CN110102151A - 喷雾焙烧中节能环保型氧化物粉输送系统及其作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷雾焙烧中节能环保型氧化物粉输送系统及其作业方法，焙烧炉的排气口连接至旋风除尘器进口、液滴喷射组件接收文丘里预浓缩器的来料、出渣口设有破碎机，旋风除尘器的出渣口连通至焙烧炉，氧化物粉料仓的顶部设置除尘器、上部连通有氧化物粉管道，除尘器接入风机进口，破碎机出口通过排渣管道接入氧化物粉管道，破碎机、第二旋转阀和排渣管道外部设有隔热罩且与隔热罩的间隙形成降温通道，一路冷空气通入氧化物粉管道进口、另一路冷空气通入降温通道后通过第二热空气管道接入风机进口，风机出口一路通过尾气管道排放、另一路通过助燃空气管道接入助燃空气进口。本发明消除了尾气污染物，利用了物粉的余热，减少了能耗。

Description

喷雾焙烧中节能环保型氧化物粉输送系统及其作业方法

技术领域

本发明属于钢铁化工领域，具体涉及一种喷雾焙烧中节能环保型氧化物粉输送系统及其作业方法。

背景技术

钢铁化工领域中，酸洗废液(盐酸、氢氟酸/硝酸混酸等)一般采用喷雾焙烧法进行再生，步骤如下：(1)酸洗废液进入文丘里预浓缩器浓缩后，经文丘里预浓缩器循环泵和焙烧炉供料泵加压后进入液滴喷射组件，以雾状的液滴喷入焙烧炉。与此同时，环境中的冷空气(15～35℃)在助燃风机(风压7～9Kpa)的作用下和一定压力的燃气(6～9Kpa)沿焙烧炉圆周均布的烧嘴中进入焙烧炉内，在炉内发生燃烧反应，为液滴在焙烧炉内的化学反应提供热量和反应所需的O₂。(2)液滴在焙烧炉内经化学反应后，生成含有HCl、H₂O、 O₂、CO₂、N₂、少量Fe₂O₃粉末的高温烟气和大量的氧化物粉，在重力和离心力的作用下，高温烟气和氧化物粉发生分离。其中，高温烟气在经过旋风除尘器、文丘里预浓缩器的除尘后，进入后续工艺进行吸收、净化排入大气；而化学反应产生的氧化物粉则在重力作用下落在焙烧炉底部，化学反应产生的氧化物粉温度高达550℃。(3)高温的氧化物粉经焙烧炉底部的破碎机、旋转下料阀等设备后进入氧化物粉管道中；同时，环境中的冷空气 (15～35℃)在氧化物粉输送风机的负压抽吸作用下也从输送管道的端部进入，与高温氧化物粉(约550℃)在输送管道内进行充分混合，并沿输送管道进入氧化物粉料仓，经过充分的热量交换，高温氧化物粉温度得以降低，一般为55～80℃，而冷空气则得以加热，温度则升至45～65℃。(4)在氧化物粉料仓顶部设有除尘器，冷却后的氧化物粉和热空气则在此分离。其中，氧化物粉在重力的作用下落在氧化物粉料仓底部，通过旋转下料阀排入包装机包装后外运，而经过除尘的空气，在氧化物粉输送风机的抽吸作用下，经管道输送后排入大气。

上述方法存在以下问题：(1)酸洗废液在焙烧炉内的热化学反应，需要助燃风机抽吸大量的冷空气进行补充，在燃烧反应和热化学反应的初始阶段，需要消耗相当多的热量对冷空气进行加热升温，这将会耗费大量的燃料和电能，不符合节能降耗的要求。(2)通过在氧化物粉管道的端部抽入冷空气对高温氧化物粉冷却，在热量交换的过程中，氧化物粉温度得以降低，空气温度则会升高，通过氧化物粉料仓和除尘器后空气温度会达到45～65℃，如此高温度的尾气排放而不加以利用，不仅是浪费燃料和热量，更会造成烟囱周边环境温度的升高，形成热污染。(3)助燃风机和氧化物粉输送风机同时作用，耗能大。

发明内容

本发明的目的是提供一种喷雾焙烧中节能环保型氧化物粉输送系统及其作业方法，该系统，

本发明的所采用的技术方案是：

一种喷雾焙烧中节能环保型氧化物粉输送系统，包括文丘里预浓缩器、焙烧炉、旋风除尘器、氧化物粉料仓、除尘器和风机；文丘里预浓缩器的进液口用于接收酸洗废液、排气口连接至吸收塔、出液口通过第一泵实现内循环和向外供料，焙烧炉的排气口连接至旋风除尘器进口、液滴喷射组件通过第二泵接收第一泵的来料、烧嘴设有燃气进口和助燃空气进口、出渣口设有破碎机，旋风除尘器的排气口连通至文丘里预浓缩器、出渣口设有第一旋转阀且连通至焙烧炉，氧化物粉料仓的顶部设置除尘器、上部连通有氧化物粉管道、底部出口连接至包装机，除尘器排气口通过第一热空气管道接入风机进口，破碎机出口设有第二旋转阀且通过排渣管道接入氧化物粉管道，破碎机、第二旋转阀和排渣管道外部设有隔热罩且与隔热罩的间隙形成降温通道，一路冷空气通入氧化物粉管道进口、另一路冷空气通入降温通道后通过第二热空气管道接入风机进口，风机出口一路通过尾气管道排放、另一路通过助燃空气管道接入助燃空气进口。

进一步地，氧化物粉管道进口处设有自动阀门K1，第二热空气管道上设有自动阀门 K2，尾气管道上设有自动阀门K3，焙烧炉内温度由助燃空气量调节，当所需的助燃空气量减少时，自动阀门K1和自动阀门K2的开度降低且自动阀门K3的开度提高，当所需的助燃空气量增多时，自动阀门K1和自动阀门K2的开度提高且自动阀门K3的开度降低，自动阀门K1、自动阀门K2和自动阀门K3三者联动配合。

进一步地，第一热空气管道上设有流量计01，第二热空气管道上设有流量计02，助燃空气管道上设有流量计03，流量计03连锁控制自动阀门K1、自动阀门K2和自动阀门K3，当所需的助燃空气量减少时，流量计03设定值减小，自动阀门K1和自动阀门K2的开度降低且自动阀门K3的开度提高，当所需的助燃空气量增多时，流量计03设定值增大，自动阀门K1和自动阀门K2的开度提高且自动阀门K3的开度降低。

进一步地，两个第一泵并联设置，两个第二泵并联设置。

进一步地，风机的风压和风量能同时满足冷却高温氧化物粉、加热冷空气、为焙烧炉燃烧反应及热化学反应提供足够助燃空气。

进一步地，氧化物粉料仓的顶部设置除尘器一套以上，氧化物粉在重力和除尘器的分离作用下落回氧化物粉料仓，分离后的空气达到焙烧炉燃烧反应和热化学反应纯度要求。

上述节能环保型氧化物粉输送系统的作业方法，包括特征：

酸洗废液在文丘里预浓缩器内浓缩后，经第一泵和第二泵加压通过液滴喷射组件以雾状液滴喷入焙烧炉，雾状液滴在焙烧炉内经热化学反应后，生成高温烟气和高温氧化物粉，大部分氧化物粉在重力作用下直接落到焙烧炉底部，少量氧化物粉被烟气带入旋风除尘器中并在离心力和重力作用下再次分离，然后经第一旋转阀返回焙烧炉底部，焙烧炉底部的高温氧化物粉通过破碎机破碎后，经过第二旋转阀和排渣管道落入氧化物粉管道；

在风机的负压抽吸下，一路冷空气从氧化物粉管道进口抽入，与氧化物粉管道内的高温氧化物粉进行充分的热交换，氧化物粉被冷却、温度降至45～65℃，冷空气被加热成为热空气、温度升至45～65℃，冷却的氧化物粉被热空气沿氧化物粉管道输送至氧化物粉料仓上部；另一路冷空气通入降温通道，与破碎机、第二旋转阀和排渣管道进行充分的热交换后成为热空气，热空气经第二热空气管道进入风机进口；

在氧化物粉料仓顶部的除尘器对氧化物粉和热空气进行分离，氧化物粉在重力和除尘器的分离作用下落回氧化物粉料仓，达到焙烧炉燃烧反应和热化学反应纯度要求的热空气在风机的负压抽吸下经第一热空气管道进入风机进口；

由第一热空气管道和第二热空气管道输送的两路热空气在风机内混合均化，在风机正压侧，一路热空气经助燃空气管道进入烧嘴的助燃空气进口，在焙烧炉内与燃气燃烧，为雾状液滴在焙烧炉内的热化学反应提供热量和反应所需氧气，另一路热空气通过尾气管道排放。

本发明的有益效果是：

该系统彻底消除了尾气中的污染物——除尘器对氧化物粉料仓内的氧化物粉和热空气进行分离，达到焙烧炉燃烧反应和热化学反应纯度要求的热空气在风机的抽吸作用下进入第一热空气管道，再进入风机，然后一路热空气经助燃空气管道进入烧嘴的助燃空气进口，另一路热空气通过尾气管道排放，排放的尾气没有氧化物粉，在焙烧炉中，液滴在焙烧炉内经热化学反应后，生成高温烟气和大量高温氧化物粉，一部分氧化物粉直接落到焙烧炉底部，另外一部分氧化物粉被高温烟气带入旋风除尘器，分离后经第一旋转阀返回焙烧炉，高温烟气通入文丘里预浓缩器，通过酸洗废液处理后，最终通向吸收塔，整个过程去除了尾气中携带的氧化物粉粉尘颗粒及其它污染物。

该系统有效地利用了氧化物粉的余热——一路冷空气从氧化物粉管道进口抽入，与氧化物粉管道内的高温氧化物粉进行充分的热交换，氧化物粉被冷却，冷空气被加热成为热空气，另一路冷空气通入降温通道，与破碎机、第二旋转阀和排渣管道进行充分的热交换后成为热空气，由第一热空气管道和第二热空气管道输送的两路热空气在风机内混合均化，在风机正压侧，一路热空气经助燃空气管道进入烧嘴的助燃空气进口，带来的好处是，避免了热量的浪费和污染，烧嘴助燃空气进口处的空气不必预热、减少了燃料消耗，为关键设备进行了降温。

该系统减少了能耗——氧化物粉的输送和焙烧炉中助燃空气的输送共用一台风机，节省了助燃风机的使用，可以为企业节省大量的电能。

附图说明

图1是本发明实施例的工艺图。

图中：1-第一热空气管道；2-尾气管道；3-风机；4-助燃空气管道；5-第二热空气管道； 6-氧化物粉管道；7-第二旋转阀；8-破碎机；9-隔热罩；10-排渣管道；11-第二泵；12-第一泵；13-第一旋转阀；14-液滴喷射组件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

如图1所示，一种喷雾焙烧中节能环保型氧化物粉输送系统，包括文丘里预浓缩器、焙烧炉、旋风除尘器、氧化物粉料仓、除尘器和风机3；文丘里预浓缩器的进液口用于接收酸洗废液、排气口连接至吸收塔、出液口通过第一泵12实现内循环和向外供料，焙烧炉的排气口连接至旋风除尘器进口、液滴喷射组件14通过第二泵11接收第一泵12的来料、烧嘴设有燃气进口和助燃空气进口(烧嘴沿焙烧炉圆周均布)、出渣口设有破碎机8，旋风除尘器的排气口连通至文丘里预浓缩器、出渣口设有第一旋转阀13且连通至焙烧炉，氧化物粉料仓的顶部设置除尘器、上部连通有氧化物粉管道6、底部出口连接至包装机，除尘器排气口通过第一热空气管道1接入风机3进口，破碎机8出口设有第二旋转阀7且通过排渣管道10接入氧化物粉管道6，破碎机8、第二旋转阀7和排渣管道10外部设有隔热罩9且与隔热罩9的间隙形成降温通道，一路冷空气通入氧化物粉管道6进口、另一路冷空气通入降温通道后通过第二热空气管道5接入风机3进口，风机3出口一路通过尾气管道2排放、另一路通过助燃空气管道4接入助燃空气进口。

上述节能环保型氧化物粉输送系统的作业方法如下：

酸洗废液(酸洗废液一般为盐酸、氢氟酸、硝酸混酸等，在本实施例中，酸洗废液为盐酸废液)在文丘里预浓缩器内浓缩后，经第一泵12和第二泵11加压通过液滴喷射组件 14以雾状液滴喷入焙烧炉(在本实施例中，盐酸废液经过文丘里预浓缩器和液滴喷射组件 14处理后为FeCl₂液滴)，雾状液滴在焙烧炉内经热化学反应后，生成高温烟气和高温氧化物粉(550℃左右)，大部分氧化物粉(550℃左右)在重力作用下直接落到焙烧炉底部，少量氧化物粉(550℃左右)被烟气带入旋风除尘器中并在离心力和重力作用下再次分离，然后经第一旋转阀13返回焙烧炉底部，焙烧炉底部的高温氧化物粉(550℃左右)通过破碎机8破碎后，经过第二旋转阀7和排渣管道10落入氧化物粉管道6；

在风机3的负压抽吸下，一路冷空气从氧化物粉管道6进口抽入，与氧化物粉管道6内的高温氧化物粉(550℃左右)进行充分的热交换，氧化物粉被冷却、温度降至45～65℃，冷空气被加热成为热空气、温度升至45～65℃，冷却的氧化物粉(45～65℃)被热空气沿氧化物粉管道6输送至氧化物粉料仓上部；另一路冷空气通入降温通道，与破碎机8、第二旋转阀7和排渣管道10进行充分的热交换后成为热空气(45～65℃)，热空气(45～65℃) 经第二热空气管道5进入风机3进口；

在氧化物粉料仓顶部的除尘器对氧化物粉(45～65℃)和热空气(45～65℃)进行分离，氧化物粉(45～65℃)在重力和除尘器的分离作用下落回氧化物粉料仓，达到焙烧炉燃烧反应和热化学反应纯度要求的热空气(45～65℃)在风机3的负压抽吸下经第一热空气管道1 进入风机3进口；

由第一热空气管道1和第二热空气管道5输送的两路热空气(45～65℃)在风机3内混合均化，在风机3正压侧，一路热空气(45～65℃)经助燃空气管道4进入烧嘴的助燃空气进口，在焙烧炉内与燃气燃烧(燃气压力4～6Kpa)，为雾状液滴在焙烧炉内的热化学反应提供热量和反应所需氧气，另一路热空气(45～65℃)通过尾气管道2排放。

如图1所示，在本实施例中，氧化物粉管道6进口处设有自动阀门K1，第二热空气管道5上设有自动阀门K2，尾气管道2上设有自动阀门K3，焙烧炉内温度由助燃空气量调节，当所需的助燃空气量减少时，自动阀门K1和自动阀门K2的开度降低且自动阀门K3 的开度提高，当所需的助燃空气量增多时，自动阀门K1和自动阀门K2的开度提高且自动阀门K3的开度降低，自动阀门K1、自动阀门K2和自动阀门K3三者联动配合。

如图1所示，在本实施例中，第一热空气管道1上设有流量计01，第二热空气管道5上设有流量计02，助燃空气管道4上设有流量计03，流量计03连锁控制自动阀门K1、自动阀门K2和自动阀门K3，当所需的助燃空气量减少时，流量计03设定值减小，自动阀门K1和自动阀门K2的开度降低且自动阀门K3的开度提高，当所需的助燃空气量增多时，流量计03设定值增大，自动阀门K1和自动阀门K2的开度提高且自动阀门K3的开度降低。

如图1所示，在本实施例中，两个第一泵12并联设置，两个第二泵11并联设置，起到备份的作用。

在本实施例中，风机3的风压和风量能同时满足冷却高温氧化物粉、加热冷空气、为焙烧炉燃烧反应及热化学反应提供足够助燃空气。氧化物粉料仓的顶部设置除尘器一套以上，氧化物粉在重力和除尘器的分离作用下落回氧化物粉料仓，分离后的空气达到焙烧炉燃烧反应和热化学反应纯度要求,当然也可以在尾气管道2上设置一套或多套除尘器。

该系统彻底消除了尾气中的污染物——除尘器对氧化物粉料仓内的氧化物粉和热空气进行分离，达到焙烧炉燃烧反应和热化学反应纯度要求的热空气在风机3的抽吸作用下进入第一热空气管道1，再进入风机3，然后一路热空气经助燃空气管道4进入烧嘴的助燃空气进口，另一路热空气通过尾气管道2排放，排放的尾气没有氧化物粉，在焙烧炉中，液滴在焙烧炉内经热化学反应后，生成高温烟气和大量高温氧化物粉，一部分氧化物粉直接落到焙烧炉底部，另外一部分氧化物粉被高温烟气带入旋风除尘器，分离后经第一旋转阀13返回焙烧炉，高温烟气通入文丘里预浓缩器，通过酸洗废液处理后，最终通向吸收塔，整个过程去除了尾气中携带的氧化物粉粉尘颗粒及其它污染物。

该系统有效地利用了氧化物粉的余热——一路冷空气从氧化物粉管道6进口抽入，与氧化物粉管道6内的高温氧化物粉进行充分的热交换，氧化物粉被冷却，冷空气被加热成为热空气，另一路冷空气通入降温通道，与破碎机8、第二旋转阀7和排渣管道10进行充分的热交换后成为热空气，由第一热空气管道1和第二热空气管道5输送的两路热空气在风机3内混合均化，在风机正压侧，一路热空气经助燃空气管道4进入烧嘴的助燃空气进口，带来的好处是，避免了热量的浪费和污染，烧嘴助燃空气进口处的空气不必预热、减少了燃料消耗，为关键设备进行了降温。

该系统减少了能耗——氧化物粉的输送和焙烧炉中助燃空气的输送共用一台风机3，节省了助燃风机的使用，可以为企业节省大量的电能。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种喷雾焙烧中节能环保型氧化物粉输送系统，其特征在于：包括文丘里预浓缩器、焙烧炉、旋风除尘器、氧化物粉料仓、除尘器和风机；文丘里预浓缩器的进液口用于接收酸洗废液、排气口连接至吸收塔、出液口通过第一泵实现内循环和向外供料，焙烧炉的排气口连接至旋风除尘器进口、液滴喷射组件通过第二泵接收第一泵的来料、烧嘴设有燃气进口和助燃空气进口、出渣口设有破碎机，旋风除尘器的排气口连通至文丘里预浓缩器、出渣口设有第一旋转阀且连通至焙烧炉，氧化物粉料仓的顶部设置除尘器、上部连通有氧化物粉管道、底部出口连接至包装机，除尘器排气口通过第一热空气管道接入风机进口，破碎机出口设有第二旋转阀且通过排渣管道接入氧化物粉管道，破碎机、第二旋转阀和排渣管道外部设有隔热罩且与隔热罩的间隙形成降温通道，一路冷空气通入氧化物粉管道进口、另一路冷空气通入降温通道后通过第二热空气管道接入风机进口，风机出口一路通过尾气管道排放、另一路通过助燃空气管道接入助燃空气进口。

2.如权利要求1所述的节能环保型氧化物粉输送系统，其特征在于：氧化物粉管道进口处设有自动阀门K1，第二热空气管道上设有自动阀门K2，尾气管道上设有自动阀门K3，焙烧炉内温度由助燃空气量调节，当所需的助燃空气量减少时，自动阀门K1和自动阀门K2的开度降低且自动阀门K3的开度提高，当所需的助燃空气量增多时，自动阀门K1和自动阀门K2的开度提高且自动阀门K3的开度降低，自动阀门K1、自动阀门K2和自动阀门K3三者联动配合。

3.如权利要求2所述的节能环保型氧化物粉输送系统，其特征在于：第一热空气管道上设有流量计01，第二热空气管道上设有流量计02，助燃空气管道上设有流量计03，流量计03连锁控制自动阀门K1、自动阀门K2和自动阀门K3，当所需的助燃空气量减少时，流量计03设定值减小，自动阀门K1和自动阀门K2的开度降低且自动阀门K3的开度提高，当所需的助燃空气量增多时，流量计03设定值增大，自动阀门K1和自动阀门K2的开度提高且自动阀门K3的开度降低。

4.如权利要求1所述的节能环保型氧化物粉输送系统，其特征在于：两个第一泵并联设置，两个第二泵并联设置。

5.如权利要求1所述的节能环保型氧化物粉输送系统，其特征在于：风机的风压和风量能同时满足冷却高温氧化物粉、加热冷空气、为焙烧炉燃烧反应及热化学反应提供足够助燃空气。

6.如权利要求1所述的节能环保型氧化物粉输送系统，其特征在于：氧化物粉料仓的顶部设置除尘器一套以上，氧化物粉在重力和除尘器的分离作用下落回氧化物粉料仓，分离后的空气达到焙烧炉燃烧反应和热化学反应纯度要求。

7.一种如权利要求1至6任一所述的节能环保型氧化物粉输送系统的作业方法，其特征在于：

酸洗废液在文丘里预浓缩器内浓缩后，经第一泵和第二泵加压通过液滴喷射组件以雾状液滴喷入焙烧炉，雾状液滴在焙烧炉内经热化学反应后，生成高温烟气和高温氧化物粉，大部分氧化物粉在重力作用下直接落到焙烧炉底部，少量氧化物粉被烟气带入旋风除尘器中并在离心力和重力作用下再次分离，然后经第一旋转阀返回焙烧炉底部，焙烧炉底部的高温氧化物粉通过破碎机破碎后，经过第二旋转阀和排渣管道落入氧化物粉管道；

在风机的负压抽吸下，一路冷空气从氧化物粉管道进口抽入，与氧化物粉管道内的高温氧化物粉进行充分的热交换，氧化物粉被冷却、温度降至45～65℃，冷空气被加热成为热空气、温度升至45～65℃，冷却的氧化物粉被热空气沿氧化物粉管道输送至氧化物粉料仓上部；另一路冷空气通入降温通道，与破碎机、第二旋转阀和排渣管道进行充分的热交换后成为热空气，热空气经第二热空气管道进入风机进口；

在氧化物粉料仓顶部的除尘器对氧化物粉和热空气进行分离，氧化物粉在重力和除尘器的分离作用下落回氧化物粉料仓，达到焙烧炉燃烧反应和热化学反应纯度要求的热空气在风机的负压抽吸下经第一热空气管道进入风机进口；

由第一热空气管道和第二热空气管道输送的两路热空气在风机内混合均化，在风机正压侧，一路热空气经助燃空气管道进入烧嘴的助燃空气进口，在焙烧炉内与燃气燃烧，为雾状液滴在焙烧炉内的热化学反应提供热量和反应所需氧气，另一路热空气通过尾气管道排放。