CN109631605A - 一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明适用于热能回收技术领域，公开了一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法，先对磷矿石进行煅烧处理，磷矿石依次进入预热机、回转窑和冷却机，经加热、煅烧和冷却后得到煅烧矿,磷矿石在煅烧过程产生的高温尾气在负压的作用下以设定的速度通入预热机对磷矿石进行加热，将在冷却过程产生的高温空气通向喷煤机用于辅助燃煤或/和通向磨煤系统用于烘干原煤。本发明所提供的一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法，其能高效的回收利用磷矿生产过程所产生热能，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明属于热能回收技术领域，尤其涉及一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法。
背景技术
窑法磷酸生产不消耗硫酸，综合能耗低，能直接生产优质磷酸，可以避开磷石膏的处理难题，又可以解决我国硫资源不足的问题，是一种先进的磷酸生产方法。目前国内窑法磷酸生产有隧道窑法和回转窑法两种主要工艺，这两种生产工艺的高温窑气都是直接进水合吸收塔吸收制取磷酸。在磷矿的煅烧和冷却过程，回转窑内会产生高温尾气，冷却机内会产生高温空气，高温尾气和高温空气携带大量的热并含有大量粉尘，直接排放会造成能源的浪费，为了使企业发展符合可持续发展的要求，需对高温尾气和高温空气中的热能进行回收利用，以提高热能的利用率，有效的降低生产成本。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供了一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法，其能高效的回收利用磷矿生产过程所产生热能，降低生产成本。
本发明的技术方案是：一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法，先对磷矿石进行煅烧处理，磷矿石依次进入预热机、回转窑和冷却机，经预热、煅烧和冷却后得到煅烧矿,磷矿石在煅烧过程产生的高温尾气在负压的作用下以设定的速度通入所述预热机对磷矿石进行加热，将在冷却过程产生的高温空气通向喷煤机用于辅助燃煤或/和通向磨煤系统用于烘干原煤。
可选地，利用所述高温尾气中的热能对磷矿石进行烘干得到降温尾气，并对所述降温尾气的温度进行监测，当所述降温尾气的温度高于预设温度时，通过烟气循环风机作用将所述降温尾气送回到所述预热机内。
可选地，所述降温尾气的预设温度为150℃-180℃。
可选地，所述高温尾气流向所述预热机的风量为10000Nm3/h-14500Nm3/h，风速为0.5-1.5m/s。
可选地，往所述冷却机内通入空气或者往所述冷却机内通入压缩空气，使空气或压缩空气与所述冷却机内的经所述回转窑煅烧的磷矿石进行热交换得到所述高温空气。
可选地，空气或压缩空气流向所述预热机的风量为12000Nm3/h-18000Nm3/h，风速为0.5-2m/s。
可选地，所述高温空气流向所述喷煤机的风量为7000Nm3/h-11000Nm3/h，风速为0.5-1m/s，所述高温空气流向所述磨煤系统的风量为4500Nm3/h-8000Nm3/h，风速为0.5-1m/s。
本发明所提供的一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法，通过将回转窑内产生的高温尾气通入预热机，利用高温尾气中的热能对预热机内的磷矿进行烘干，除去磷矿石的水分，可以有效的降低磷矿石在预热机内加热的能耗；并将冷却机内与经回转窑煅烧的磷矿石进行热交换后得到的高温空气通向喷煤机或/和磨煤系统，利用高温尾气中的热能用于辅助煤粉燃烧或/和烘干原煤，对磷矿石煅烧过程产生的热能进行充分回收利用，有效地减少能源浪费，节约生产成本，符合可持续发展的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法的工艺流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是直接设置、连接，也可以通过居中元部件、居中结构间接设置、连接。
另外，本发明实施例中若有“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系的用语，其为基于附图所示的方位或位置关系或常规放置状态或使用状态，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构、特征、装置或元件必须具有特定的方位或位置关系、也不是必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在具体实施方式中所描述的各个具体技术特征和各实施例，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，例如通过不同的具体技术特征/实施例的组合可以形成不同的实施方式，为了避免不必要的重复，本发明中各个具体技术特征/实施例的各种可能的组合方式不再另行说明。
如图1所示，本发明实施例提供的一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法，先对磷矿石进行煅烧处理，磷矿石依次进入预热机、回转窑和冷却机，经加热、煅烧和冷却后得到煅烧矿，其中，磷矿石在煅烧的过程会产生高温尾气，且经回转窑煅烧的磷矿石需冷却后才能进行下一步操作，煅烧的磷矿石在冷却过程会产生高温空气，为了使高温尾气和高温空气中的热能能得到有效的回收利用，通过炉气风机的负压作用将高温尾气以设定的速度通入预热机对磷矿石进行加热，除去磷矿中的水分，并将高温空气通向喷煤机用于辅助燃煤或/和通向磨煤系统用于烘干原煤。
本发明可以有效的降低了磷矿石预热的能耗，节约生产成本，且将高温空气用于喷煤机和磨煤系统，起到辅助煤粉燃烧降低柴油耗量的作用，还能烘干原煤，避免了将高温尾气和高温空气直接排放造成热能的浪费，符合节能减排的国策。
实际应用中，预热机、回转窑和冷却机均为筒状结构，且预热机、回转窑和冷却机的中轴线与水平面具有呈3°-5°的夹角。
可选地，利用高温尾气中的热能对磷矿石进行烘干后，高温尾气温度降低得到降温尾气，为了进一步提高高温尾气中热能的利用效率，可对降温尾气的温度进行监测，当降温尾气的温度高于预设的温度时，通过烟气循环风机将降温尾气送回到预热机内，继续利用降温尾气中的热能对磷矿石进行加热，直至降温尾气的温度达到设定值为止，通过烟气循环风机的负压作用，可将降温尾气送回到预热机内，避免降温尾气在输送过程散失过多热能。
可选地，可采用感温元件对降温尾气的温度进行实时监控，将多个感温元件环形均匀分布在预热机的尾气排放口处，确保对降温尾气温度测量的准确性。
可选地，降温尾气的预设温度为150℃-180℃，经实验证明，当尾气的温度低于或等于这个范围，对磷矿石的加热效果不佳，为了提高工作效率，默认温度为150℃-180℃时，对高温尾气中热能的利用效率最高。
可选地，将温度为150℃-180℃的降温尾气通入净化装置，除去降温尾气中存在的磷矿粉尘，防止降温尾气中的粉尘含量过高，不符合大气排放的标准。
可选地，高温尾气流向预热机的风量为10000Nm3/h-14500Nm3/h，风速为0.5-1.5m/s,优化高温尾气在预热机内的流量和流速，保证高温尾气中的热能可以高效的用于对磷矿石进行预热，除去磷矿石中的水分，提高对高温尾气中热能的回收效率。
具体地，高温尾气的风量为11500Nm3/h-13000Nm3/h，高温尾气的风速为0.7-1m/s。
可选地，所述冷却机内通入空气，使空气与冷却机内的经回转窑煅烧的磷矿石进行热交换得到高温空气，使用空气与经回转窑煅烧的磷矿石进行热交换，经济实惠；或者，往冷却机内通入压缩空气，可控制压缩空气中的含氧量，使压缩空气与冷却机内的经煅烧的磷矿石进行热交换得到高温空气，当高温空气通向喷煤机辅助燃煤时，高含氧的高温空气有助于煤粉充分燃烧。
可选地，空气或压缩空气流向预热机内的风量为12000Nm3/h-18000Nm3/h，风速为0.5-2m/s,优化空气或压缩空气在冷却机内的流量和流速，保证经煅烧的磷矿石与空气或压缩空气进行高速、高效的热交换，提高磷矿石的冷却效率，避免空气或压缩空气与经煅烧的磷矿石热交换慢，造成热能散失，导致冷却机周围的温度过高，不利于工人操作。
具体地，空气或压缩空气流向预热机内的风量为14000Nm3/h-16500Nm3/h，风速为1-1.5m/s。
可选地，高温空气流向喷煤机的风量为7000Nm3/h-11000Nm3/h，风速为0.5-1m/s，高温空气流向磨煤系统的风量为4500Nm3/h-8000Nm3/h，风速为0.5-1m/s，控制高温空气的流量和流速，避免高温空气在流动过程热能散失过大。
具体地，高温空气流向喷煤机的风量为8000Nm3/h-10000Nm3/h，风速为0.75-0.85m/s，高温空气流向磨煤系统的风量为5500Nm3/h-7600Nm3/h，风速为0.75-0.85m/s。
可选地，高温空气可通过流通管道流向喷煤机或/和磨煤系统，为了进一步防止高温空气的热能在流动过程散失，可采用保温材料对流通管道进行包覆。
可选地，为了避免预热机和冷却机机身过长，导致高温尾气在预热机内和空气在冷却机内的停留时间过长，可在通过在预热机和冷却机内设置引风机用于辅助气体流动。
一实施例中，磷矿石以16t/h的进料速度由原料仓经皮带加料机、斗提机送入预热机筒体内进行加热，预热机的筒体在倾斜状态下做缓慢回转运动，磷矿石在随筒体回转的同时，由筒体轴线方向上由高端(进料)向低端(出料)运动，经烘干后磷矿石从预热机的出料端卸出，通过中部连接罩喂入回转窑内，煤粉自回转窑窑头喷入燃烧，对磷矿石进行煅烧，会产生温度为750℃的高温尾气，随后经煅烧处理的磷矿石从窑头端排出通过进料装置进入冷却机，高温尾气由窑头排出后，在风机作用下以12160Nm3/h的流量和0.89m/s的流速通入预热机内，利用高温尾气中的热能对给磷矿石进行加热，烘干除去磷矿石中5.4％的水分，可以有效的降低对磷矿石加热的能耗，高温尾气的热能被利用后温度降低，得到172℃的降温尾气，将降温尾气通入净化装置进行除尘处理后排放。
冷却过程:通过风机往冷却机内通入流量为16300Nm3/h，流速为1.19m/s的空气，磷矿石经冷却机的组合式扬料板作用下在圆周向上不断升举、抛散和向下移动，与通入的空气进行充分热交换，直至磷矿石冷却到规定温度后由出料装置排出，即得煅烧矿。热交换后的空气温度升高变成高温空气，将其中的部分高温空气以9700Nm3/h的流量、0.78m/s的流速流向喷煤机辅助燃烧，使煤粉燃烧充分，另一部分高温空气以6600Nm3/h的流量、0.78m/s的流速流向磨煤系统对原煤进行烘干，以除去原煤中的水分。其中，预热机、回转窑和冷却机的参数如下表：
| 设备 | 直径(m) | 长度(m) | 安装角度(°) |
| 预热机 | 2.2 | 15 | 5 |
| 回转窑 | 3 | 45 | 5 |
| 冷却机 | 2.2 | 15 | 5 |
本发明实施例所提供的一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法，通过将回转窑内产生的高温尾气通入预热机，利用高温尾气中的热能对预热机内的磷矿进行烘干，除去磷矿石的水分，可以有效的降低磷矿石在预热机内加热的能耗；同时将冷却机内与经回转窑煅烧的磷矿石进行热交换得到的高温空气通向喷煤机或/和磨煤系统，利用高温尾气中的热能用于辅助煤粉燃烧或/和烘干，对磷矿石煅烧处理过程产生的热能进行充分回收利用，有效地减少能源浪费，节能降耗，符合可持续发展的要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法，先对磷矿石进行煅烧处理，磷矿石依次进入预热机、回转窑和冷却机，经预热、煅烧和冷却后得到煅烧矿,其特征在于,磷矿石在煅烧过程产生的高温尾气在负压的作用下以设定的速度通入所述预热机对磷矿石进行加热，将在冷却过程产生的高温空气通向喷煤机用于辅助燃煤或/和通向磨煤系统用于烘干原煤。
2.如权利要求1所述的一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法，其特征在于，利用所述高温尾气中的热能对磷矿石进行烘干得到降温尾气，并对所述降温尾气的温度进行监测，当所述降温尾气的温度高于预设温度时，通过烟气循环风机作用将所述降温尾气送回到所述预热机内。
3.如权利要求2所述的一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法，其特征在于，所述降温尾气的预设温度为150℃-180℃。
4.如权利要求1所述的一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法，其特征在于，所述高温尾气流向所述预热机的风量为10000Nm3/h-14500Nm3/h，风速为0.5-1.5m/s。
5.如权利要求1所述的一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法，其特征在于，往所述冷却机内通入空气或者往所述冷却机内通入压缩空气，使空气或压缩空气与所述冷却机内的经所述回转窑煅烧的磷矿石进行热交换得到所述高温空气。
6.如权利要求5所述的一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法，其特征在于，空气或压缩空气流向所述预热机的风量为12000Nm3/h-18000Nm3/h，风速为0.5-2m/s。
7.如权利要求5所述的一种磷矿煅烧回转窑的烟气热能回收方法，其特征在于，所述高温空气流向所述喷煤机的风量为7000Nm3/h-11000Nm3/h，风速为0.5-1m/s，所述高温空气流向所述磨煤系统的风量为4500Nm3/h-8000Nm3/h，风速为0.5-1m/s。
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