CN105135420A - 一种飞灰二次燃烧系统及提高飞灰锗品位的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞灰二次燃烧系统及提高飞灰锗品位的方法。所述飞灰二次燃烧系统包括依次连接的燃烧系统、飞灰分离系统和余热回收系统，冷空气通过余热回收系统加热生成热空气，用于将飞灰分离系统分离的飞灰携带至燃烧系统内进行二次燃烧；采用所述飞灰二次燃烧系统可以有效提高提锗工艺中飞灰锗品位，同时还提高了捕渣率和旋涡炉锅炉效率，并降低了飞灰含碳量，更加有效地利用了含锗褐煤。

Description

一种飞灰二次燃烧系统及提高飞灰锗品位的方法

技术领域

本发明涉及煤粉燃烧技术领域，尤其涉及一种飞灰二次燃烧系统及提高飞灰锗品位的方法。

背景技术

锗元素是优良的半导体材料，被广泛应用于红外光学、光纤通讯、航空航天、医学等领域，全球市场的需求量很大，其年度消费量是衡量一国科技水平的重要标准。目前我国金属锗的生产主要是通过燃烧含锗褐煤从而将锗元素提出的方法。

目前褐煤提锗主要使用的是旋涡炉前置室，例如CN101186975A公开了一种从褐煤中提取锗的方法，其为利用旋涡炉前置室提取锗，具体包括：将褐煤加至旋涡炉前置室中与向该旋涡炉前置室中送入的热风相混合，使褐煤燃烧，控制该旋涡炉前置室内CO的含量为0.5～1％，褐煤中的锗被还原并挥发至烟气中，收集烟尘作为锗的原料。虽然该方法相比采用链条炉或链式干馏装置，适用范围更广，并能增大锗的产能，提高锗的收率，然而，由于旋涡炉前置室属于液态排渣锅炉，锅炉效率较低，同时飞灰中锗品位不高，集中在0.5～1.2％左右，其中仍含有部分未析出的锗的氧化物，因此无形中造成了资源的浪费。

为了解决上述问题，目前已有一些关于飞灰的处理工艺，唐燕辉等进行了关于飞灰二次燃烧的探讨工作，并指出：如果能在锅炉内加装分离装置，将烟气流中携带的大量碳粒分离，重返炉膛进行燃烧，即通过增加循环流化床锅炉，可以彻底解决燃煤锅炉飞灰量大的问题，从而提高锅炉效率，但对已投入使用排放飞灰的锅炉，如果能满足以下条件：①选择合适的粘结剂；②针对飞灰特性，布置合理的处理工艺，就能实现飞灰的二次燃烧利用，真正达到节约能源、保护环境的目的(参见唐燕辉等，飞灰二次燃烧浅析，江西煤炭科技，第4期，2000年12月27日)。据此可以看出，通过改进处理工艺来实现飞灰的二次燃烧，可以进一步提高飞灰的利用价值。然而，其并未给出具体采用何种工艺来实现这一目的；而且，其所提出的见解中还包含同时选择合适的粘结剂来进行处理，才能保证飞灰的充分燃烧和利用。

目前，在褐煤燃烧工艺中，已用到二次燃烧的工序，例如CN104764002A、CN2208684U中均采用了增加设置二次燃烧室来实现煤灰的二次燃烧；再如CN203030496U和CN202993238U，其中CN202993238U公开了采用将锅炉燃烧产生的高热量烟气通入储热除尘装置，烟气所携带的烟尘沉淀至储热除尘装置的底部，一次过滤后的烟气通过引风机被吸入换热除尘装置，烟气所含热量和有害物质被换热除尘装置储水腔体中的水分全部吸收、过滤、脱硫，然后通过烟气排放口排出，排放的是无烟尘气体，同时被储热除尘器和换热除尘过滤下来的煤灰处理后可以进行二次燃烧。然而，其对于如何继续二次燃烧并没有给出更为详尽的方案。

因此目前来看，有必要设计一种飞灰二次燃烧的系统，用以有效提高飞灰的锗品位以及捕渣率，从而提高旋涡炉前置室锅炉效率，降低飞灰含碳量，真正达到节约能源、保护环境的目的。

发明内容

本发明提供了一种飞灰二次燃烧系统及提高飞灰锗品位的方法，特别是一种应用于旋涡炉前置室褐煤提锗工艺中的飞灰二次燃烧系统以及提高飞灰锗品位的方法。通过采用本发明的飞灰二次燃烧系统，一方面提高了飞灰的锗品位，另一方面提高了捕渣率，同时还降低了飞灰含碳量，提高了旋涡炉前置室锅炉的效率。

为达此目的，本发明采用了以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种飞灰二次燃烧系统，包括依次连接的燃烧系统、飞灰分离系统和余热回收系统，冷空气通过余热回收系统加热生成热空气，用于将飞灰分离系统分离的飞灰携带至燃烧系统内进行二次燃烧。

本发明中，所述燃烧系统包括依次连接的燃烧室、捕渣管2和余热锅炉5；所述余热锅炉与飞灰分离系统相连接。

优选地，所述燃烧室的下部设置有凝渣池3，用于收集液态渣。

优选地，所述燃烧室具有设置在顶部的物料入口和切向位置喷入的两个热风入口。

优选地，所述燃烧室为旋涡炉前置室1。

本发明中，所述飞灰分离系统包括分离器，优选为旋风分离器，进一步优选为高温旋风分离器(6)；所述旋风分离器分别与燃烧系统和余热回收系统相连接。

优选地，所述飞灰分离系统的上部设置有烟气入口和净烟气出口，下部设置有飞灰出口。

本发明中，所述余热回收系统包括依次连接的尾部受热面7和空气预热器9；所述尾部受热面分别与飞灰分离系统和空气预热器相连接。

优选地，所述空气预热器具有冷空气入口和热空气出口。

作为优选的技术方案，本发明的飞灰二次燃烧系统，包括旋涡炉前置室1、捕渣管2、凝渣池3、余热锅炉5、高温旋风分离器6、尾部受热面7以及空气预热器9，旋涡炉前置室1、捕渣管2、余热锅炉5、高温旋风分离器6、尾部受热面7和空气预热器8顺序连接，凝渣池3位于旋涡炉前置室1的底部；冷空气通过空气预热器8的冷空气入口进入，被加热所生成的热空气通过热空气出口排出，其用于提供褐煤燃烧所需空气，同时将高温旋风分离器6分离所得飞灰11携带至位于旋涡炉前置室1两侧的两个热风入口，进入旋涡炉前置室1内进行二次燃烧。

第二方面，本发明还提供了一种提高飞灰锗品位的方法，所述方法采用如第一方面所述的飞灰二次燃烧系统而进行。

本发明中，所述提高飞灰锗品位的方法包括以下步骤：

(1)将含锗褐煤加至燃烧系统内进行燃烧；

(2)燃烧产生的烟气进入飞灰分离系统中，分离得到飞灰和净烟气；

(3)分离得到的净烟气经过余热回收系统，用于将冷空气加热生成热空气，然后排出；

(4)所得到的热空气将分离得到的飞灰携带至燃烧系统内进行二次燃烧。

作为优选的技术方案，所述提高飞灰锗品位的方法可以包括以下步骤：

(1)将含锗褐煤4自旋涡炉前置室1顶部进入旋涡炉前置室1内进行燃烧，燃烧产生的残渣经过捕渣管2之后液态渣排入凝渣池3中，携带有飞灰的烟气进入余热锅炉5进行热量应用并降温；

(2)降温后的携带有飞灰的烟气进入高温旋风分离器6中，分离所得飞灰(11)落到高温旋风分离器6的底部；

(3)分离得到的净烟气继续流过尾部受热面7进行进一步热量利用并降温；降温后的净烟气进一步流经空气预热器9将冷空气8加热成为热空气10；流经空气预热器9后的净烟气排出旋涡炉进行后续处理；

(4)热空气10经过高温旋风分离器6底部后携带分离所得飞灰11成为携带飞灰的热风12，携带飞灰的热风12通往旋涡炉前置室1切向位置的两个热风入口，进入旋涡炉前置室1进行二次燃烧。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

(1)本发明充分利用了褐煤提锗工艺系统中所产生的热量，将外部的冷空气进行加热，再利用该加热的空气将旋涡炉燃烧后产生的飞灰送往旋涡炉前置室进行二次燃烧，不仅提高了飞灰的锗品位，而且，克服了旋涡炉前置室内飞灰含碳量大的问题，提高了旋涡炉锅炉效率和捕渣率。

(2)本发明所制备的锗品位可达到1.1％以上，捕渣率可提高至80％-85％。

附图说明

图1为本发明实施例1的飞灰二次燃烧系统。

其中：1-旋涡炉前置室、2-捕渣管、3-凝渣池、4-含锗褐煤、5-余热锅炉、6-高温旋风分离器、7-尾部受热面、8-冷气流、9-气流预热器、10-热空气、11-分离所得飞灰、12-携带飞灰的热风。

具体实施方式

为便于理解本发明，本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

如图1所示，飞灰二次燃烧系统包括：旋涡炉前置室1、捕渣管2、凝渣池3、余热锅炉5、高温旋风分离器6、尾部受热面7以及空气预热器9，旋涡炉前置室1、捕渣管2、余热锅炉5、高温旋风分离器6、尾部受热面7和空气预热器8顺序连接，凝渣池3位于旋涡炉前置室1的底部；冷空气通过空气预热器8的冷空气入口进入，被加热所生成的热空气通过热空气出口排出，其用于提供含锗褐煤燃烧所需空气，同时将高温旋风分离器6分离所得飞灰11携带至位于旋涡炉前置室1两侧的两个热风入口，进入旋涡炉前置室1内进行二次燃烧。

利用本实施例中的飞灰二次燃烧系统来提高飞灰锗品位的方法为：

含锗褐煤4自旋涡炉前置室1顶部进入旋涡炉前置室1内进行燃烧，燃烧产生的残渣经过捕渣管2之后液态渣排入凝渣池3中，携带有飞灰的烟气进入余热锅炉5进行热量应用并降温，降温后的携带有飞灰的烟气进入高温旋风分离器6中，分离所得飞灰11落到高温旋风分离器6的底部，分离得到的净烟气继续流过尾部受热面7进行进一步热量利用并降温，降温后的净烟气进一步流经空气预热器9将冷空气8加热成为热空气10，流经空气预热器9后的净烟气排出旋涡炉前置室进行后续处理，热空气10经过高温旋风分离器6底部后携带分离所得飞灰11成为携带飞灰的热风12，携带飞灰的热风12通往旋涡炉前置室1左右两侧的割向位置进入旋涡炉前置室1为含锗褐煤4提供燃烧所需氧气，从而提高飞灰锗品位。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (8)

1.一种飞灰二次燃烧系统，其特征在于，包括依次连接的燃烧系统、飞灰分离系统和余热回收系统，冷空气通过余热回收系统加热生成热空气，用于将飞灰分离系统分离的飞灰携带至燃烧系统内进行二次燃烧。

2.根据权利要求1所述的飞灰二次燃烧系统，其特征在于，所述燃烧系统包括依次连接的燃烧室、捕渣管(2)和余热锅炉(5)；所述余热锅炉与飞灰分离系统相连接；

优选地，所述燃烧室的下部设置有凝渣池(3)，用于收集液态渣；

优选地，所述燃烧室具有设置在顶部的物料入口和切向位置喷入的两个热风入口；

优选地，所述燃烧室为旋涡炉前置室(1)。

3.根据权利要求1或2所述的飞灰二次燃烧系统，其特征在于，所述飞灰分离系统包括分离器，优选为旋风分离器，进一步优选为高温旋风分离器(6)；所述旋风分离器分别与燃烧系统和余热回收系统相连接；

优选地，所述飞灰分离系统的上部设置有烟气入口和净烟气出口，下部设置有飞灰出口。

4.根据权利要求1-3任一项所述的飞灰二次燃烧系统，其特征在于，所述余热回收系统包括依次连接的尾部受热面(7)和空气预热器(9)；所述尾部受热面分别与飞灰分离系统和空气预热器相连接；

优选地，所述空气预热器具有冷空气入口和热空气出口。

5.根据权利要求1-4任一项所述的飞灰二次燃烧系统，其特征在于，包括旋涡炉前置室(1)、捕渣管(2)、凝渣池(3)、余热锅炉(5)、高温旋风分离器(6)、尾部受热面(7)以及空气预热器(9)，旋涡炉前置室(1)、捕渣管(2)、余热锅炉(5)、高温旋风分离器(6)、尾部受热面(7)和空气预热器(8)顺序连接，凝渣池(3)位于旋涡炉前置室(1)的底部；冷空气通过空气预热器(8)的冷空气入口进入，被加热所生成的热空气通过热空气出口排出，其用于提供褐煤燃烧所需的空气，同时将高温旋风分离器(6)分离所得飞灰(11)携带至位于旋涡炉前置室(1)两侧的两个热风入口，进入旋涡炉前置室(1)内进行二次燃烧。

6.一种提高飞灰锗品位的方法，其特征在于，所述方法采用如权利要求1-5任一项所述的飞灰二次燃烧系统而进行。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将含锗褐煤加至燃烧系统内进行燃烧；

(2)燃烧产生的烟气进入飞灰分离系统中，分离得到飞灰和净烟气；

(3)分离得到的净烟气经过余热回收系统，用于将冷空气加热生成热空气，然后排出；

(4)所得到的热空气一方面提供含锗褐煤燃烧所需空气，一方面将分离得到的飞灰携带至燃烧系统内进行二次燃烧。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将含锗褐煤(4)自旋涡炉前置室(1)顶部进入旋涡炉前置室(1)内进行燃烧，燃烧产生的液态残渣经过捕渣管(2)之后排入凝渣池(3)中，携带有飞灰的烟气进入余热锅炉(5)进行热量应用并降温；

(2)降温后的携带有飞灰的烟气进入高温旋风分离器(6)中，分离所得飞灰(11)落到高温旋风分离器(6)的底部；

(3)分离得到的净烟气继续流过尾部受热面(7)进行进一步热量利用并降温；降温后的净烟气进一步流经空气预热器(9)将冷空气(8)加热成为热空气(10)；流经空气预热器(9)后的净烟气排出旋涡炉进行后续处理；

(4)热空气(10)经过高温旋风分离器(6)底部后携带分离所得飞灰(11)成为携带飞灰的热风(12)，携带飞灰的热风(12)通往旋涡炉前置室(1)切向位置的两个热风入口，进入旋涡炉前置室(1)进行二次燃烧。