CN101870560A - 一种电熔镁熔坨余热回收的方法 - Google Patents
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Abstract
涉及一种电熔镁熔坨破碎同时干熄法回收余热的方法，属于电熔镁冶炼领域，提供一种镁熔坨冷却过程余热回收利用的节能技术。镁熔坨冷却过程中利用干熄法回收高温镁熔坨热能，采用空气与高温镁熔坨直接逆流换热方法，获得的热循环气体通过换热器产生蒸汽，利用蒸汽发电，用于菱镁矿冶炼过程，达到节能目的，有利于降低电熔镁的能耗水平，使余热利用和提高电熔镁品质达到耦合最佳化，具有显著的经济和社会效益。
Description
技术领域
本发明属于电熔镁砂冶炼领域，涉及一种镁熔坨降温过程的节能技术，提供一种电熔镁熔坨余热利用的方法，可以使镁熔坨破碎同时余热回收利用，能量利用达到最佳化。
背景技术
近年来，由于资源消耗过度、能源危机等影响，国家对“节能减排”工作逐年高度关注。电熔镁砂是个高耗能、高污染行业。电熔镁行业的高耗能已成为制约该行业发展的瓶颈问题，降低冶炼单耗成为一项政府、企业刻不容缓的工作。我国菱镁矿熔炼技术仍停留在国际上个世纪七、八十年代甚至更低的水平，生产设备简陋，生产方式原始粗放。熔炼炉功率低、容量小、效率低、耗能高和敞开排尘，缺乏规范合理的技术标准、热工制度和操作规程；低品位菱镁矿被大量废弃，资源利用率极低。镁熔坨和烟气携带的大量热量未能回收利用，既造成了热污染，又造成大量能源浪费。由于技术、工艺、装备落后，导致能源和资源的大量消耗和浪费，并造成严重污染。电熔氧化镁行业一直在寻找低能耗，高效率、能降低用电成本的新技术、新设备，但一直没有突破。
目前，生产电熔镁砂是将菱镁矿直接投入电弧炉中熔融或将轻烧镁粉或重烧镁砂混合投入到电弧炉中熔融，一般采用1200千伏安的电弧炉冶炼生产电熔镁砂时，每生产1吨电熔镁砂耗电3700～3800kW h，消耗电极65kg，熔炼后的镁熔坨重量可达10吨以上，通常需要在空气中自然冷却7天，镁熔坨显热没有得到任何有效的回收利用，造成能量的损失和浪费。镁熔坨中心温度2800℃左右，表面温度超过600℃，是可利用的优质余热资源。目前，这些余热并没有得到利用，具有较大的节能潜力。对镁熔坨余热余能进行回收利用是菱镁矿冶炼工艺的发展方向，也是节能的潜力所在。如何解决菱镁矿熔炼镁熔坨中高温余能(显热、潜热等)的回收利用是一个世界性的技术难题。
因此，镁熔坨余热的有效回收及资源化利用对于菱镁矿熔炼工艺的全局结构优化具有重大意义，有利于实现菱镁矿熔炼工艺的节能减排的健康发展，对我国经济与环境可持续发展具有重大战略意义。
目前，我国尚没有针对镁熔坨余热回收利用的具体工艺技术，还处于理论研究阶段，为了解决经过矿热电炉高温熔炼后的镁熔坨冷却过程中余热大量损失、资源严重浪费、造成能耗增加等问题，本发明提供一种镁熔坨余热回收的方法，主要着眼于镁熔坨冷却过程中利用干熄法回收高温镁熔坨热能，采用空气与高温镁熔坨直接逆流换热方法，获得的热循环气体通过换热器产生蒸汽，利用蒸汽发电，用于菱镁矿冶炼过程，达到节能目的，有利于降低电熔镁的能耗水平，余热利用和提高电熔镁品质达到耦合最佳化，具有显著的经济和社会效益。
发明内容
本发明提供了一种电熔镁熔坨(中心温度达2800℃)余热回收同时破碎的方法，加速了高温镁熔坨的冷却，将高温镁熔坨损失的高温余能回收利用，提高了电熔镁的生产率，有效降低了电熔镁能耗，使余热利用和提高电熔镁品质达到耦合最佳化。
本发明镁熔坨破碎与干熄换热耦合，其基本原理为高温低温空气进入干熄破碎炉内与高温镁熔坨逆向换热，换热冷却同时镁熔坨进行破碎，使得换热更充分，变成高温热载体，高温热载体再将热量传给作为热交换设备的锅炉，使进入锅炉的纯水吸收热量转化为蒸汽，锅炉产生的蒸汽或并入厂内蒸汽管网或送去发电。高温热载体也可直接烘干原料。
本发明由干熄破碎对流换热系统，蒸汽产生系统，蒸汽发电系统，以及原料烘干系统组成，使高温镁熔坨的高温显热得到回收利用，减少了电熔镁冶炼过程的能量损失，实现菱镁矿熔炼余热综合利用节能的新途径。
对于6～15t的高温镁熔坨余热回收工艺，采用干熄破碎装置进行余热回收，空气流量为80000～400000m3/h；破碎后电熔镁粒度控制在20～100mm。排出电熔镁温度为100～300℃。
本发明的优点在于：节能能源，可回收高温镁熔坨70～90％的显热，用这些能量可产生蒸汽，驱动汽轮发电机发电；镁熔坨破碎与换热耦合；提高换热效率，减少产品后续加工能耗，达到能量的最佳利用；优化镁熔坨结晶过程，提高电熔镁品质。
根据该专利可以建立一套高温镁熔坨干熄热转电的装置，实现高温镁熔坨余热强化换热和发电技术。这套装置可以进行菱镁矿熔炼余能自循环综合利用，实现菱镁矿熔炼镁熔坨的余热回收，单耗指标降低150～350kWh，综合节电率达到5～20％。
附图说明
图1为本发明的电熔镁熔坨余热回收工艺流程图。
本专利包括高温镁熔坨1、高温镁熔坨输送车2、升降机3、干熄破碎装置4、输送带5、风机6、纯水7、换热器8、蒸汽9、发电厂10、换热器11、预料余热系统12。
主要工艺流程是高温镁熔坨1经由高温镁熔坨输送车2运至余热回收系统，由升降机3将高温镁熔坨送至干熄破碎装置4中，由风机5鼓入空气，空气与高温镁熔坨1在破碎过程中与空气进行逆流换热，获得的热循环气体通过换热器8产生蒸汽9，利用蒸汽9发电厂10发电，然后再经换热管11后进入原料余热系统12进行原料烘干，干熄破碎后回收的余热也可直接进入原料烘干系统12进行原料烘干，使高温镁熔坨余热得到有效利用，降低电熔镁砂的能耗水平。
具体实施方式
1.对10t的高温镁熔坨余热回收工艺，采用干熄破碎装置进行余热回收，空气流量为180000～230000m3/h；破碎后电熔镁粒度控制在20～200mm。排出电熔镁温度为100～300℃。
2.对12t的高温镁熔坨余热回收工艺，采用干熄破碎装置进行余热回收，空气流量为200000～250000m3/h；破碎后电熔镁粒度控制在20～200mm。排出电熔镁温度为100～300℃。
Claims (3)
1.一种电熔镁熔坨破碎同时于熄法回收余热的方法，其特征是冶炼生成的高温镁熔坨进入干熄破碎装置，加速了高温镁熔坨的冷却，获得的热循环气体通过换热器产生蒸汽，利用蒸汽发电，用于菱镁矿冶炼过程，达到节能目的，有利于降低电熔镁的能耗水平，使余热利用和提高电熔镁品质达到耦合最佳化。
2.按照权利要求1所述的方法，电熔镁熔坨破碎同时干熄法回收余热，在干熄破碎装置内，空气与高温镁熔坨直接逆流换热，气体流量为9000～300000m3/h，排出电熔镁温度为100～300℃。
3.按照权利要求1所述的方法，进入干熄破碎装置的高温镁熔坨，镁熔坨破碎同时与空气直接逆流换热，破碎后电熔镁粒度控制在20～200mm。
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