CN104197725B - 矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用方法 - Google Patents

矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能够较为充分的对矿热炉冶炼烟气的显热和潜热进行回收利用的矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用方法，其步骤包括：1)回收矿热炉正常冶炼阶段所产生的高温煤气并将其通入高温烟气过滤装置进行过滤除尘净化，烟气过滤装置排出粉尘含量为8～10mg/Nm3以下的高温煤气；2)将高温煤气通入第一换热器，使其与来自蒸气发电机组的低温循环水发生热交换；3)将所述煤气通入燃气锅炉进行燃烧，同时将第一换热器排出的经加热的循环水通入该燃气锅炉使其受到煤气燃烧的进一步加热而形成过热蒸气；4)将所述过热蒸气输送至所述蒸气发电机组驱动发电；高温烟气过滤装置采用耐高温烧结金属多孔材料过滤元件。

Description

矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用方法
技术领域
本发明涉及一种矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用方法。
背景技术
矿热炉冶炼过程中会产生大量含尘烟气。这些烟气大部分为在矿热炉正常冶炼阶段所产生的高温煤气；还有少部分为在矿热炉烘炉阶段所产生的高焦油含量的低温烟气和在冶炼产品出炉阶段跟随冶炼产品出炉过程散发于矿热炉外部的烟气。目前对矿热炉冶炼烟气的除尘净化处理基本仅针对上述高温煤气，且处理的方法是经过一系列的降温后使用布袋除尘器进行过滤，然后再根据煤气的成分选择性的对过滤后的气体进行点火放散或储存。上述的烟气除尘净化处理措施既不能全面的对矿热炉冶炼过程中产生的烟气进行除尘净化，也不能对矿热炉冶炼烟气的显热和潜热进行充分的回收利用。另外，对于矿热炉烘炉阶段所产生烟气，由于其焦油含量高，延用布袋除尘器对其进行处理会则会迅速导致布袋被焦油等油泥性物质附着污染导致布袋堵塞；而机械除尘器(如重力除尘器)的除尘效率不高、电除尘器安装使用也不经济。可见，开发针对矿热炉烘炉阶段所产生烟气的除尘净化处理技术成为实现矿热炉冶炼烟尘的“零排放”所面临的一个技术难题。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种能够全面对矿热炉冶炼过程中产生的烟气进行除尘净化的矿热炉冶炼烟气除尘净化处理方法和矿热炉冶炼系统；本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种能够较为充分的对矿热炉冶炼烟气的显热和潜热进行回收利用的矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用方法和系统。
为解决上述第一个技术问题，本发明的矿热炉冶炼烟气除尘净化处理方法包括了以下操作：1)烘炉阶段的烟气除尘净化处理：回收矿热炉产生的烟气并将其升温至280℃以上，然后通入第一高温烟气过滤装置进行过滤除尘净化，第一高温烟气过滤装置排出粉尘含量为8～10mg/Nm3以下的气体，再对该气体进行排放或进一步的回收利用；2)正常冶炼阶段的高温煤气除尘净化回收处理：回收矿热炉产生的高温煤气并将其通入第二高温烟气过滤装置进行过滤除尘净化，第二高温烟气过滤装置排出粉尘含量为8～10mg/Nm3以下的高温煤气，然后对该高温煤气进行余热回收利用，再进行排放处理或通入煤气柜储存；3)冶炼产品出炉阶段的烟气除尘净化处理：通过烟气抽吸设施回收冶炼产品出炉过程中散发于矿热炉外部的烟气并将其通入上述第一高温烟气过滤装置进行过滤除尘净化，第一高温烟气过滤装置排出粉尘含量为8～10mg/Nm3以下的气体，再对该气体进行排放或进一步的回收利用；其中，所述的第一高温烟气过滤装置与第二高温烟气过滤装置为独立的两套设备，且均采用了耐高温烧结金属多孔材料过滤元件或耐高温烧结陶瓷多孔材料过滤元件。
上述方法采取了对烘炉阶段的烟气先进行升温，然后再通过第一高温烟气过滤装置进行过滤的技术手段，其中，由于烟气温度被温至280℃以上，位于焦油露点温度之上，因此能够有效避免第一高温烟气过滤装置中的过滤元件(采用耐高温烧结金属多孔材料过滤元件或耐高温烧结陶瓷多孔材料过滤元件，可满足高温过滤时滤材耐受要求)被焦油等油泥性物质附着污染，从而有效解决了烘炉烟气的净化处理问题；上述方法对正常冶炼阶段的高温煤气先通过第二高温烟气过滤装置进行除尘净化，再对高温煤气进行余热回收利用，同样能够防止第二高温烟气过滤装置中的过滤元件(同样采用耐高温烧结金属多孔材料过滤元件或耐高温烧结陶瓷多孔材料过滤元件，可满足高温过滤时滤材耐受要求)被煤气中的焦油等油泥性物质附着污染，且能够有效回收煤气热能；第一高温烟气过滤装置既用于烘炉烟气的除尘净化，又用于后续冶炼产品出炉烟气的除尘净化，实现设备的有效利用。本发明的上述方法能够全面的对矿热炉冶炼过程中产生的烟气进行除尘净化，可实现矿热炉冶炼烟尘的“零排放”。
为实施上述矿热炉冶炼烟气除尘净化处理方法所设计的矿热炉冶炼系统，包括矿热炉、冶炼产品出炉装载运输系统、煤气净化回收系统，所述的冶炼产品出炉装载运输系统包括冶炼产品出炉装载车，所述的煤气净化回收系统包括煤气除尘净化装置、煤气净化回收系统用风机、点火放散装置和煤气柜，所述煤气除尘净化装置的待净化煤气进口与矿热炉煤气排放口连接，煤气除尘净化装置的已净化气体排气口与煤气净化回收系统用风机吸风口连接，煤气净化回收系统用风机排风口分别通过管道和阀门与点火放散装置和煤气柜连接；该矿热炉冶炼系统还包括一附加烟气除尘净化处理系统，该附加烟气除尘净化处理系统包括第一高温烟气过滤装置以及附加烟气除尘净化处理系统用风机，所述第一高温烟气过滤装置的待净化烟气进口分别通过管道与矿热炉烟气排放口以及位于冶炼产品出炉装载车上方的集气罩的排气口连接，第一高温烟气过滤装置的已净化气体排气口与附加烟气除尘净化处理系统用风机吸风口连接，第一高温烟气过滤装置的待净化烟气进口与矿热炉烟气排放口之间的烟气输送管道上连接有烟气加热装置；所述煤气除尘净化装置则包括第二高温烟气过滤装置，所述第二高温烟气过滤装置以及所述第一高温烟气过滤装置均采用耐高温烧结金属多孔材料过滤元件或耐高温烧结陶瓷多孔材料过滤元件且能将过滤后的气体中的粉尘含量控制在8～10mg/Nm3以下，其中在第二高温烟气过滤装置与煤气净化回收系统用风机之间的气体输送管道上连接有气体余热回收利用装置。
本发明的上述技术方案中，为对烘炉烟气进行升温，可以采用电加热等多种加热方式，根据这些加热方式的不同而选择相应的烟气加热装置。本发明建议的一种较好方式是：在所述操作1)中，先将一燃烧炉产生的热气流通入第一高温烟气过滤装置中进行预热，然后将矿热炉产生的烟气并入该热气流以使烟气升温至280℃以上而进入所述第一高温烟气过滤装置进行过滤除尘净化；所述燃烧炉所使用的燃料可来自于所述煤气柜或其他燃料源。上述这种加热方式能够首先通过将热气流通入第一高温烟气过滤装置对第一高温烟气过滤装置进行预热，从而将第一高温烟气过滤装置中的过滤元件加热到一定的温度，这样当烘炉烟气与该过滤元件接触时，不会在接触面上发生剧烈的温差变化进而引起焦油等物质结露，从而更好的提升过滤元件的使用寿命；另外，将烘炉烟气并入该热气流的升温方式，还具有升温速度快、热损失小等优点。
本发明上述技术方案中可采取以下方式对所述操作2)中的高温煤气进行余热回收利用：首先，将高温煤气通入第一换热器，使其与来自蒸气发电机组的低温循环水发生热交换，第一换热器排出的煤气降温至230℃以下；然后，将第一换热器排出而进入煤气柜的煤气导出并通入燃气锅炉进行燃烧，同时将第一换热器排出的经加热的循环水通入该燃气锅炉使其受到煤气燃烧的进一步加热而形成过热蒸气；其后，将过热蒸气输送至所述蒸气发电机组驱动发电。由此，即可充分利用高温煤气的显热和潜热。所述蒸气发电机组产生的电能可用于矿热炉的运行。
本发明上述技术方案中也可采取以下方式对所述操作2)中的高温煤气进行余热回收利用：首先，将高温煤气通入第一换热器，使其与来自蒸气发电机组的低温循环水发生热交换，第一换热器排出的煤气降温至230℃以下；然后，将第一换热器排出而进入煤气柜的煤气导出并通入燃气轮机进行燃烧并驱动燃气轮机发电；再将燃气轮机产生的高温尾气导出并通入燃气轮机尾气换热器，同时将第一换热器排出的经加热的循环水通入该燃气轮机尾气换热器使其受到该高温尾气的进一步加热而形成过热蒸气；其后，将过热蒸气输送至所述蒸气发电机组驱动发电。由此，可更为充分利用高温煤气的显热和潜热。同样可将所述燃气轮机和/或蒸气发电机组产生的电能用于矿热炉的运行。
本发明上述技术方案中还可采取以下方式对操作1)中第一高温烟气过滤装置排出的已净化气体进行余热回收利用：首先，将第一高温烟气过滤装置排出的已净化气体通入第二换热器，使其与来自气源的压缩空气发生热交换；然后，将第二换热器排出的被加热的压缩空气通入第二高温烟气过滤装置中进行预热；其后，再使用压缩氮气或惰性气体置换第二高温烟气过滤装置内的压缩空气。该方式利用了第一高温烟气过滤装置所排放气体的显热并通过被加热的压缩空气对第二高温烟气过滤装置中进行预热，从而将第二高温烟气过滤装置中的过滤元件加热到一定的温度，这样当高温煤气与该过滤元件接触时，不会在接触面上发生剧烈的温差变化进而引起煤气中的焦油等物质结露，从而更好的提升过滤元件的使用寿命；使用压缩空气预热，后用氮气或惰性气体置换的方式，节约了氮气或惰性气体的使用量，节省了工艺运行成本。用氮气或惰性气体置换能够保证通入煤气时的安全性。
本发明上述技术方案中也可采取以下方式对操作1)中第一高温烟气过滤装置排出的已净化气体进行余热回收利用：首先，将第一高温烟气过滤装置排出的已净化气体通入第二换热器，使其与来自气源的压缩氮气或惰性气体发生热交换；然后，将第二换热器排出的被加热的压缩氮气或惰性气体通入第二高温烟气过滤装置中进行预热。同理，该方式利用了第一高温烟气过滤装置所排放气体的显热并通过被加热的压缩氮气或惰性气体对第二高温烟气过滤装置中进行预热，从而将第二高温烟气过滤装置中的过滤元件加热到一定的温度，这样当高温煤气与该过滤元件接触时，不会在接触面上发生剧烈的温差变化进而引起煤气中的焦油等物质结露，从而更好的提升过滤元件的使用寿命。
本发明上述技术方案中还可进一步的采取以下方式对操作3)中第一高温烟气过滤装置排出的已净化气体进行余热回收利用：首先，将第一高温烟气过滤装置排出的已净化气体通入第二换热器，使其与来自气源的压缩氮气或惰性气体发生热交换；然后，将第二换热器排出的被加热的压缩氮气或惰性气体作为过滤元件反冲清灰气体通入第二高温烟气过滤装置中对过滤元件进行反冲清灰。该方式利用了第一高温烟气过滤装置所排放气体的显热并通过被加热的压缩氮气或惰性气体对第二高温烟气过滤装置进行反冲清灰，防止第二高温烟气过滤装置内部因反冲清灰气体的进入而发生温度骤降进而引起煤气中的焦油等物质结露，从而更好的提升过滤元件的使用寿命。
通过上述对操作1)和操作3)中第一高温烟气过滤装置排出的已净化气体进行余热回收利用的方式，使之与操作2)中第二高温烟气过滤装置的运行有机结合，即将第一高温烟气过滤装置排出的已净化气体进行余热回收利用与第二高温烟气过滤装置的运行相关联，进而实现了对第二高温烟气过滤装置的预热和热气流反吹，保障了第二高温烟气过滤装置中过滤元件的使用寿命。
为解决本发明所要解决的第二个技术问题，本发明的一种矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用方法，其步骤包括：1)回收矿热炉正常冶炼阶段所产生的高温煤气并将其通入高温烟气过滤装置进行过滤除尘净化，烟气过滤装置排出粉尘含量为8～10mg/Nm3以下的高温煤气；2)将高温煤气通入第一换热器，使其与来自蒸气发电机组的低温循环水发生热交换，第一换热器排出的煤气降温至230℃以下；3)将所述煤气通入燃气锅炉进行燃烧，同时将第一换热器排出的经加热的循环水通入该燃气锅炉使其受到煤气燃烧的进一步加热而形成过热蒸气；4)将所述过热蒸气输送至所述蒸气发电机组驱动发电；所述高温烟气过滤装置采用耐高温烧结金属多孔材料过滤元件或耐高温烧结陶瓷多孔材料过滤元件。由此，即可充分利用高温煤气的显热和潜热。其中，可将所述蒸气发电机组产生的电能用于矿热炉的运行。
用于上述矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用方法的矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用系统，包括矿热炉、冶炼产品出炉装载运输系统、煤气净化回收系统，所述的冶炼产品出炉装载运输系统包括冶炼产品出炉装载车，所述的煤气净化回收系统包括煤气除尘净化装置、煤气净化回收系统用风机和煤气柜，所述煤气除尘净化装置的待净化煤气进口与矿热炉煤气排放口连接，煤气除尘净化装置的已净化气体排气口与煤气净化回收系统用风机吸风口连接，煤气净化回收系统用风机排风口通过管道和阀门与煤气柜连接；所述煤气除尘净化装置包括一高温烟气过滤装置，所述高温烟气过滤装置采用耐高温烧结金属多孔材料过滤元件或耐高温烧结陶瓷多孔材料过滤元件且能将过滤后的气体中的粉尘含量控制在8～10mg/Nm3以下；所述高温烟气过滤装置与煤气净化回收系统用风机之间的气体输送管道上连接有第一换热器，所述第一换热器连接有蒸气发电机组，所述煤气柜连接有燃气锅炉，所述高温烟气过滤装置排出的高温煤气通入第一换热器与来自蒸气发电机组的低温循环水发生热交换，第一换热器排出的煤气降温至230℃以下并进入煤气柜，煤气柜的煤气导出并通入燃气锅炉进行燃烧，同时第一换热器排出的经加热的循环水通入该燃气锅炉使其受到煤气燃烧的进一步加热而形成过热蒸气，该过热蒸气输送至所述蒸气发电机组驱动发电。
本发明的另一种矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用方法，其步骤包括：1)回收矿热炉正常冶炼阶段所产生的高温煤气并将其通入高温烟气过滤装置进行过滤除尘净化，烟气过滤装置排出粉尘含量为8～10mg/Nm3以下的高温煤气；2)将高温煤气通入第一换热器，使其与来自蒸气发电机组的低温循环水发生热交换，第一换热器排出的煤气降温至230℃以下；3)将所述煤气通入燃气轮机进行燃烧并驱动燃气轮机发电；4)将燃气轮机产生的高温尾气导出并通入燃气轮机尾气换热器，并将第一换热器排出的经加热的循环水通入该燃气轮机尾气换热器使其受到高温尾气的进一步加热形成过热蒸气；5)将所述过热蒸气输送至所述蒸气发电机组驱动发电；所述高温烟气过滤装置采用耐高温烧结金属多孔材料过滤元件或耐高温烧结陶瓷多孔材料过滤元件。由此，可更为充分利用高温煤气的显热和潜热。其中，可将所述燃气轮机和/或蒸气发电机组产生的电能用于矿热炉的运行。
用于上述另一种矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用方法的矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用系统，包括矿热炉、冶炼产品出炉装载运输系统、煤气净化回收系统，所述的冶炼产品出炉装载运输系统包括冶炼产品出炉装载车，所述的煤气净化回收系统包括煤气除尘净化装置、煤气净化回收系统用风机和煤气柜，所述煤气除尘净化装置的待净化煤气进口与矿热炉煤气排放口连接，煤气除尘净化装置的已净化气体排气口与煤气净化回收系统用风机吸风口连接，煤气净化回收系统用风机排风口通过管道和阀门与煤气柜连接；所述煤气除尘净化装置包括一高温烟气过滤装置，所述高温烟气过滤装置采用耐高温烧结金属多孔材料过滤元件或耐高温烧结陶瓷多孔材料过滤元件且能将过滤后的气体中的粉尘含量控制在8～10mg/Nm3以下；所述高温烟气过滤装置与煤气净化回收系统用风机之间的气体输送管道上连接有第一换热器，所述第一换热器连接有蒸气发电机组，所述煤气柜连接有燃气轮机，蒸气发电机组与燃气轮机之间连接燃气轮机尾气换热器，所述高温烟气过滤装置排出的高温煤气通入第一换热器与来自蒸气发电机组的低温循环水发生热交换，第一换热器排出的煤气降温至230℃以下并进入煤气柜，煤气柜的煤气导出并通入燃气轮机进行燃烧并驱动燃气轮机发电，燃气轮机产生的高温尾气导出并通入燃气轮机尾气换热器，同时第一换热器排出的经加热的循环水通入该燃气轮机尾气换热器使其受到该高温尾气的进一步加热而形成过热蒸气，该过热蒸气输送至所述蒸气发电机组驱动发电。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明矿热炉冶炼系统的一种具体实施方式的构成示意图。
图2为上述矿热炉冶炼系统中的一种烟气显热和潜热综合利用工艺原理示意图。
图3为上述矿热炉冶炼系统中另一种烟气显热和潜热综合利用工艺原理示意图。
图4为上述矿热炉冶炼系统中又一种烟气显热和潜热综合利用工艺原理示意图。
具体实施方式
如图1所示，矿热炉冶炼系统包括矿热炉110、冶炼产品出炉装载运输系统、煤气净化回收系统、附加烟气除尘净化处理系统以及燃烧炉600，其中，冶炼产品出炉装载运输系统包括冶炼产品出炉装载车120；煤气净化回收系统包括煤气除尘净化装置、煤气净化回收系统用风机440、点火放散装置450和煤气柜460，所述煤气除尘净化装置的待净化煤气进口与矿热炉110煤气排放口连接，煤气除尘净化装置的已净化气体排气口与煤气净化回收系统用风机440吸风口连接，煤气净化回收系统用风机440排风口分别通过管道和阀门与点火放散装置450和煤气柜460连接；附加烟气除尘净化处理系统包括第一高温烟气过滤装置310以及附加烟气除尘净化处理系统用风机320，第一高温烟气过滤装置310的待净化烟气进口分别通过管道与矿热炉110烟气排放口以及位于冶炼产品出炉装载车120上方的集气罩330的排气口连接，第一高温烟气过滤装置310的已净化气体排气口与附加烟气除尘净化处理系统用风机320吸风口连接；上述的煤气除尘净化装置具体包括前后连接的重力除尘器410和第二高温烟气过滤装置420；所述第二高温烟气过滤装置420以及所述第一高温烟气过滤装置310均采用耐高温烧结金属多孔材料过滤元件或耐高温烧结陶瓷多孔材料过滤元件且其过滤精度能将过滤后的气体中的粉尘含量控制在5mg/Nm3以下；在第二高温烟气过滤装置420与煤气净化回收系统用风机440之间的气体输送管道上连接有气体余热回收利用装置500；燃烧炉600的进气口通过管道与煤气柜460连接，燃烧炉600的热气流排放口通过管道连接在第一高温烟气过滤装置310的待净化烟气进口与矿热炉110烟气排放口之间的输气管道上。
基于上述矿热炉冶炼系统的矿热炉冶炼烟气除尘净化处理方法包括以下操作：1)烘炉阶段的烟气除尘净化处理：先启动燃烧炉600，将燃烧炉600燃烧产生的热气流通入第一高温烟气过滤装置310中进行预热(燃烧炉600的燃料来自于所述煤气柜460，初始阶段可先在煤气柜460中储存一定量煤气)，然后将矿热炉110产生的烟气210(主要为木材、焦炭等在烘炉期间产生的高焦油含量的低温烟气)并入该热气流以使烟气至少升温至280℃以上而进入所述第一高温烟气过滤装置310进行过滤除尘净化，第一高温烟气过滤装置排出粉尘含量为5mg/Nm3以下的气体，再对该气体进行排放或进一步的回收利用；2)正常冶炼阶段的高温煤气除尘净化回收处理：回收矿热炉产生的高温煤气220并将其通入煤气除尘净化装置，高温煤气先进入重力除尘器410进行初步除尘，然后再进入第二高温烟气过滤装置进行过滤除尘净化，第二高温烟气过滤装置排出粉尘含量为5mg/Nm3以下的高温煤气，再通过气体余热回收利用装置500对该高温煤气进行余热回收利用，然后根据煤气成分选择通过过点火放散装置450进行排放处理或通入煤气柜460储存，重力除尘器410和第二高温烟气过滤装置收下的粉尘进入灰罐430；3)冶炼产品出炉阶段的烟气除尘净化处理：通过集气罩330回收冶炼产品出炉过程中散发于矿热炉外部的烟气230(高温烟气)并将其通入上述第一高温烟气过滤装置进行过滤除尘净化，第一高温烟气过滤装置排出粉尘含量为5mg/Nm3以下的气体，再对该气体进行排放或进一步的回收利用，此时第一高温烟气过滤装置收下的粉尘为有价粉尘，可回收利用。
实施例1
一种冶炼铝硅合金用的矿热炉冶炼系统，采用上述图1所示的系统构成和工艺流程。其中，第一高温烟气过滤装置310、第二高温烟气过滤装置420均采用耐高温烧结铁铝金属间化合物多孔材料过滤元件；如图2所示，气体余热回收利用装置500包括连接在第二高温烟气过滤装置420与煤气净化回收系统用风机440之间的气体输送管道上的第一换热器510，所述第一换热器510连接有蒸气发电机组530，煤气柜460连接有燃气锅炉520，第二高温烟气过滤装置420排出的高温煤气220通入第一换热器510与来自蒸气发电机组530的低温循环水发生热交换，第一换热器510排出的煤气降温至230℃以下并进入煤气柜460，煤气柜460的煤气导出并通入燃气锅炉520进行燃烧，同时第一换热器510排出的经加热的循环水通入该燃气锅炉520使其受到煤气燃烧的进一步加热而形成过热蒸气，该过热蒸气输送至所述蒸气发电机组530驱动发电。上述矿热炉冶炼系统运行时，在烘炉阶段，矿热炉110产生的烟气并入燃烧炉600提供的热气流后以350℃左右进入所述第一高温烟气过滤装置310进行过滤除尘净化，第一高温烟气过滤装置排出粉尘含量为4.2mg/Nm3左右的气体，再对该气体进行余热回收利用，最后排放；在正常冶炼阶段，矿热炉110产生的高温煤气220依次通过重力除尘器410和第二高温烟气过滤装置420后，粉尘含量降为4.5mg/Nm3左右，该高温煤气220以475℃左右的温度进入第一换热器510，第一换热器510的煤气出口温度为200℃左右，煤气成分为(标态体积百分比，干态)：CO：61.5％，CO2：23.5％，H2：2％，N2：7.5％，Mt：5％)，然后通入煤气柜460，煤气柜460的煤气导出并通入燃气锅炉520进行燃烧，同时第一换热器510排出的经加热的循环水710通入该燃气锅炉520使其受到煤气燃烧的进一步加热而形成过热蒸气(过热蒸气的压力6.3MPa，温度485℃)，该过热蒸气输送至所述蒸气发电机组530驱动发电，蒸气发电机组530产生的电流720经开关站540输送至矿热炉110；在冶炼产品出炉阶段，通过集气罩330回收铝硅合金出炉过程中散发于矿热炉110外部的烟气230并将其通入上述第一高温烟气过滤装置310进行过滤除尘净化，第一高温烟气过滤装置310排出粉尘含量为4.5mg/Nm3以下的气体，再对该气体进行余热回收利用后排放。
实施例2
如图3所示，在实施例2的基础上，气体余热回收利用装置500改为：煤气柜460连接有燃气轮机550，蒸气发电机组530与燃气轮机550之间连接燃气轮机尾气换热器560，所述第二高温烟气过滤装置420排出的高温煤气220通入第一换热器510与来自蒸气发电机组530的低温循环水发生热交换，第一换热器510排出的煤气降温至230℃以下并进入煤气柜460，煤气柜460的煤气导出并通入燃气轮机550进行燃烧并驱动燃气轮机550发电，燃气轮机550产生的高温尾气导出并通入燃气轮机尾气换热器560，同时第一换热器510排出的经加热的循环水710通入该燃气轮机尾气换热器560使其受到该高温尾气的进一步加热而形成过热蒸气，该过热蒸气输送至所述蒸气发电机组530驱动发电。上述矿热炉冶炼系统运行时，在正常冶炼阶段，矿热炉110产生的高温煤气220依次通过重力除尘器410和第二高温烟气过滤装置420后，以475℃左右的温度进入第一换热器510，第一换热器510的煤气出口温度为200℃左右，然后通入煤气柜460，煤气柜460的煤气导出并通入燃气轮机550进行燃烧并驱动燃气轮机550发电，燃气轮机550产生的高温尾气导出并通入燃气轮机尾气换热器560，同时第一换热器510排出的经加热的循环水710通入该燃气轮机尾气换热器560使其受到该高温尾气的进一步加热而形成过热蒸气，该过热蒸气输送至所述蒸气发电机组530驱动发电，蒸气发电机组530产生的电流720以及燃气轮机550产生的电流720均通过开关站540输送至矿热炉110。
实施例3
如图4所示，在实施例2的基础上，在矿热炉110的烘炉阶段采取以下方式对第一高温烟气过滤装置310排出的已净化气体进行余热回收利用：将第一高温烟气过滤装置310排出的已净化气体(出口温度为320℃左右)通入第二换热器810，使其与来自气源421的压缩氮气发生热交换，然后将第二换热器810排出的被加热的压缩氮气412a通入第二高温烟气过滤装置420中进行预热；在矿热炉110的冶炼产品出炉阶段采取以下方式对第一高温烟气过滤装置310的已净化气体进行余热回收利用：将第一高温烟气过滤装置310排出的已净化气体(出口温度为320℃左右)通入第二换热器810，使其与来自气源421的压缩氮气412a发生热交换，然后将第二换热器810排出的被加热的压缩氮气作为过滤元件反冲清灰气体通入第二高温烟气过滤装置420中对过滤元件进行反冲清灰。矿热炉110工作时序上，烘炉阶段先于矿热炉的正常冶炼阶段，冶炼产品出炉阶段与矿热炉的正常冶炼阶段同时进行，因此，上述方式刚好能适时的利用烘炉阶段、冶炼产品出炉阶段第一高温烟气过滤装置310排出的已净化气体的显热实现对第二高温烟气过滤装置420的预热和反吹。

Claims (10)

1.矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用方法，其步骤包括：1)回收矿热炉正常冶炼阶段所产生的高温煤气并将其通入高温烟气过滤装置进行过滤除尘净化，烟气过滤装置排出粉尘含量为8～10mg/Nm3以下的高温煤气；2)将高温煤气通入第一换热器，使其与来自蒸气发电机组的低温循环水发生热交换，第一换热器排出的煤气降温至230℃以下；3)将所述煤气通入燃气锅炉进行燃烧，同时将第一换热器排出的经加热的循环水通入该燃气锅炉使其受到煤气燃烧的进一步加热而形成过热蒸气；4)将所述过热蒸气输送至所述蒸气发电机组驱动发电；所述高温烟气过滤装置采用耐高温烧结金属多孔材料过滤元件或耐高温烧结陶瓷多孔材料过滤元件；上述方法使用了矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用系统，该系统包括矿热炉(110)、冶炼产品出炉装载运输系统、煤气净化回收系统，所述的冶炼产品出炉装载运输系统包括冶炼产品出炉装载车(120)，所述的煤气净化回收系统包括煤气除尘净化装置、煤气净化回收系统用风机(440)和煤气柜(460)，所述煤气除尘净化装置的待净化煤气进口与矿热炉(110)煤气排放口连接，煤气除尘净化装置的已净化气体排气口与煤气净化回收系统用风机(440)吸风口连接，煤气净化回收系统用风机(440)排风口通过管道和阀门与煤气柜(460)连接，所述煤气除尘净化装置包括一高温烟气过滤装置，所述高温烟气过滤装置采用耐高温烧结金属多孔材料过滤元件或耐高温烧结陶瓷多孔材料过滤元件且能将过滤后的气体中的粉尘含量控制在8～10mg/Nm3以下；所述高温烟气过滤装置与煤气净化回收系统用风机(440)之间的气体输送管道上连接有第一换热器(510)，所述第一换热器(510)连接有蒸气发电机组(530)，所述煤气柜(460)连接有燃气锅炉(520)，所述高温烟气过滤装置排出的高温煤气通入第一换热器(510)与来自蒸气发电机组(530)的低温循环水发生热交换，第一换热器(510)排出的煤气降温至230℃以下并进入煤气柜(460)，煤气柜(460)的煤气导出并通入燃气锅炉(520)进行燃烧，同时第一换热器(510)排出的经加热的循环水通入该燃气锅炉(520)使其受到煤气燃烧的进一步加热而形成过热蒸气，该过热蒸气输送至所述蒸气发电机组(530)驱动发电。
2.如权利要求1所述的矿热炉冶炼烟气除尘净化及其显热和潜热的综合利用方法，其特征在于：将所述蒸气发电机组产生的电能用于矿热炉的运行。
3.矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用系统，包括矿热炉(110)、冶炼产品出炉装载运输系统、煤气净化回收系统，所述的冶炼产品出炉装载运输系统包括冶炼产品出炉装载车(120)，所述的煤气净化回收系统包括煤气除尘净化装置、煤气净化回收系统用风机(440)和煤气柜(460)，所述煤气除尘净化装置的待净化煤气进口与矿热炉(110)煤气排放口连接，煤气除尘净化装置的已净化气体排气口与煤气净化回收系统用风机(440)吸风口连接，煤气净化回收系统用风机(440)排风口通过管道和阀门与煤气柜(460)连接，其特征在于：所述煤气除尘净化装置包括一高温烟气过滤装置，所述高温烟气过滤装置采用耐高温烧结金属多孔材料过滤元件或耐高温烧结陶瓷多孔材料过滤元件且能将过滤后的气体中的粉尘含量控制在8～10mg/Nm3以下；所述高温烟气过滤装置与煤气净化回收系统用风机(440)之间的气体输送管道上连接有第一换热器(510)，所述第一换热器(510)连接有蒸气发电机组(530)，所述煤气柜(460)连接有燃气锅炉(520)，所述高温烟气过滤装置排出的高温煤气通入第一换热器(510)与来自蒸气发电机组(530)的低温循环水发生热交换，第一换热器(510)排出的煤气降温至230℃以下并进入煤气柜(460)，煤气柜(460)的煤气导出并通入燃气锅炉(520)进行燃烧，同时第一换热器(510)排出的经加热的循环水通入该燃气锅炉(520)使其受到煤气燃烧的进一步加热而形成过热蒸气，该过热蒸气输送至所述蒸气发电机组(530)驱动发电。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于：该系统还包括一附加烟气除尘净化处理系统，该附加烟气除尘净化处理系统包括附加高温烟气过滤装置以及附加烟气除尘净化处理系统用风机(320)，所述附加高温烟气过滤装置采用耐高温烧结金属多孔材料过滤元件或耐高温烧结陶瓷多孔材料过滤元件且能将过滤后的气体中的粉尘含量控制在8～10mg/Nm3以下，附加高温烟气过滤装置的待净化烟气进口分别通过管道与矿热炉(110)烟气排放口以及位于冶炼产品出炉装载车(120)上方的集气罩(330)的排气口连接，附加高温烟气过滤装置的已净化气体排气口与附加烟气除尘净化处理系统用风机(320)吸风口连接，附加高温烟气过滤装置的待净化烟气进口与矿热炉(110)烟气排放口之间的烟气输送管道上连接有烟气加热装置；在矿热炉烘炉阶段，矿热炉产生的烟气通过所述烟气加热装置升温至280℃以上，然后通入附加高温烟气过滤装置进行过滤除尘净化，附加高温烟气过滤装置排出的气体排放或进一步的回收利用；在矿热炉冶炼产品出炉阶段，通过集气罩(330)回收冶炼产品出炉过程中散发于矿热炉(110)外部的烟气并将其通入上述附加高温烟气过滤装置进行过滤除尘净化，附加高温烟气过滤装置排出的气体排放或进一步的回收利用。
5.如权利要求3或4所述的系统，其特征在于：在矿热炉(110)的烘炉阶段采取以下方式对附加高温烟气过滤装置排出的已净化气体进行余热回收利用：将附加高温烟气过滤装置排出的已净化气体通入第二换热器(810)，使其与来自气源(421)的压缩氮气或惰性气体发生热交换，然后将第二换热器(810)排出的被加热的压缩氮气或惰性气体通入高温烟气过滤装置中进行预热；在矿热炉(110)的冶炼产品出炉阶段采取以下方式对附加高温烟气过滤装置排出的已净化气体进行余热回收利用：将附加高温烟气过滤装置排出的已净化气体通入第二换热器(810)，使其与来自气源(421)的压缩氮气或惰性气体发生热交换，然后将第二换热器(810)排出的被加热的压缩氮气或惰性气体作为过滤元件反冲清灰气体通入高温烟气过滤装置中对过滤元件进行反冲清灰。
6.矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用方法，其步骤包括：1)回收矿热炉正常冶炼阶段所产生的高温煤气并将其通入高温烟气过滤装置进行过滤除尘净化，烟气过滤装置排出粉尘含量为8～10mg/Nm3以下的高温煤气；2)将高温煤气通入第一换热器，使其与来自蒸气发电机组的低温循环水发生热交换，第一换热器排出的煤气降温至230℃以下；3)将所述煤气通入燃气轮机进行燃烧并驱动燃气轮机发电；4)将燃气轮机产生的高温尾气导出并通入燃气轮机尾气换热器，并将第一换热器排出的经加热的循环水通入该燃气轮机尾气换热器使其受到高温尾气的进一步加热形成过热蒸气；5)将所述过热蒸气输送至所述蒸气发电机组驱动发电；所述高温烟气过滤装置采用耐高温烧结金属多孔材料过滤元件或耐高温烧结陶瓷多孔材料过滤元件。
7.如权利要求6所述的矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用方法，其特征在于：将所述燃气轮机和/或蒸气发电机组产生的电能用于矿热炉的运行。
8.矿热炉冶炼烟气除尘净化及显热和潜热的综合利用系统，包括矿热炉(110)、冶炼产品出炉装载运输系统、煤气净化回收系统，所述的冶炼产品出炉装载运输系统包括冶炼产品出炉装载车(120)，所述的煤气净化回收系统包括煤气除尘净化装置、煤气净化回收系统用风机(440)和煤气柜(460)，所述煤气除尘净化装置的待净化煤气进口与矿热炉(110)煤气排放口连接，煤气除尘净化装置的已净化气体排气口与煤气净化回收系统用风机(440)吸风口连接，煤气净化回收系统用风机(440)排风口通过管道和阀门与煤气柜(460)连接，其特征在于：所述煤气除尘净化装置包括一高温烟气过滤装置，所述高温烟气过滤装置采用耐高温烧结金属多孔材料过滤元件或耐高温烧结陶瓷多孔材料过滤元件且能将过滤后的气体中的粉尘含量控制在8～10mg/Nm3以下；所述高温烟气过滤装置与煤气净化回收系统用风机(440)之间的气体输送管道上连接有第一换热器(510)，所述第一换热器(510)连接有蒸气发电机组(530)，所述煤气柜(460)连接有燃气轮机(550)，蒸气发电机组(530)与燃气轮机(550)之间连接燃气轮机尾气换热器(560)，所述高温烟气过滤装置排出的高温煤气通入第一换热器(510)与来自蒸气发电机组(530)的低温循环水发生热交换，第一换热器(510)排出的煤气降温至230℃以下并进入煤气柜(460)，煤气柜(460)的煤气导出并通入燃气轮机(550)进行燃烧并驱动燃气轮机(550)发电，燃气轮机(550)产生的高温尾气导出并通入燃气轮机尾气换热器(560)，同时第一换热器(510)排出的经加热的循环水通入该燃气轮机尾气换热器(560)使其受到该高温尾气的进一步加热而形成过热蒸气，该过热蒸气输送至所述蒸气发电机组(530)驱动发电。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于：该系统还包括一附加烟气除尘净化处理系统，该附加烟气除尘净化处理系统包括附加高温烟气过滤装置以及附加烟气除尘净化处理系统用风机(320)，所述附加高温烟气过滤装置采用耐高温烧结金属多孔材料过滤元件或耐高温烧结陶瓷多孔材料过滤元件且能将过滤后的气体中的粉尘含量控制在8～10mg/Nm3以下，附加高温烟气过滤装置的待净化烟气进口分别通过管道与矿热炉(110)烟气排放口以及位于冶炼产品出炉装载车(120)上方的集气罩(330)的排气口连接，附加高温烟气过滤装置的已净化气体排气口与附加烟气除尘净化处理系统用风机(320)吸风口连接，附加高温烟气过滤装置的待净化烟气进口与矿热炉(110)烟气排放口之间的烟气输送管道上连接有烟气加热装置；在矿热炉烘炉阶段，矿热炉产生的烟气通过所述烟气加热装置升温至280℃以上，然后通入附加高温烟气过滤装置进行过滤除尘净化，附加高温烟气过滤装置排出的气体排放或进一步的回收利用；在矿热炉冶炼产品出炉阶段，通过集气罩(330)回收冶炼产品出炉过程中散发于矿热炉(110)外部的烟气并将其通入上述附加高温烟气过滤装置进行过滤除尘净化，附加高温烟气过滤装置排出的气体排放或进一步的回收利用。
10.如权利要求8或9所述的系统，其特征在于：在矿热炉(110)的烘炉阶段采取以下方式对附加高温烟气过滤装置排出的已净化气体进行余热回收利用：将附加高温烟气过滤装置排出的已净化气体通入第二换热器(810)，使其与来自气源(421)的压缩氮气或惰性气体发生热交换，然后将第二换热器(810)排出的被加热的压缩氮气或惰性气体通入高温烟气过滤装置中进行预热；在矿热炉(110)的冶炼产品出炉阶段采取以下方式对附加高温烟气过滤装置排出的已净化气体进行余热回收利用：将附加高温烟气过滤装置排出的已净化气体通入第二换热器(810)，使其与来自气源(421)的压缩氮气或惰性气体发生热交换，然后将第二换热器(810)排出的被加热的压缩氮气或惰性气体作为过滤元件反冲清灰气体通入高温烟气过滤装置中对过滤元件进行反冲清灰。
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