CN110793340A - 一种选矿竖炉水封池污水余热回收装置和回收工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种选矿竖炉水封池污水余热回收装置和回收工艺，在选矿竖炉水封池(1)内安装非金属换热器(2)，非金属换热器(2)的换热器管内通入的供暖水和所述水封池内污水换热后，经热水泵(5)送入采暖装置(6)用于冬季供暖；在水封池的进、出口和换热器的进出口分别安装温度测量单元、流量测量单元及电动开关装置；通过控制水封池补水量和换热器管内供暖水流量保证供暖水温恒定在一定范围。非金属换热器沉浸安装在选矿竖炉水封池中，节省了污水的输送泵及管网、过滤净化系统的建设；使用非金属材质的换热器解决了传统换热器腐蚀、结垢、堵塞等问题。通过本发明可以有效回收选矿竖炉水封池内污水的余热，显著提高余热回收系统的使用寿命，降低钢铁企业的生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种余热回收的装置和回收工艺，特别是一种选矿竖炉水封池污水余热回收装置和回收工艺。
背景技术
目前，钢铁行业回收利用的余热主要来自高温烟气的显热和生产过程中排放的可燃气，中低温余热(即低品位余热)回收利用率很低。钢铁厂选矿竖炉水封池的污水余热属于低品位余热，且目前国内对该部分余热的利用尚属空白，同时水封池内冷却水与烧结矿直接接触换热，水质偏碱性且含有大量杂质，使用金属换热设备易发生结垢及腐蚀问题。
选矿竖炉工作时，水封池的水温为60～80℃，目前对于该温度范围内的余热资源，国家政策鼓励利用低温余热进行采暖。
本发明工艺结合污水的特点，使用非金属换热器解决了传统金属换热器易结垢腐蚀的问题，且省去了污水的输送泵及管网、过滤净化系统的建设，解决了选矿竖炉水封池污水余热回收的问题。
发明内容
为了解决背景技术的缺陷，本发明提供一种选矿竖炉水封池污水余热回收装置和回收工艺，在选矿竖炉水封池(1)内安装非金属换热器(2)，非金属换热器(2)的换热器管内通入的供暖水和所述水封池内污水换热后，经热水泵(5)送入采暖装置(6)用于冬季供暖；在水封池的进、出口和换热器的进出口分别安装温度测量单元、流量测量单元及电动开关装置；通过控制水封池补水量和换热器管内供暖水流量保证供暖水温恒定在一定范围。本发明的优点是：非金属换热器沉浸安装在选矿竖炉水封池中，节省了污水的输送泵及管网、过滤净化系统的建设；使用非金属材质的换热器解决了传统换热器腐蚀、结垢、堵塞等问题。通过本发明可以有效回收选矿竖炉水封池内污水的余热，显著提高余热回收系统的使用寿命，降低钢铁企业的生产成本。
本发明涉及一种选矿竖炉水封池污水余热回收装置，所述回收装置包括：选矿竖炉水封池(1)、非金属换热器(2)、挡板、热水泵(5)、采暖装置(6)、换热器补水装置(8)、水封池补水装置(9)和过滤器(10)；选矿竖炉水封池(1)具有水封池入口(11)和溢流口(12)，选矿竖炉水封池(1)的一端设置有水封池入口(11)，选矿竖炉水封池(1)的另一端设置有溢流口(12)，用于使得污水从水封池入口(11)流入，从溢流口(12)流出；非金属换热器(2)设置在选矿竖炉水封池(1)中，非金属换热器(2)具有入口端和出口端，非金属换热器(2)的入口端通过入口端管道连接采暖装置(6)，用于使得采暖装置(6)的供暖水流入非金属换热器(2)并与所述水封池(1)内污水进行换热提温；非金属换热器(2)的出口端通过出口端管道连接采暖装置(6)，用于将提温后的供暖水返回采暖装置(6)；水封池补水装置(9)连接选矿竖炉水封池(1)，用于对所述水封池(1)进行补水；入口端管道上设置有热水泵(5)和过滤器(10)；换热器补水装置(8)通过换热器补水管道连接入口端管道，用于当非金属换热器(2)出口端的出口压力低于设定值时，进行补水；挡板具有挡板一(3-1)和挡板二(3-2)，所述非金属换热器(2)的两侧安装挡板一(3-1)和挡板二(3-2)，用于防止污水从所述换热器(2)与池壁之间的缝隙流走，将换热器(2)短路。
其中，选矿竖炉水封池(1)部分位于地面以下。非金属换热器(2)设置在选矿竖炉水封池(1)靠近溢流口(12)的一端。
其中，入口端管道上连接有第一测量装置(7-1)和第一电动阀(4-1)；第一测量装置(7-1)用于测量非金属换热器(2)入口端管道的温度、压力和/或流量；第一测量装置(7-1)和第一电动阀(4-1)设置在热水泵(5)的下游侧，过滤器(10)设置在热水泵(5)的上游侧。
其中，出口端管道上连接有第二测量装置(7-2)和第二电动阀(4-2)；第二测量装置(7-2)用于测量非金属换热器(2)出口端管道的温度、压力和/或流量；换热器补水管道设置在过滤器(10)的上游侧，换热器补水管道设置有第三电动阀(4-3)。
其中，水封池补水装置(9)通过水封池补水管道连接选矿竖炉水封池(1)，水封池补水管道上连接有第三测量装置(7-3)和第四电动阀(4-4)；第三测量装置(7-3)用于测量水封池补水管道和/或水封池入口(11)处的温度、压力和/或流量。
其中，溢流口(12)处设置有第四测量装置(7-4)，用于测量溢流口处的温度、压力和/或流量。
其中，所述非金属换热器(2)包括框架式外壳和换热管束，所述框架式外壳的材料为防腐类非金属材料；所述换热管束的材料为乙烯或乙炔类聚合物非金属材料；所述换热管束为蛇形回转结构或螺旋形结构；非金属换热器(2)直接安装在所述水封池(1)内，其上表面高度不超过所述水封池盖板下底面。
其中，还包括自动控制装置，自动控制装置连接第一电动阀(4-1)、第二电动阀(4-2)、第三电动阀(4-3)和第四电动阀(4-4)，所述非金属换热器(2)的启停通过自动控制装置控制电动阀(4-1)、电动阀(4-2)的开关实现；所述换热器补水装置(8)启停通过自动控制装置控制电动阀(4-3)的开关实现；所述水封池补水装置(9)启停通过自动控制装置控制电动阀(4-4)的开关实现；自动控制装置连接热水泵(5)，热水泵流量调节均通过自动控制系统控制热水泵(5)频率实现。
本发明涉及一种选矿竖炉水封池污水余热回收工艺，包括如下工艺步骤：
(1)水封池(1)内污水从水封池入口(11)流入，从溢流口(12)流出；当池内液位低于设定值时，水封池补水装置(9)用于向池内补水；
(2)非金属换热器(2)内供暖水来自采暖装置(6)，经过滤器(10)除污后依次流入热水泵(5)和非金属换热器(2)，在换热器管内与水封池(1)内污水换热提温后流出，送往采暖装置(6)；当换热器出口压力低于设定值时，换热器补水装置(8)开启，为采暖装置(6)补水。
本发明优选还涉及一种选矿竖炉水封池污水余热回收工艺，包括如下工艺步骤：
水封池(1)内污水从水封池入口(11)流入，从溢流口(12)流出。当池内液位低于设定值时，水封池补水装置(9)用于向池内补水；非金属换热器(2)内供暖水来自供暖用户(6)，经过滤器(10)除污后依次流入热水泵(5)和非金属换热器(2)，在换热器管内与水封池(1)内污水换热提温后流出，送往用户(6)。当换热器出口压力低于设定值时，换热器补水装置(8)开启，为供暖系统补水。
其中，所述选矿竖炉水封池污水余热回收的工艺包括：选矿竖炉水封池(1)、非金属换热器(2)、挡板(3)、电动阀(4)、热水泵(5)、采暖装置(6)、测量单元(7)、换热器补水装置(8)、水封池补水装置(9)、过滤器(10)、水封池入口(11)、溢流口(12)；所述非金属换热器(2)主要由框架式外壳和换热管束组成，也可包含其他附属装置，如温度、压力、流量测量装置等；所述框架式外壳可采用金属材料外喷涂防腐涂料或直接采用防腐类非金属材料；所述换热管束材料为乙烯或乙炔类聚合物非金属材料；所述框架式外壳的结构可由加强筋锚固组合而成；所述换热管束结构为多根换热管组合为一组后，蛇形回转或螺旋形盘绕而成；所述非金属换热器(2)直接安装在水封池(1)内，其上表面高度不超过水封池盖板下底面；所述换热器两侧安装挡板一(3-1)和挡板二(3-2)，防止污水从换热器与池壁之间的缝隙流走，将换热器短路；所述非金属换热器进、出口处电动阀门采用法兰连接，方便随时断开管道取出换热器，对水封池进行清淤；当非金属换热器出口温度低于设定值时，调节热水泵(5)，降低其水流量；在非金属换热器进口处安装温度、压力测量装置(7-1)，出口处安装温度、压力、流量测量装置(7-2)；在水封池的进口处安装温度测量装置(7-3)，出口处安装温度、流量、水位测量装置(7-4)。实时监测各处温度、压力、流量并反馈；所述非金属换热器的启停通过自动控制装置控制电动阀(4-1)、电动阀(4-2)的开关实现；所述换热器补水装置启停通过自动控制装置控制电动阀(4-3)的开关实现；所述水封池补水装置启停通过自动控制装置控制电动阀(4-4)的开关实现；所述热水泵流量调节均通过自动控制系统控制热水泵(5)频率实现；所述管道要做保温处理；所述工艺的余热回收对象包括但不限于选矿竖炉水封池，一起高温污水池的余热回收均可使用本工艺
本发明优点是非金属换热器沉浸安装在选矿竖炉水封池中，节省了污水的输送泵及管网、过滤净化系统的建设；使用非金属材质的换热器解决了传统换热器腐蚀、结垢、堵塞等问题。通过本发明可以有效回收选矿竖炉水封池内污水的余热，显著提高余热回收系统的使用寿命，降低钢铁企业的生产成本。
附图说明
图1选矿竖炉水封池余热回收工艺流程示意图
1.选矿竖炉水封池 2.非金属换热器 3.挡板(3-1.挡板一3-2.挡板二) 4.电动阀(4-1.非金属换热器进口电动阀 4-2.非金属换热器出口电动阀 4-3.换热器补水装置电动阀 4-4.水封池补水装置电动阀) 5.热水泵 6.采暖装置 7.测量单元 (7-1.非金属换热器进口温度、压力测量装置 7-2.非金属换热器出口温度、压力、流量测量装置 7-3.水封池进口温度测量装置 7-4.水封池出口温度、流量、水位测量装置)8.换热器补水装置 9.水封池补水装置 10.过滤器 11.水封池入口 12.溢流口。
具体实施方式
如图1所示，本发明涉及一种选矿竖炉水封池污水余热回收装置，所述回收装置包括：选矿竖炉水封池1、非金属换热器2、挡板3、热水泵5、采暖装置6、换热器补水装置8、水封池补水装置9和过滤器10；选矿竖炉水封池1具有水封池入口11和溢流口12，选矿竖炉水封池1的一端设置有水封池入口11，选矿竖炉水封池1的另一端设置有溢流口12，用于使得污水从水封池入口11流入，从溢流口12流出；非金属换热器2设置在选矿竖炉水封池1中，非金属换热器2具有入口端和出口端，非金属换热器2的入口端通过入口端管道连接采暖装置6，用于使得采暖装置6的供暖水流入非金属换热器2并与所述水封池1内污水进行换热提温；非金属换热器2的出口端通过出口端管道连接采暖装置6，用于将提温后的供暖水返回采暖装置6；水封池补水装置9连接选矿竖炉水封池1，用于对所述水封池1进行补水；入口端管道上设置有热水泵5和过滤器10；换热器补水装置8通过换热器补水管道连接入口端管道，用于当非金属换热器2出口端的出口压力低于设定值时，进行补水；挡板3具有挡板一3-1和挡板二3-2，所述非金属换热器2的两侧安装挡板一3-1和挡板二3-2，用于防止污水从所述换热器2与池壁之间的缝隙流走，将换热器2短路。
其中，选矿竖炉水封池1部分位于地面以下。非金属换热器2设置在选矿竖炉水封池1靠近溢流口12的一端。其中，入口端管道上连接有第一测量装置7-1和第一电动阀4-1；第一测量装置7-1用于测量非金属换热器2入口端管道的温度、压力和/或流量；第一测量装置7-1和第一电动阀4-1设置在热水泵5的下游侧，过滤器10设置在热水泵5的上游侧。
其中，出口端管道上连接有第二测量装置7-2和第二电动阀4-2；第二测量装置7-2用于测量非金属换热器2出口端管道的温度、压力和/或流量；换热器补水管道设置在过滤器10的上游侧，换热器补水管道设置有第三电动阀4-3。其中，水封池补水装置9通过水封池补水管道连接选矿竖炉水封池1，水封池补水管道上连接有第三测量装置7-3和第四电动阀4-4；第三测量装置7-3用于测量水封池补水管道和/或水封池入口11处的温度、压力和/或流量。其中，溢流口12处设置有第四测量装置7-4，用于测量溢流口处的温度、压力和/或流量。
其中，所述非金属换热器2包括框架式外壳和换热管束，所述框架式外壳的材料为防腐类非金属材料；所述换热管束的材料为乙烯或乙炔类聚合物非金属材料；所述换热管束为蛇形回转结构或螺旋形结构；非金属换热器2直接安装在所述水封池1内，其上表面高度不超过所述水封池盖板下底面。
其中，还包括自动控制装置，自动控制装置连接第一电动阀4-1、第二电动阀4-2、第三电动阀4-3和第四电动阀4-4，所述非金属换热器2的启停通过自动控制装置控制电动阀4-1、电动阀4-2的开关实现；所述换热器补水装置8启停通过自动控制装置控制电动阀4-3的开关实现；所述水封池补水装置9启停通过自动控制装置控制电动阀4-4的开关实现；自动控制装置连接热水泵5，热水泵流量调节均通过自动控制系统控制热水泵5频率实现。
如图1所示，一种选矿竖炉水封池污水余热回收工艺，包括如下工艺步骤：
(1)水封池1内污水从水封池入口11流入，从溢流口12流出；当池内液位低于设定值时，水封池补水装置9用于向池内补水；
(2)非金属换热器2内供暖水来自采暖装置6，经过滤器10除污后依次流入热水泵5和非金属换热器2，在换热器管内与水封池1内污水换热提温后流出，送往采暖装置6；当换热器出口压力低于设定值时，换热器补水装置8开启，为采暖装置6补水。
上述实施方式，不仅限于上述实施例，而且对相关装置的其他组合亦是本发明所保护的范围上述实施方式仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。
Claims (10)
1.一种选矿竖炉水封池污水余热回收装置，其特征在于，所述回收装置包括：选矿竖炉水封池(1)、非金属换热器(2)、挡板、热水泵(5)、采暖装置(6)、换热器补水装置(8)、水封池补水装置(9)和过滤器(10)；选矿竖炉水封池(1)具有水封池入口(11)和溢流口(12)，选矿竖炉水封池(1)的一端设置有水封池入口(11)，选矿竖炉水封池(1)的另一端设置有溢流口(12)，用于使得污水从水封池入口(11)流入，从溢流口(12)流出；非金属换热器(2)设置在选矿竖炉水封池(1)中，非金属换热器(2)具有入口端和出口端，非金属换热器(2)的入口端通过入口端管道连接采暖装置(6)，用于使得采暖装置(6)的供暖水流入非金属换热器(2)并与所述水封池(1)内污水进行换热提温；非金属换热器(2)的出口端通过出口端管道连接采暖装置(6)，用于将提温后的供暖水返回采暖装置(6)；水封池补水装置(9)连接选矿竖炉水封池(1)，用于对所述水封池(1)进行补水；入口端管道上设置有热水泵(5)和过滤器(10)；换热器补水装置(8)通过换热器补水管道连接入口端管道，用于当非金属换热器(2)出口端的出口压力低于设定值时，进行补水；挡板具有挡板一(3-1)和挡板二(3-2)，所述非金属换热器(2)的两侧安装挡板一(3-1)和挡板二(3-2)，用于防止污水从所述换热器(2)与池壁之间的缝隙流走，将换热器(2)短路。
2.根据权利要求1所述的一种选矿竖炉水封池污水余热回收装置，其特征在于，选矿竖炉水封池(1)部分位于地面以下。
3.根据权利要求1-2之一所述的一种选矿竖炉水封池污水余热回收装置，其特征在于，非金属换热器(2)设置在选矿竖炉水封池(1)靠近溢流口(12)的一端。
4.根据权利要求1-3之一所述的一种选矿竖炉水封池污水余热回收装置，其特征在于，入口端管道上连接有第一测量装置(7-1)和第一电动阀(4-1)；第一测量装置(7-1)用于测量非金属换热器(2)入口端管道的温度、压力和/或流量；第一测量装置(7-1)和第一电动阀(4-1)设置在热水泵(5)的下游侧，过滤器(10)设置在热水泵(5)的上游侧。
5.根据权利要求1-4之一所述的一种选矿竖炉水封池污水余热回收装置，其特征在于，出口端管道上连接有第二测量装置(7-2)和第二电动阀(4-2)；第二测量装置(7-2)用于测量非金属换热器(2)出口端管道的温度、压力和/或流量；换热器补水管道设置在过滤器(10)的上游侧，换热器补水管道设置有第三电动阀(4-3)。
6.根据权利要求1-5之一所述的一种选矿竖炉水封池污水余热回收装置，其特征在于，水封池补水装置(9)通过水封池补水管道连接选矿竖炉水封池(1)，水封池补水管道上连接有第三测量装置(7-3)和第四电动阀(4-4)；第三测量装置(7-3)用于测量水封池补水管道和/或水封池入口(11)处的温度、压力和/或流量。
7.根据权利要求1-6之一所述的一种选矿竖炉水封池污水余热回收装置，其特征在于，溢流口(12)处设置有第四测量装置(7-4)，用于测量溢流口处的温度、压力和/或流量。
8.根据权利要求1-7之一所述的一种选矿竖炉水封池污水余热回收装置，其特征在于，所述非金属换热器(2)包括框架式外壳和换热管束，所述框架式外壳的材料为防腐类非金属材料；所述换热管束的材料为乙烯或乙炔类聚合物非金属材料；所述换热管束为蛇形回转结构或螺旋形结构；非金属换热器(2)直接安装在所述水封池(1)内，其上表面高度不超过所述水封池盖板下底面。
9.根据权利要求1-8之一所述的一种选矿竖炉水封池污水余热回收装置，其特征在于，还包括自动控制装置，自动控制装置连接第一电动阀(4-1)、第二电动阀(4-2)、第三电动阀(4-3)和第四电动阀(4-4)，所述非金属换热器(2)的启停通过自动控制装置控制电动阀(4-1)、电动阀(4-2)的开关实现；所述换热器补水装置(8)启停通过自动控制装置控制电动阀(4-3)的开关实现；所述水封池补水装置(9)启停通过自动控制装置控制电动阀(4-4)的开关实现；自动控制装置连接热水泵(5)，热水泵流量调节均通过自动控制系统控制热水泵(5)频率实现。
10.一种选矿竖炉水封池污水余热回收工艺，其特征在于，包括如下工艺步骤：
(1)水封池(1)内污水从水封池入口(11)流入，从溢流口(12)流出；当池内液位低于设定值时，水封池补水装置(9)用于向池内补水；
(2)非金属换热器(2)内供暖水来自采暖装置(6)，经过滤器(10)除污后依次流入热水泵(5)和非金属换热器(2)，在换热器管内与水封池(1)内污水换热提温后流出，送往采暖装置(6)；当换热器出口压力低于设定值时，换热器补水装置(8)开启，为采暖装置(6)补水。
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