧坏布袋，并降低布袋的寿命，温度过低会使清灰和硅灰运输等造成困难。
所述的高压离心引风机的风量范围在824～123090m3/h，风压在3110～16250Pa，以控制集热空气的流速在4～10m/s。风量优选范围10万～11万m3/h，风压的优选范围10000～14000Pa，集热空气流速的优选范围6～10m/s。
作为一种优选的实施方案，可以将回收热量的集热空气通过管道，在引风机的作用下导入原料干燥工作室，在此利用热量对木炭等原料进行加热和除水。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明工艺流程简单，投入成本较低，在不改造现有烟道的前提下，采用逆流热交换技术尽可能高效地收集余热，收集的热量可用于干燥原材料，剩余余热也可以用作取暖或其他用途。
通过本发明的实施，不仅可以减少工业硅在生产过程中热量的排放，降低周围的热辐射，改善生产操作环境，此外回收的热量用于原料的干燥更能够节约成本为企业创造效益。因此在我国工业硅生产领域，本发明具有极大的推广价值，并能够引领我国工业硅行业向节约型、环境友好型方向发展。
附图说明
附图1为本发明的工艺流程图。
1.工业硅炉；2.烟罩；3.烟道；4.空冷器；5.套管式换热器；6.鼓风机；7.布袋除尘器；8.余热利用装置。
具体实施方式
如图1所示，由工业硅炉1出来的平均温度为550℃的高温微硅粉烟气进入烟道2总管，进入与烟道2相连的空冷器4，空冷器4的参数为Φ2820mm，δ8mm，长30米。空冷器4外部套有一个套管式换热器5，套管式换热器5外壁包有保温材料层，保温材料为铝皮岩棉。同时，集热空气由鼓风机6入口阀进入鼓风机6，压力提高后经鼓风机6出口阀汇集到鼓风机出口总管，送至套管换热器5。集热空气的流量在12000Nm3/h，控制管内空气流速10m/s。
在套管式换热器5中，集热空气相对于烟气以总体逆流换热的方式进行热量的捕集，吸收空冷器4外壁的显热，温度得到提升。在此过程中，微硅粉烟气的温度通过热交换由550℃降至230℃，送入布袋除尘器7进行下一步处理，而集热空气温度由室温升至150℃，进入下段余热利用装置8，回收烟气所携带热量的40％。将回收的热量用于木炭等原料的干燥，以年产1万吨工业硅需要干燥1.17万吨木炭计，相当于每天节约燃煤3吨。

Claims (4)

1.一种微硅粉废热回收的方法，其特征在于，包括如下步骤：
从工业硅炉出来的平均温度为450～550℃的高温微硅粉烟气通过烟罩进入空冷器，空冷器外壁设置了套管式换热器，高压离心引风机将温度为20～40℃的集热空气以与高温烟气流向相反的方向逆流通过套管式换热器中，在此高温微硅粉烟气与套管式换热器的集热空气进行热交换，高温微硅粉烟气中的热量被集热空气吸收后温度下降到150～260℃，烟气进入布袋除尘器，吸收热量后的集热空气进入下段余热利用工艺，总热量回收率为30％～60％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的套管式换热器外壁包有保温材料，所述保温材料为岩棉板或玻璃棉板。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高压离心引风机的风量为10万～11万m3/h，风压为10000～14000Pa。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的余热利用工艺是将回收热量的集热空气通过管道，在引风机的作用下导入原料干燥工作室，在此利用热量对木炭或木块原料进行加热和除水。
CN201010188877XA 2010-06-02 2010-06-02 一种微硅粉废热回收的方法 Expired - Fee Related CN101839492B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010188877XA CN101839492B (zh) 2010-06-02 2010-06-02 一种微硅粉废热回收的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201010188877XA CN101839492B (zh) 2010-06-02 2010-06-02 一种微硅粉废热回收的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101839492A true CN101839492A (zh) 2010-09-22
CN101839492B CN101839492B (zh) 2011-12-14

Family

ID=42743038

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010188877XA Expired - Fee Related CN101839492B (zh) 2010-06-02 2010-06-02 一种微硅粉废热回收的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101839492B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105396453A (zh) * 2015-12-21 2016-03-16 天津欧盼科技开发有限公司 一种防止环境污染的脱硫设备
CN106679461A (zh) * 2016-12-09 2017-05-17 广西北海浩邦新能源科技有限公司 一种用于干馏气热回收的管道

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10267249A (ja) * 1997-03-27 1998-10-09 Chugai Ro Co Ltd 有機シリコン含有排ガスの燃焼脱臭方法
CN101269813A (zh) * 2008-04-15 2008-09-24 北京民海艳科技有限公司 微硅粉提纯回收新工艺
JP2009019786A (ja) * 2007-07-10 2009-01-29 Kobe Steel Ltd 回転炉床式還元炉の排ガス処理装置および方法
CN201240854Y (zh) * 2008-04-24 2009-05-20 李垠平 微硅粉在线提纯装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10267249A (ja) * 1997-03-27 1998-10-09 Chugai Ro Co Ltd 有機シリコン含有排ガスの燃焼脱臭方法
JP2009019786A (ja) * 2007-07-10 2009-01-29 Kobe Steel Ltd 回転炉床式還元炉の排ガス処理装置および方法
CN101269813A (zh) * 2008-04-15 2008-09-24 北京民海艳科技有限公司 微硅粉提纯回收新工艺
CN201240854Y (zh) * 2008-04-24 2009-05-20 李垠平 微硅粉在线提纯装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《环境工程》 20050228 刘圣 12500KVA硅铁电炉除尘及投资效益 第23卷, 第1期 2 *
《铁合金》 20050630 黄海霞 工业硅电炉烟气除尘系统设计 文章第2节，第3节第2-3段，第7节、图1 , 第3期 2 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105396453A (zh) * 2015-12-21 2016-03-16 天津欧盼科技开发有限公司 一种防止环境污染的脱硫设备
CN106679461A (zh) * 2016-12-09 2017-05-17 广西北海浩邦新能源科技有限公司 一种用于干馏气热回收的管道

Also Published As

Publication number Publication date
CN101839492B (zh) 2011-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104229855B (zh) 利用发电锅炉或烧结机烟气在线加热氧化脱硫灰的工艺
CN101846459A (zh) 一种加热炉烟气余热的回收利用方法及加热炉系统
CN106152233A (zh) 一种基于储热的多功能蒸汽/热风供热方法和装置
CN100513962C (zh) 电弧炉内排烟气降温余热利用回收系统及其回收方法
CN207247926U (zh) 一种纯氧管式加热炉
CN104101225B (zh) 用于提高电石炉尾气综合利用率的系统和方法
CN106090864A (zh) 一种生物质蒸汽锅炉系统
CN102261852B (zh) 一种石灰窑余热回收装置的结构
CN105651069A (zh) 一种节能环保高效烘干系统
CN101839492B (zh) 一种微硅粉废热回收的方法
CN102012057B (zh) 高效节能环保气液两相有机热载体锅炉供热装置
CN205746866U (zh) 一种地窑式垃圾气化燃烧发电装置
CN201983281U (zh) 卧式燃煤锅炉节能型排烟烟道
CN205352097U (zh) 一种加热炉
CN204007178U (zh) 热处理炉烟气余热利用装置
CN203768193U (zh) 一种玻璃化污泥处置系统
CN102635939A (zh) 双层导热的立式燃煤热风炉
CN105444535A (zh) 一种烘房
CN101625112B (zh) 浮法玻璃熔窑二次余热配合料加热系统
CN201385389Y (zh) 天然橡胶蒸汽烘干炉
CN207816014U (zh) 一种无氧化还原炉热源回收利用系统
CN201513869U (zh) 浮法玻璃熔窑二次余热配合料加热装置
CN201662222U (zh) 气液两相有机热载体锅炉
CN206582859U (zh) 一种适用于水泥窑协同处置生活垃圾的空气预热装置
CN202166333U (zh) 一种余热回收装置的结构

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20111214

Termination date: 20120602