CN102706118B - 一种用余热回收进行硫酸铵气流干燥的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用余热回收进行硫酸铵气流干燥的系统及方法，所述系统包括利用烟道气余热作为干燥热源的气流干燥器，所述气流干燥器下部设有水平布置的加料器，气流干燥器下端通过风道连接有鼓风机，气流干燥器通过倒U型回管连接有旋风分离器，旋风分离器下端设有出料旋转阀；所述旋风分离器顶端通过风道与布袋分离器相连接，布袋分离器一侧设有引风机。本发明的有益效果为：简化了生产装置的结构，制造成本大幅度降低，摒弃了传统的蒸汽动力消耗、水洗等除尘方式，改善了操作的环境，并避免了水资源的浪费；取消了流化床和冷凝设备，进一步的降低了生产时的电力消耗，且效率大幅度提升，实用性和可靠性都进一步增强。

Description

一种用余热回收进行硫酸铵气流干燥的系统及方法

技术领域

本发明涉及冶金焦化技术领域，尤其涉及一种用余热回收进行硫酸铵气流干燥的系统及方法。

背景技术

硫酸吸氨法回收氨是焦炉煤气回收氨的一种方法，它以硫酸为吸收液，回收煤气中的氨，同时制成硫酸铵。目前通用的方法为用饱和器法回收焦炉煤气中的氨，制成硫酸铵。煤气在煤气预热器中预热导55-65℃进入饱和器，在饱和器中煤气中的氨被硫酸母液中和吸收，生成硫酸铵结晶，煤气经除去夹带的酸雾后排出，此时的煤气含氨量小于0.1g/cm³。沉在饱和器底部的结晶随同母液一起被结晶泵送入结晶槽，再由结晶槽底部自流入离心机，经离心机分离硫酸铵结晶用螺旋输送机送入气流干燥器，用热空气干燥后成为硫酸铵成品。送入硫酸铵贮斗。经称量、包装送入成品库。

而现有的硫胺干燥是采用以蒸汽为动力的流化床干燥工艺，包括单层圆筒式流化床干燥器、旋风及湿法两级除尘、鼓风机和引风机一推一拉式动力系统。该系统存在以下缺点：

1）采用蒸汽与空气间接换热的方式，使得干燥热风的加热消耗蒸汽量大；

2）使用流化床干燥器，致使流化床的气体分布板阻力大，能耗高，且旋风及湿法两级除尘、鼓风机、引风机一推一拉式动力系统，系统输送能耗较大，电耗高；

3）使用湿法除尘 ，产品收率低，生产效率低，且水资源消耗量大。

发明内容

本发明的一种目的是提供一种用余热回收进行硫酸铵气流干燥的系统，以克服现有技术存在的以上不足。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种用余热回收进行硫酸铵气流干燥的系统，包括气流干燥器，所述气流干燥器下部设有水平布置的加料器，气流干燥器下端通过风道连接有鼓风机，气流干燥器顶部设有倒U型回管；所述气流干燥器包括若干段焊接为一体结构的直管，且上段直管与下段直管的直径相同，所述上段直管和下段直管的直径大于中间段直管的直径。

进一步地，气流干燥器通过倒U型回管连接有旋风分离器，旋风分离器下端设有出料旋转阀，所述旋风分离器顶端通过风道与布袋分离器相连接，布袋分离器一侧设有引风机。可选择的，气流干燥器通过倒U型回管连接有复合多管布袋除尘器或两级多管串联除尘器。

本发明的另一种目的在于提供一种用余热回收进行硫酸铵气流干燥的方法，其包括以下步骤：

1）将来自管式加热炉的烟道气（约300～400℃）或焦炉烟道气（260~300℃）通过换热利用后降温，或将其使用气体混合换热器与一定量的空气混合换热降温，至混合气体温度为140～150℃后备用；

2）通过加料器向气流干燥器中加入湿硫酸铵，并将降温后的混合气体通过鼓风机送入气流干燥器中，使得混合气体与湿硫酸铵在气流干燥器中充分换热，热气体将热量传递给硫酸铵，使湿硫酸铵中水分气化进入的气流中，完成湿硫酸铵的干燥过程；

3）经过气流干燥器干燥后的硫酸铵通过旋风分离器与气体分离，并通过出料旋转阀排出，气体以及残余硫酸铵进入通气管道；以及

4）气体和残余硫酸铵通过通气管道进入布袋分离器进行进一步分离，分离后的硫酸铵通过布袋分离器底部开口排出，残余气体则在引风机的作用下抽出以进一步利用。

可选择的，所述旋风分离器和布袋分离器可以更换为复合多管布袋除尘器或两级多管串联除尘器。

本发明的有益效果为：利用烟道气余热作为干燥热源，解决蒸汽作为能源，蒸汽能耗大的问题；利用气流干燥器替代现有的流化床，解决系统阻力大，流化床功耗高，电耗大问题；用布袋除尘方式解决原工艺生产效率低，水洗除尘方式（两天换一次水，水回配母液）产品收率低，除尘水耗费水资源问题；简化了生产装置的结构，制造成本大幅度降低，摒弃了传统的蒸汽、水洗等除尘方式，改善了操作的环境，并避免了水资源的浪费；取消了流化床和冷凝设备，进一步的降低了生产时的电力消耗，且效率大幅度提升，实用性和可靠性都进一步增强。

附图说明

下面根据附图对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明的实施例的一种用余热回收进行硫酸铵气流干燥的系统的结构示意图；

图2为本发明的实施例的一种用余热回收进行硫酸铵气流干燥的系统的复合多管布袋除尘器的结构示意图；

图3为本发明的实施例的一种用余热回收进行硫酸铵气流干燥的系统的两级多管串联除尘器的结构示意图。

图中：

1、鼓风机；2、加料器；3、气流干燥器；4、旋风分离器；5、出料旋转阀；6、布袋分离器；7、引风机。

具体实施方式

如图1-3所示，本发明实施例所述的一种用余热回收进行硫酸铵气流干燥的系统，包括气流干燥器3，所述气流干燥器3下部设有水平布置的加料器2，气流干燥器3下端通过风道连接有鼓风机1，气流干燥器3顶部设有倒U型回管，气流干燥器3通过倒U型回管连接有旋风分离器4，旋风分离器4下端设有出料旋转阀5；所述旋风分离器4顶端通过风道与布袋分离器6相连接，布袋分离器6一侧设有引风机7；或者气流干燥器3通过倒U型回管连接有复合多管布袋除尘器或两级多管串联除尘器。

所述气流干燥器3包括若干段焊接为一体结构的直管，且上段直管与下段直管的直径相同，所述上段直管和下段直管的直径大于中间段直管的直径。采用反复变直径的结构，可以充分发挥加速段具有高的传热传质作用，以强化干燥过程。加入的物料粒子进入管径小的干燥器直管内，粒子得到加速，当其加速运动终了时，干燥管径突然扩大，粒子依惯性进入管径大的干燥器直管，粒子在运动过程中，由于受到阻力而不断减速，直至减速终了时干燥器直管又突然缩小，这样粒子又被加速，如此重复交替地使管径缩小和扩大，则粒子的运动速度也交替地加速和减速，使烟气和粒子间的相对速度和传热面积均较大，从而强化了传热传质的速率。同时，在大管径内气流速度下降也相应增加了干燥时间。

倒U型回管同样可以起到改变气流方向，增加搅动强度增加干燥时间的作用，最后得到干燥的物料与气流一同从物料出口管流出干燥器进入接下来的处理流程，以完成剩余的干燥分离过程。

气流干燥器上段较大的管径及倒U型回管顶部用于清除集料的手孔有利于减小干燥气流对设备顶部的冲击压力，提高系统的稳定性及设备寿命。

本发明实施例所述的一种用余热回收进行硫酸铵气流干燥的方法，其包括以下步骤：

1）将来自管式加热炉的烟道气（约300～400℃）或焦炉烟道气（260~300℃）通过换热利用后降温，或将其使用气体混合换热器与一定量的空气混合换热降温，至混合气体温度为140～150℃后备用；

2）通过加料器2向气流干燥器3中加入湿硫酸铵，并将降温后的混合气体通过鼓风机1送入气流干燥器3中，使得混合气体与湿硫酸铵在气流干燥器3中充分反应；

3）经过气流干燥器3干燥后的硫酸铵通过旋风分离器4与气体分离，并通过出料旋转阀5排出，气体以及残余硫酸铵进入通气管道；以及

4）气体和残余硫酸铵通过通气管道进入布袋分离器6进行进一步分离，分离后的硫酸铵通过布袋分离器6底部开口排出，残余气体则在引风机7的作用下抽出以进一步利用。

本发明与现有技术蒸汽间接加热，流化床干燥，硫酸铵与气体湿法分离的工艺相比具有以下优点：不用蒸汽，降低动力成本，新工艺每处理一吨硫酸铵节约蒸汽0.15吨；有效利用烟道气余热、余能，降低工序能耗，节能85%以上；改善操作环境，消除了蒸汽输送、使用过程中的损耗，蒸汽冷凝废水产生和排放；简化硫酸铵干燥系统设备，取消了流化床；采用气流干燥器后，系统的阻力会减小，风机的功率降低，电功率消耗降低40%；产品收率提高15%。

应用实例一

温度为300～400℃的管式炉烟道气通过换热利用后，温度降低到140～150℃。温度为140～150℃的烟道气通过鼓风机进入到气流干燥器3，与螺旋加料器2送来的湿硫酸铵直接接触，硫酸铵分散到热气流中，在随气流一同上升过程中充分换热，热气体将热量传递给硫酸铵，使硫酸铵中水分气化进入的气流中，完成硫酸铵的干燥过程。干燥后的硫酸铵经过U型连接管进入旋风分离器4在旋风分离器中与气体分离，自旋风排料阀5得到纯度约为80~85%的产品，剩余的产品经第二级布袋分离器6，与气体分离出来，自布袋排料阀回收。净化后的气体（温度大约70℃）经引风机7排空或者送往他处使用。

应用实例二

温度为260～300℃的焦炉烟道气通过气体混合换热器与空气直接混合换热，空气流量根据混合气体温度通过调节阀来调节，使混合气体温度降低到140～150℃。然后通过鼓风机1进入到气流干燥器3，与螺旋加料器2送来的湿硫酸铵直接接触，硫酸铵分散到热气流中，在随气流一同上升过程中充分换热，热气体将热量传递给硫酸铵，使硫酸铵中水分气化进入的气流中，完成硫酸铵的干燥过程。干燥后的硫酸铵经过U型连接管进入图2和图3所示的复合多管布袋除尘器或两级多管串联除尘器与气体分离，得到纯度大于99.9%的产品，净化后的气体（温度大约70℃）经引风机后排空或者送往他处使用。

虽然以上仅描述了本发明的具体实施方式范例，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更或修改均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种用余热回收进行硫酸铵气流干燥的系统，其特征在于：该系统包括利用烟道气余热作为干燥热源的气流干燥器（3），所述气流干燥器（3）下部设有水平布置的加料器（2），气流干燥器（3）下端通过风道连接有鼓风机（1），气流干燥器（3）顶部设有倒U型回管，倒U型回管顶部设有手孔；所述气流干燥器（3）包括若干段焊接为一体结构的直管，且上段直管与下段直管的直径相同，所述上段直管和下段直管的直径大于中间段直管的直径；气流干燥器（3）通过倒U型回管连接有旋风分离器（4），旋风分离器（4）下端设有出料旋转阀（5）；所述旋风分离器（4）顶端通过风道与布袋分离器（6）相连接，布袋分离器（6）一侧设有引风机（7）；或所述气流干燥器（3）通过倒U型回管连接有复合多管布袋除尘器或两级多管串联除尘器，其中，所述烟道气来自管式加热炉的300～400℃的烟道气，或260~300℃的焦炉烟道气。

2.一种用余热回收进行硫酸铵气流干燥的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

1）将来自管式加热炉的300～400℃的烟道气或260~300℃的焦炉烟道气通过换热利用后降温，或将其使用气体混合换热器与一定量的空气混合换热降温，至混合气体温度为140～150℃后备用；

2）通过加料器（2）向气流干燥器（3）中加入湿硫酸铵，并将降温后的混合气体通过鼓风机（1）送入气流干燥器（3）中，使得混合气体与湿硫酸铵在气流干燥器（3）中充分换热，热气体将热量传递给硫酸铵，使湿硫酸铵中水分气化进入的气流中，完成湿硫酸铵的干燥过程。

3.根据权利要求2所述的用余热回收进行硫酸铵气流干燥的方法，其特征在于，还包括以下步骤：

经过气流干燥器（3）干燥后的硫酸铵通过旋风分离器（4）与气体分离，并通过出料旋转阀（5）排出，气体以及残余硫酸铵进入通气管道；

所述气体和残余硫酸铵通过通气管道进入布袋分离器（6）进行进一步分离，分离后的硫酸铵通过布袋分离器（6）底部开口排出，残余气体则在引风机（7）的作用下抽出以进一步利用。

4.根据权利要求2所述的用余热回收进行硫酸铵气流干燥的方法，其特征在于：干燥后的硫酸铵经过U型连接管进入复合多管布袋除尘器或两级多管串联除尘器与气体分离。