CN109114992A - 脱硫尾气余热再利用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脱硫尾气余热再利用方法，S1.来自熔炼炉烟囱的高温预脱硫尾气引入高温导热油罐，在高温导热油罐内能够迅速将导热油的温度提高，然后经循环泵打入到高温油换热罐；S2.将常温水经管接头引入到导热水罐，导热水罐内的水经高温水管引入到膨胀阀喷入到中温汽管道，由于中温汽管道贯穿高温油换热罐，高温油换热罐内的高温导热油迅速对中温汽管道的水汽进行加热，使其汽化，产生高温中压蒸汽，并经过加压泵加压，得到高温高压蒸汽，进入使用环节。本发明对预脱硫尾气进行余热利用，采用特殊结构设计的余热利用系统，充分利用尾气热能，能够使其汽化产生蒸汽，满足生产需要。

Description

脱硫尾气余热再利用方法

技术领域

本发明涉及脱硫尾气利用技术领域，具体涉及一种富氧侧吹熔炼炉脱硫尾气余热再利用方法。

背景技术

目前，国内再生铅厂大约有近300家，但上万吨规模的不多，小厂平均生产能力为1000吨/年左右。国内的再生铅厂家，生产规模小，技术水平低，绝大部分厂家采用小型反射炉冶炼，一些小企业，个体户甚至采用原始的土炉土窑冶炼。具体冶炼方法是：将铅金属与铅渣灰混合进入窑炉冶炼，大量的低温即可熔化的铅金属和熔铸铅渣一起进行高温冶炼，冶炼过程中以烟煤为燃料，加入无烟煤和铁屑作为配料，每炉投料约2-4吨，平均煤耗560千克标煤/吨铅。这些规模小、产量低、工艺及环保设备简陋的再生铅厂，金属铅的回收率只有80％，综合能耗高达600kg标煤/吨铅，产生大量弃渣中高达8％以上的含铅无法得到再回收利用，锑等有色金属50％未回收利用。每年有十万吨计的铅流失或排放到环境中，严重地浪费了资源，消耗了能源。

世界上一些先进国家再生铅工业在上世纪80年代就已走向生产规模化、工艺清洁无害化的良性发展之路。主要采用的工艺流程是：废旧电池→破碎分选→铅膏脱硫→短窑冶炼→精炼→产品。

再生铅冶炼时，其产生的尾气需要进行处理，在现有技术中熔炼炉产生的尾气直接进入脱硫塔，经过脱硫处理后直接放空，由于从熔炼炉出来的尾气温度高，携带大量的热能，现有技术并未对这些热能进行利用，使得资源出现了浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种余热利用率高，无污染物产生的富氧侧吹熔炼炉脱硫尾气余热再利用方法。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种脱硫尾气余热再利用方法，主要包括如下步骤：

S1.来自熔炼炉烟囱的高温预脱硫尾气引入高温导热油罐，高温预脱硫尾气与导热油管内的导热油进行热传导，由于高温预脱硫尾气在外部，量大，而导热油在导热油管道内部，量少，因此，在高温导热油罐内能够迅速将导热油的温度提高，然后经循环泵打入到高温油换热罐；

S2.将常温水经管接头引入到导热水罐，导热水罐内的水经高温水管引入到膨胀阀，膨胀阀将高温水管内水进行雾化处理，然后喷入到中温汽管道，由于中温汽管道贯穿高温油换热罐，高温油换热罐内的高温导热油迅速对中温汽管道的水汽进行加热，使其汽化，产生高温中压蒸汽，并经过加压泵加压，得到高温高压蒸汽，进入使用环节；

S3.高温油换热罐内的导热油的热量被水汽吸收后，从高温油换热罐另一端流入到导热油管，此时的导热油仍然携带一部分热量，经过导热水罐后对导热水罐内的常温水进行加热，使常温水变为高温水，再流入膨胀阀；

S4.经过导热水罐的导热油热量被完全吸收后，经过导热油管道流回高温导热油罐重新被加热，高温导热油罐内的预脱硫尾气热量释放后进入脱硫塔脱硫处理。

一种脱硫尾气余热再利用装置，包括：高温导热油罐、导热水罐、高温油换热罐、循环泵，所述高温导热油罐上部一侧通过管道引入熔炼炉烟囱输出的高温预脱硫尾气，所述高温导热油罐下部通过管道引出低温预脱硫尾气输入脱硫塔脱硫；所述高温导热油罐和导热水罐内贯穿有导热油管，所述导热油管一端接至高温油换热罐，另一端分别穿过导热水罐、高温油换热罐接至循环泵的进口端所述，循环泵的出口端通过管道接至高温油换热罐；所述导热水罐下部一侧通过管接头接至常温水源，所述导热水罐上部一侧连接至高温水管一端，高温水管另一端经膨胀阀接至中温汽管道，所述中温汽管道一端贯穿高温油换热罐接至加压泵。

进一步的，位于高温导热油罐和导热水罐内的导热油管为盘管装结构，能够加大接触面积，提高热交换效率。

进一步的，位于高温油换热罐内的中温汽管道为盘管装结构，能够加大接触面积，提高热交换效率。

进一步的，在加压泵与高温油换热罐之间的管路上设置有电磁加热线圈，可以对管道内的水汽进行加热，在温度不够的实际采用电磁加热，使其升温，满足生产需要。

本发明的有益效果是：

(1)本发明对预脱硫尾气进行余热利用，采用特殊结构设计的余热利用系统，充分利用尾气热能，能够使其汽化产生蒸汽，满足生产需要；

(2)改变传统余热利用系统的结构，不仅可以产生高温水，还能够直接产生蒸汽，充分将热量利用，提高经济效益。

(3)设备使用较少，且多为通用设备，建设成本较低，占地面积不大，各废旧铅酸电池回收企业均可建造使用。

附图说明

图1为本发明实施例1系统图；

图2为本发明实施例2系统图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1

如图1所示，一种脱硫尾气余热再利用装置，包括：高温导热油罐1、导热水罐2、高温油换热罐3、循环泵4，高温导热油罐1上部一侧通过管道引入熔炼炉烟囱5输出的高温预脱硫尾气，高温导热油罐1下部通过管道引出低温预脱硫尾气输入脱硫塔脱硫；高温导热油罐1和导热水罐2内贯穿有导热油管6，导热油管6一端接至高温油换热罐3，另一端分别穿过导热水罐2、高温油换热罐1接至循环泵4的进口端，循环泵4的出口端通过管道接至高温油换热罐3；导热水罐2下部一侧通过管接头11接至常温水源，导热水罐3上部一侧连接至高温水管7一端，高温水管7另一端经膨胀阀8接至中温汽管道9，中温汽管道9一端贯穿高温油换热罐3接至加压泵10。位于高温导热油罐1和导热水罐3内的导热油管6为盘管装结构，能够加大接触面积，提高热交换效率。位于高温油换热罐3内的中温汽管道9为盘管装结构，能够加大接触面积，提高热交换效率。

工作方法如下：

S1.来自熔炼炉烟囱5的高温预脱硫尾气引入高温导热油罐1，高温预脱硫尾气与导热油管6内的导热油进行热传导，由于高温预脱硫尾气在外部，量大，而导热油在导热油管6内部，量少，因此，在高温导热油罐1内能够迅速将导热油的温度提高，然后经循环泵4打入到高温油换热罐3；

S2.将常温水经管接头11引入到导热水罐2，导热水罐2内的水经高温水管7引入到膨胀阀8，膨胀阀8将高温水管7内水进行雾化处理，然后喷入到中温汽管道9，由于中温汽管道9贯穿高温油换热罐3，高温油换热罐3内的高温导热油迅速对中温汽管道9的水汽进行加热，使其汽化，产生高温中压蒸汽，并经过加压泵10加压，得到高温高压蒸汽，进入使用环节；

S3.高温油换热罐3内的导热油的热量被水汽吸收后，从高温油换热罐3另一端流入到导热油管6，此时的导热油仍然携带一部分热量，经过导热水罐2后对导热水罐2内的常温水进行加热，使常温水变为高温水，再流入膨胀阀8；

S4.经过导热水罐2的导热油热量被完全吸收后，经过导热油管6流回高温导热油罐1重新被加热，高温导热油罐1内的预脱硫尾气热量释放后进入脱硫塔脱硫处理。

实施例2

如图2所示，一种脱硫尾气余热再利用装置，包括：高温导热油罐1、导热水罐2、高温油换热罐3、循环泵4，高温导热油罐1上部一侧通过管道引入熔炼炉烟囱5输出的高温预脱硫尾气，高温导热油罐1下部通过管道引出低温预脱硫尾气输入脱硫塔脱硫；高温导热油罐1和导热水罐2内贯穿有导热油管6，导热油管6一端接至高温油换热罐3，另一端分别穿过导热水罐2、高温油换热罐1接至循环泵4的进口端，循环泵4的出口端通过管道接至高温油换热罐3；导热水罐2下部一侧通过管接头11接至常温水源，导热水罐3上部一侧连接至高温水管7一端，高温水管7另一端经膨胀阀8接至中温汽管道9，中温汽管道9一端贯穿高温油换热罐3接至加压泵10。位于高温导热油罐1和导热水罐3内的导热油管6为盘管装结构，能够加大接触面积，提高热交换效率。位于高温油换热罐3内的中温汽管道9为盘管装结构，能够加大接触面积，提高热交换效率。在加压泵11与高温油换热罐3之间的管路上设置有电磁加热线圈12，可以对管道内的水汽进行加热，在温度不够的实际采用电磁加热，使其升温，满足生产需要。

工作方法如下：

S1.来自熔炼炉烟囱5的高温预脱硫尾气引入高温导热油罐1，高温预脱硫尾气与导热油管6内的导热油进行热传导，由于高温预脱硫尾气在外部，量大，而导热油在导热油管6内部，量少，因此，在高温导热油罐1内能够迅速将导热油的温度提高，然后经循环泵4打入到高温油换热罐3；

S2.将常温水经管接头11引入到导热水罐2，导热水罐2内的水经高温水管7引入到膨胀阀8，膨胀阀8将高温水管7内水进行雾化处理，然后喷入到中温汽管道9，由于中温汽管道9贯穿高温油换热罐3，高温油换热罐3内的高温导热油迅速对中温汽管道9的水汽进行加热，使其汽化，产生高温中压蒸汽，并经过加压泵10加压，得到高温高压蒸汽，进入使用环节；若蒸汽温度达不到指定标注，在加压泵之前加设一电磁加热线圈，对从高温油换热罐出来的水气进一步加热，使其汽化；

S3.高温油换热罐3内的导热油的热量被水汽吸收后，从高温油换热罐3另一端流入到导热油管6，此时的导热油仍然携带一部分热量，经过导热水罐2后对导热水罐2内的常温水进行加热，使常温水变为高温水，再流入膨胀阀8；

S4.经过导热水罐2的导热油热量被完全吸收后，经过导热油管6流回高温导热油罐1重新被加热，高温导热油罐1内的预脱硫尾气热量释放后进入脱硫塔脱硫处理。

实施例3

在实施例2的基础上，高温导热油罐1、导热水罐2及高温油换热罐3外部设置有隔热层，起到保温绝热作用。其中，隔热层是由以下重量份数的组分制成：聚异戊二烯橡胶120份、阻燃载体16份、活性钙0.3份、硫化剂1.2份、颗粒硫磺1.1份、改性沸石粉2.3份、聚丙二醇二缩水甘油醚1.02份、玫瑰精油0.45份、纳米二氧化硅1.01份、四氢苯酐0.55份；

上述改性沸石粉的加工方法如下：

(1)将80-120目的沸石粉于280-350℃下焙烧2小时，待自然冷却至常温取出待用；

(2)称取冷却后的沸石粉50kg和硅油0.5kg，混合均匀，升温至115-125℃，保温研磨30分钟；

(3)将上述研磨后的物料自然冷却至45-55℃，然后在搅拌下加入5-10℃磁化水200kg，所得混合物送入喷雾干燥机中，干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉，即得改性沸石粉。

上述隔热层的制备工艺如下：

(1)将聚异戊二烯橡胶、阻燃载体、活性钙、颗粒硫磺、改性沸石粉、聚丙二醇二缩水甘油醚、纳米二氧化硅及四氢苯酐按顺序倒入加压式橡胶捏炼机，加压捣胶480秒后排出；

(2)排出的胶料通过开放式炼胶机，加入硫化剂和玫瑰精油炼胶60分钟，待胶料冷却完成后，使用橡胶挤出设备挤出成型，水冷后得到半成品；

(3)在硫化模具上喷涂少量硅油，将半成品在硫化机上进行硫化操作，完成后送入除边模具切除边角，得到成品隔热层。

其中阻燃载体的制备方法如下：

(1)耐高温载体的制备：将40g海泡石纤维分散于95％乙醇中，并加入10g二甲基丙烯酸锌、0.5g引发剂偶氮二异庚腈和0.5g链转移剂十二硫醇，再加热至回流状态保温搅拌，反应结束后减压浓缩以回收乙醇，浓缩剩余物加水洗涤，经冷冻干燥机干燥后利用粉碎机制成粗粉，即得耐高温载体；

(2)阻燃成分的负载：将上述50g耐高温载体分散于75％乙醇中，再加入35g纳米二氧化锆，搅拌均匀后利用微波反应器微波回流搅拌5min，间隔5min后再次微波回流搅拌5min，如此反复，微波处理总时间30min，负载完成后停止微波处理，并减压浓缩以回收乙醇，继续减压浓缩至水分蒸干，浓缩剩余物置于80℃烘箱中干燥至恒重，最后经粉碎机制成粗粉；微波反应器的微波频率为2450MHz、输出功率为700W；

(3)添加型耐高温的制备：将上步所得粗粉置于-10℃环境中密封冷冻8h，并经超微粉碎机制成微粉，然后加入4g聚氧化乙烯(分子量为80万)，充分混合均匀，再于温度120℃、压力3MPa下热压3min，自然冷却至室温，最后将所得片状物经超微粉碎机制成微粉，即得添加型耐高温；

(4)树脂胶液的制备：向93g不饱和聚酯树脂(无锡久耐防腐材料有限公司的Xm-2二甲苯型不饱和聚酯树脂)中加入1.5g固化剂过氧化甲乙酮、0.5g促进剂环烷酸钴和5g所制添加型耐高温，搅拌均匀，抽真空去除气泡，即得树脂胶液；

(5)阻燃型不饱和聚酯树脂复合材料的制备：在模具的型腔中预先放置玻璃纤维增强材料，闭模锁紧，将配好的树脂胶液从注入孔处注入到模温100℃的模具型腔中，浸透玻璃纤维增强材料，最后依次于100℃固化1h、170℃固化2h、220℃固化2h，脱模，即得阻燃载体。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种脱硫尾气余热再利用方法，其特征在于主要包括如下步骤：

S1.来自熔炼炉烟囱的高温预脱硫尾气引入高温导热油罐，高温预脱硫尾气与导热油管内的导热油进行热传导，由于高温预脱硫尾气在外部，量大，而导热油在导热油管道内部，量少，因此，在高温导热油罐内能够迅速将导热油的温度提高，然后经循环泵打入到高温油换热罐；

S2.将常温水经管接头引入到导热水罐，导热水罐内的水经高温水管引入到膨胀阀，膨胀阀将高温水管内水进行雾化处理，然后喷入到中温汽管道，由于中温汽管道贯穿高温油换热罐，高温油换热罐内的高温导热油迅速对中温汽管道的水汽进行加热，使其汽化，产生高温中压蒸汽，并经过加压泵加压，得到高温高压蒸汽，进入使用环节；

S3.高温油换热罐内的导热油的热量被水汽吸收后，从高温油换热罐另一端流入到导热油管，此时的导热油仍然携带一部分热量，经过导热水罐后对导热水罐内的常温水进行加热，使常温水变为高温水，再流入膨胀阀；

S4.经过导热水罐的导热油热量被完全吸收后，经过导热油管道流回高温导热油罐重新被加热，高温导热油罐内的预脱硫尾气热量释放后进入脱硫系统处理。