CN103196300A - 一种冶炼烟气的余热利用方法 - Google Patents

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Abstract

一种冶炼烟气的余热利用方法，包括如下步骤：900～1400℃的高温冶炼烟气进入中压余热锅炉，产出压力1.80～3.82Mpa、温度250～400℃的过热蒸汽，同时烟气温度降低到320～400℃；然后，进入高温精密收尘器，收集烟尘，收尘后的烟气温度为300～350℃，烟气含尘量2～10mg/Nm3；接着，烟气进入低压余热锅炉，产出压力0.35～0.90Mpa、温度139～175℃的饱和蒸汽，烟气温度降低到150～180℃；最后，烟气进入二氧化硫气体吸收岗位处理或达标排放。采用本发明收尘效率为99.98%、收尘后的烟气粉尘含量降低到2～10mg/Nm3，收尘效率比传统的布袋收尘方式提高1～2%，烟气的余热回收利用率达到70～75%。

Description

一种冶炼烟气的余热利用方法
技术领域
本发明涉及有色金属湿法冶金领域，特别是一种冶炼烟气的余热利用方法。
背景技术
在有色金属如铜、铅、锡、镍等的火法冶炼过程中，其主干流程中的冶金炉窑如反射炉、澳斯麦特炉、艾萨炉、烟化炉、转炉等，会产出高温冶炼烟气，这些冶炼烟气温度高、体积大，携带大量的余热。对这些余热进行回收和利用，能够降低企业的能源消耗，减少生产成本，增加经济效益。
冶炼烟气的余热利用主要有两种方法，一是利用余热锅炉生产蒸汽，另一个是利用热交换器生产热风。由于利用热交换器生产热风时，传热系数小，热风的热容小，导致热量回收效率低，产出的热风输送困难，热风用途小，回收成本高，使用该方法的企业很少。相反，利用余热锅炉生产蒸汽，传热系数大，蒸汽热容大，热量回收效率高，产出的蒸汽输送简便，蒸汽的用途广泛，该方法成为众多有色金属冶炼企业回收余热的方法。
目前，有色金属冶炼企业采用余热锅炉生产蒸汽时，只回收高温段的烟气余热，产出压力1.80～3.82Mpa、温度250～400℃的过热蒸汽，高温段的烟气余热回收利用率通常为50～60%，产出的过热蒸汽通常先用于发电，发电后的低压蒸汽作为溶液的加热热源或溶液的蒸发热源使用。
由于有色金属冶炼烟气粉尘含量高、粉尘粘结力强，且烟气含有腐蚀性成份，在较低温度下，容易粘结锅炉的热管管件，导致传热系数小，设备效率低，投入资金大，余热回收的经济效益效益不明显，因此，低温段的余热没有实现回收，造成能源资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种冶炼烟气的余热利用方法，该方法根据冶炼烟气的特点，优先回收高温段的烟气余热，再采用高温精确收尘设施进行收尘，最后回收低温段的烟气余热。
由于采用高温精确收尘设施收集烟尘，收尘效率比传统的布袋收尘方式提高1～2%，也为回收低温段的烟气余热创造条件；由于对低温段的烟气进行余热回收生产低压饱和蒸气，因此烟气的余热总利用率达到70～75%，比传统只回收高温段的烟气余热利用率的50～60%，提高15～20%。
本发明通过以下技术方案实现上述目的：一种冶炼烟气的余热利用方法，包括如下步骤：
（1）、产中压过热蒸汽：900～1400℃的高温冶炼烟气进入中压余热锅炉，产出压力1.80～3.82Mpa、温度250～400℃的过热蒸汽，同时烟气温度降低到320～400℃；
（2）、高温精密收尘：温度320～400℃的烟气进入高温精密收尘器，收集烟尘，收尘后的烟气温度为300～350℃，烟气含尘量2～10mg/Nm3；
（3）、产低压饱和蒸汽：温度为300～350℃的烟气进入低压余热锅炉，产出压力0.35～0.90Mpa、温度139～175℃的饱和蒸汽，烟气温度降低到150～180℃；烟气进入二氧化硫吸收岗位或达标排放。
所述的高温精密收尘器，所用的高温过滤介质包括金属化合物微孔膜材料、金属氧化物微孔膜材料，膜孔径为0.02～0.10μｍ。
本发明的突出优点在于：
采用本发明对中压余热锅炉出来的烟气进行高温精密收尘，收尘效率为99.8%、收尘后的烟气粉尘含量降低到2～10mg/Nm3，比传统的布袋收尘效率98～99%提高1～2%。由于经过高温精密收尘后的烟气，含尘量仅有2～10mg/Nm3，是很干净的烟气，因此，采用余热锅炉生产蒸汽时，可以消除烟尘对锅炉热管管件的粘结，不会降低传热系数，确保传热效果，实现低温余热能源的回收。
钛铁金属化合物微孔膜材料、钛铝金属化合物微孔膜材料、氧化铝—氧化锌陶瓷微孔膜材料，具有孔径小、孔率高、耐高温、抗腐蚀能力强的特点，孔径通常为0.02～0.10μｍ，孔率达到30～40%、工作温度达到500℃、可以抵抗较高浓度的二氧化硫气体、氯化氢气体、氟化氢气体的侵蚀。有色冶炼烟气中的粉尘粒度-0.10μｍ≥99.9%，因此，采用孔径0.02～0.10μｍ的钛铁金属化合物微孔膜材料、钛铝金属化合物微孔膜材料、氧化铝—氧化锌陶瓷微孔膜材料对烟气进行过滤收尘时，能够高效精密的回收烟气中的烟尘，使经过高温精密收尘后的烟气，达到“纯净无尘”状态，为后续的低温余热能源的回收创造良好条件。
温度较低的“纯净无尘”烟气，还有较高的热量，采用余热锅炉生产温度和压力较低的饱和蒸汽，对热量进行进一步回收，提高余热回收利用率，烟气的余热利用总效率达到70～75%，比传统只回收高温段烟气余热方法的50～60%提高了10～15%。考虑到低温段的烟气温度较低，余热锅炉的热管管件在布置时，一般与烟气流向成逆流分布。
附图说明
图1为本发明所述的冶炼烟气的余热利用方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
本实施例为本发明所述的冶炼烟气的余热利用方法的第一实例，包括如下步骤：
（1）、产中压过热蒸汽：900℃的转炉烟气以36000Nm3/h的流速，进入中压余热锅炉，产出压力1.80Mpa、温度250℃的过热蒸汽10t/h，同时烟气温度降低到320℃；
（2）、高温精密收尘：温度320℃的烟气进入膜孔径为0.02μｍ的钛铁金属化合物微孔膜材料高温精密收尘器，收集烟尘2.88t/h，收尘后的烟气温度为300℃，烟气含尘量2mg/Nm3；
（3）、产低压饱和蒸汽：温度为300℃的烟气进入低压余热锅炉，产出压力0.35Mpa、温度139℃的饱和蒸汽3.0t/h，烟气温度降低到150℃，直接达标排放。烟气的余热回收总利用率为70.2%。
实施例2
本实施例为本发明所述的冶炼烟气的余热利用方法的第二实例，包括如下步骤：
（1）、产中压过热蒸汽：1200℃的反射炉烟气以40000Nm3/h的流速，进入中压余热锅炉，产出压力2.80Mpa、温度350℃的过热蒸汽16t/h，同时烟气温度降低到350℃；
（2）、高温精密收尘：温度350℃的烟气，进入膜孔径为0.06μｍ的钛铝金属化合物微孔膜材料高温精密收尘器，收集烟尘3.59t/h，收尘后的烟气温度为320℃，烟气含尘量5mg/Nm3；
（3）、产低压饱和蒸汽：温度为320℃的烟气进入低压余热锅炉，产出压力0.60Mpa、温度159℃的饱和蒸汽3.4t/h，烟气温度降低到165℃；烟气进入二氧化硫吸收岗位处理后达标排放。烟气的余热回收总利用为72.8%
实施例3
本实施例为本发明所述的冶炼烟气的余热利用方法的第三实例，包括如下步骤：
（1）、产中压过热蒸汽：1400℃的澳斯麦特炉烟气以30000Nm3/h的流速，进入中压余热锅炉，产出压力3.82Mpa、温度400℃的过热蒸汽14t/h，同时烟气温度降低到400℃；
（2）、高温精密收尘：温度400℃的烟气，进入膜孔径为0.10μｍ的氧化铝—氧化锌陶瓷微孔膜材料高温精密收尘器，收集烟尘3.14t/h，收尘后的烟气温度为350℃，烟气含尘量10mg/Nm3；
（3）、产低压饱和蒸汽：温度为350℃的烟气进入低压余热锅炉，产出压力0.90Mpa、温度175℃的饱和蒸汽2.8t/h，烟气温度降低到180℃；烟气进入二氧化硫吸收岗位处理后达标排放。烟气的余热回收总利用率为75.0%。

Claims (2)

1.一种冶炼烟气的余热利用方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
（1）、产中压过热蒸汽：900～1400℃的高温冶炼烟气进入中压余热锅炉，产出压力1.80～3.82Mpa、温度250～400℃的过热蒸汽，同时烟气温度降低到320～400℃；
（2）、高温精密收尘：温度320～400℃的烟气进入高温精密收尘器，收集烟尘，收尘后的烟气温度为300～350℃，烟气含尘量2～10mg/Nm3；
（3）、产低压饱和蒸汽：温度为300～350℃的烟气进入低压余热锅炉，产出压力0.35～0.90Mpa、温度139～175℃的饱和蒸汽，烟气温度降低到150～180℃；烟气进入二氧化硫吸收岗位或达标排放。
2.根据权利要求1所述的冶炼烟气的余热利用方法，其特征在于，所述的高温精密收尘器用的高温过滤介质包括金属化合物微孔膜材料、金属氧化物微孔膜材料，膜孔径为0.02～0.10μｍ。
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