CN112033169A - 活性石灰回转窑生产线烟气余热利用换热器及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及烟气余热利用技术领域，尤其涉及一种活性石灰回转窑生产线烟气余热利用换热器及其系统，其结构包括：烟气分配器、集灰斗分别固定在换热介质壳体上、下端口上；烟气入口、烟气出口分别设置在烟气分配器、集灰斗上；换热元件由竖向设置在换热介质壳体中的若干组螺旋槽管组成，螺旋槽管的上端与烟气分配器连通，螺旋槽管的下端与集灰斗连通；卸灰阀设置在集灰斗的底部；换热介质入口和换热介质出口均固定在换热介质壳体上，且换热介质入口和换热介质出口均与换热介质壳体内腔连通。本发明的换热元件采用螺旋槽管，且螺旋槽管竖向布置；换热方式创新：采用烟气在换热元件内，换热介质在换热元件外。解决换热器积尘、堵塞和结露问题。

Description

活性石灰回转窑生产线烟气余热利用换热器及其系统

技术领域

本发明涉及烟气余热利用技术领域，尤其涉及一种活性石灰回转窑生产线烟气余热利用换热器及其系统。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

活性石灰具有晶粒细小、气孔率高、比表面积大、体积密度小、活性度高、残余CO₂含量低等优点，在工业生产中得到广泛应用。其中钢铁、电石、氧化铝、建材是工业大规模化使用活性石灰的四大行业，总用量占到活性石灰工业产能的90％以上。在钢铁行业回转窑活性石灰生产线产能占到总用量的一半以上，尤其对石灰质量要求高的不锈钢、特钢行业基本是回转窑；氧化铝行业大部分是回转窑；随着电石行业的发展，回转窑在电石行业的应用也越来越广泛。此外活性石灰生产的纳米钙，可用做橡胶、塑料、造纸、牙膏、化妆品等的填充料；农业上，常用活性石灰配制农药，用于土壤中和改良剂、植物钙肥等；也广泛应用于烟气脱硫、工业废水处理等环境保护领域。

活性石灰回转窑生产线生产设备主要有石灰石预热的竖式预热器、石灰煅烧的回转窑和石灰冷却的竖式冷却器组成；存储在竖式预热器料仓内的石灰石，通过12个下料管均匀分布到竖式预热器各室内。通过进入竖式预热器中的950～1050℃废气预热后，石灰石在竖式预热器中分解率约有25～40％。高温废气在预热石灰石后温度显著降低，离开竖式预热器废气温度约240～320℃。经过预热并部分分解的石灰石由液压推杆推动，经转运溜槽进入回转窑中。石灰石在回转窑内处于不断翻滚状态，与高温气体通过对流、辐射等换热方式，实现逆流煅烧，得到彻底分解。煅烧好的石灰进入竖式冷却器，由底部送入的二次空气冷却后通过振动给料机排出。二次空气在冷却器内冷却石灰的同时被加热600～700℃，经窑头罩部分进入回转窑内，作为燃料助燃空气在回转窑内参与燃烧。从预热器顶部排出的烟气其主要成份为CO₂(含量约30-40％)、N₂(含量近70-60％)、少量的O₂、CO、SO₂、NO_x等。此外，窑气中还含有少量的水蒸汽(来自燃料和原料中所含水份)、固体粉尘(粉尘浓度可达5-15g/m³，主要成份为石灰粉、石灰石粉、煤灰、泥土)。

目前，国内大部分活性石灰回转窑烟气净化流程为：从竖式预热器排出的240～320℃废烟气经机立空冷器(或冷风配风阀)降温到200℃以下，以适应普通耐温滤袋使用温度(≤200℃)及中低温SCR(选择性催化还原)脱硝装置(温度≥180℃)；烟气经低压长袋脉冲收尘器净化粉尘后，需要排烟机加压，然后经过SCR脱除NO_X，烟气最后通过烟囱达标排放。烟气中的SO₂主要是在石灰窑内由石灰石和燃料中的单质硫和硫化物氧化或分解产生，由于大部分SO₂被物料中的氧化钙吸收形成硫酸钙及亚硫酸钙等物质，依据日常生产检测和政府环境部门的监测数据表明，烟气中的SO₂实际排放量很少，可以忽略不计。在低压长袋气箱脉冲收尘器进出口设置废气旁通烟道，旁通烟道的作用是在回转窑内衬检修特别是浇注料整体内衬施工完成后，按曲线烘窑时，为防止含水高的烟气使除尘器滤袋产生糊袋，造成除尘器故障及更换滤袋的损失，烟气不经低压长袋气箱脉冲收尘器净化，由排烟机直接通过烟囱排放至大气中。

综上所述，目前我国广泛使用的活性石灰回转窑生产线余热主要来自于预热器排出的废烟气，属于高粉尘浓度的中低温余热，使用常规燃料时，一般出预热器的烟气温度在240～320℃，排烟热损失占生产线总热耗的20％以上，所以如何提高烟气余热综合利用效果，是降低活性石灰回转窑生产线单耗，提高热效率的重要内容和方向。活性石灰回转窑生产线从竖式预热器排出的废烟气，如何满足不断提高的环保排放标准要求，同时实现低投入、高效益、运行费用低、操作简单安全，存在以下技术难点：

1)活性石灰回转窑系统均配套预热入窑石灰石的竖式预热器，采用普通热值(≥6700kJ/Nm³)燃料时，竖式预热器出口的废烟气温度240～320℃，虽然温度不高，但烟气量大，600t/d生产线的烟气量约100000Nm³/h，所以需要提高余热利用换热器的换热系数，合理设置换热形式。

2)石灰回转窑比一般窑炉废烟气粉尘含量高，粉尘的磨琢性大，对流换热为主，废烟气流速高，因此需要解决换热器受热面积尘和磨损问题，实现余热利用系统的高效运行和使用寿命。

3)石灰回转窑废烟气粉尘主要成分是石灰石和石灰，石灰粉尘的特点是易吸潮结块，烟气温度必须保持在露点以上，以防止换热器表面粉尘结块影响换热效率，保证烟气净化设备的正常运行。

4)由于竖式预热器运行阻力较大，加上烟气净化设施的阻力，活性石灰回转窑生产线必须配备高压排烟机，特别是对于已经投运的生产线，烟气余热利用换热器烟气侧阻力的增加，不能使排烟机功率提高到超出备用系数范围内，必须对换热器进行精细的分析设计。

5)烟气余热利用系统和除尘、脱硝系统需要统筹兼顾，从竖式预热器排出的240～320℃烟气经机立空冷器(或冷风配风阀)降温到200℃以下，以适应普通耐温滤袋使用温度(≤200℃)及中低温SCR(选择性催化还原)脱硝装置(温度≥180℃)需要。

6)因为石灰回转窑废烟气余热利用系统和除尘、脱硝系统紧密联系相互影响，余热利用使用目的不同而复杂多变，需要涉及到防积尘、清灰、防腐蚀和防结露，同时满足除尘脱硝温度湿度等参数要求，余热利用系统设备和活性石灰生产设备的协调配合。

目前国内实际利用途径主要包括：

1)用来生产生活用热水蒸汽，即利用换热器来生产蒸汽、采暖和洗浴用的热水。酒钢公司两条石灰回转窑配套建设的换热器和热力站，利用来自600t/d和300t/d石灰回转窑的废烟气，在进口温度220℃，出口温度150℃条件下，可产生进出口水温95/70℃的热水流量为63.7t/h(折合1.5t/t CaO热水)。可供采暖面积4000m²室内温度达到18℃及满足30个淋浴头的浴池洗浴用水。每天可节约标煤5.54吨，两年可收回换热器和热力站的投资。

2)用来进行纯低温余热发电技术。洛矿院利用国家科技支撑计划课题成果，采用ORC(有机工质)技术，根据1000t/d石灰回转窑生产线废气温度270～280℃、废气量13万Nm³/h，在建的示范余热发电站，可实现余热发电1000KW，投资控制住1.5万元/KW·h以下，可使用户取得较好经济效益。

3)用于煤粉制备干燥气使用；由于废烟气含尘浓度高，负压大，为适应煤粉制备系统干燥气参数要求，均采用经除尘净化及排烟机加压后的烟气，目前国内有二种做法：一是为保证煤磨入磨热风温度在220℃以上，废烟气收尘器采用聚四氟乙烯等高温滤袋，抽取部分烟气作为煤粉制备干燥气；二是废烟气收尘器采用弗美斯等普通耐温滤袋，从预热器来的废烟气需要经过机立空冷器或冷风阀配风冷却到200℃以下，抽取部分排烟机出口温度约180℃左右的烟气作为煤粉制备干燥气，热量不足时备用热风炉补充；活性石灰回转窑生产线新建和检修内衬后烘炉及调试由热风炉提供干燥气。

综上所述，本发明人研究发现：(1)目前国内活性石灰回转窑废烟气余热利用技术的关键部件(换热器)没有从根本上解决粉尘(防积尘、清灰、防腐蚀和防结露)问题，制约了保持换热效率不变和推广使用。(2)没有统筹兼顾烟气余热利用系统和满足除尘、脱硫、脱硝系统需要，影响了余热利用系统效能发挥。(3)废烟气余热利用生产蒸汽和热水用于采暖和洗浴等，不采暖地区没法使用，限制了使用时间和利用率，造成了资源浪费。(4)用于煤粉制备干燥气：由于废烟气含尘浓度高，负压大，为适应煤粉制备系统的参数要求废烟气需经除尘净化和排烟机加压，干燥气约占总废烟气量的15～30％，造成余热资源的浪费；为满足干燥气参数要求而采用耐高温滤袋，造成增加烟气净化设备功率和投资增加，运行和检修费用提高。

发明内容

烟气余热利用换热器均未解决烟气侧积尘和结露等降低换热系数问题，制约了余热利用设施的应用范围和效率，因此只有解决了烟气换热器积灰和结露问题，才能实现石灰回转窑烟气余热利用的高效充分运行，达到节能降耗和良好的经济效益。为此，本发明提供一种活性石灰回转窑生产线烟气余热利用换热器及其系统，为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

首先，公开一种活性石灰回转窑生产线烟气余热利用换热器，包括：换热介质壳体、烟气分配器、集灰斗、烟气入口、烟气出口、换热元件、卸灰阀、换热介质入口和换热介质出口。其中，所述烟气分配器、集灰斗分别固定在换热介质壳体上、下端口上；所述烟气入口、烟气出口分别设置在烟气分配器、集灰斗上。所述换热元件由竖向设置在换热介质壳体中的若干组螺旋槽管组成，螺旋槽管的上端与烟气分配器连通，螺旋槽管的下端与集灰斗连通。所述卸灰阀设置在集灰斗的底部；所述换热介质入口和换热介质出口均固定在换热介质壳体上，且换热介质入口和换热介质出口均与换热介质壳体内腔连通。

进一步地，所述换热器采用的换热介质为无机热载体，如导热油。

进一步地，所述无机热载体的额定温度为300℃。无机热载体具有导热系数大，在额定温度下不汽化、不燃烧爆炸，常温常压状态为液体，凝结温度低至-10℃，比热容大等优点，适用于常压高温工况的加热介质。

其次，公开一种活性石灰回转窑生产线烟气余热利用系统，包括：回转窑、竖冷器、竖式预热器、一级换热器、除尘器、脱销装置和二级换热器；其中，所述一级换热器和二级换热器均为上述的活性石灰回转窑生产线烟气余热利用换热器。所述回转窑卧式设置，竖冷器连接在回转窑的出料端。所述竖式预热器竖向连接在回转窑的进料端，竖式预热器的上端设置有进料口，且竖式预热器的烟气进口与回转窑的烟气出口连接，竖冷器的出料口与回转窑的进料口连接。所述一级换热器的烟气入口与竖式预热器的烟气出口连接，一级换热器的烟气出口与除尘器连接，除尘器与脱销装置连接，脱销装置与二级换热器的烟气进口连接，所述一级换热器的高温换热介质经油泵加压后与竖式预热器的上部加料室中加热管的一端连接，加热管的另一端与二级换热器的换热介质入口连接，二级换热器的换热介质出口与一级换热器的换热介质入口连接。

进一步地，在竖式预热器的上部加料室内安装多层换热盘管，一级换热器加热的无机热载体通过换热介质管线送至换热盘管后与石灰石进行逆流换热，预热后的石灰石进入竖式预热器本体加热室。冷却的无机热载体回到二级换热器预热，然后送入一级换热器重新加热，无机热载体循环使用。

进一步地，所述换热盘管的下端与溜料管连接，溜料管与竖式预热器下部的加热室连接。经过预热的石灰石通过溜料管进入竖式预热器下部的加热室中进一步加热，然后进入回转窑中。

进一步地，所述除尘器和脱销装置之间的连接管线上设置第一排烟机。

再次，公开一种利用回转窑烟气余热制备煤粉的系统，包括第一换热器、烟气除尘器、烟气脱销设备、第二换热器、烟气加热器、立式煤磨、煤粉收粉器和排气设备；其中，所述第一换热器、第二换热器和烟气加热器均为上述的活性石灰回转窑生产线烟气余热利用换热器。所述第一换热器的烟气进口与除尘器的烟气出口的支路连接，第一换热器的烟气出口、烟气除尘器、烟气脱销设备的烟气出口、烟气加热器的烟气进口依次连接，烟气加热器、煤粉收粉器、排气设备依次连接，且烟气脱销设备的烟气出口同时与第二换热器的烟气进口连接。所述第一换热器的换热介质出口、烟气加热器的换热介质进口、烟气加热器的换热介质出口、第二换热器的换热介质进口、第二换热器的换热介质出口、第一换热器的换热介质进口依次连接。

进一步地，所述烟气除尘器和烟气脱销设备之间的连接管线上设置第二排烟机。

进一步地，所述排气设备包括第三排烟机和排气筒，其中，所述第三排烟机与煤粉收粉器的出气口连接，排气筒与第三排烟机的出气口连接。

进一步地，所述制备煤粉的系统还包括与立式煤磨的进气口连接的备用热风炉，以便于在烟气输送出现故障等情况时，作为备用热风供应设备。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明的换热器的换热元件采用螺旋槽管，且螺旋槽管竖向布置；换热方式创新：采用烟气在换热元件内，换热介质在换热元件外。解决换热器积尘、堵塞和结露问题。

(2)换热介质采用无机热载体，无机热载体具有导热系数大，在额定温度下不汽化、不燃烧爆炸，常温常压状态为液体，凝结温度低至-10℃，比热容大等优点，因此，采用无机热载体作为换热介质，实现了换热器常压运行，保证了生产使用安全。

(3)本发明的活性石灰回转窑生产线烟气余热利用系统中，统筹兼顾余热利用系统和烟气净化、脱硝系统，满足各工序使用工艺参数要求，采用两级换热器技术工艺路线。而且不再进行能源转换，无机热载体直接加热石灰石原料，实现系统简化，降低投资，简化管理程序。

(4)本发明的活性石灰回转窑生产线烟气余热利用系统中，在竖式预热器的上部加料室内预热石灰石，多层盘管布置，以保证石灰石预热均匀，换热充分。

(5)在本发明的利用回转窑烟气余热制备煤粉的系统中，煤粉制备干燥气用无机热载体进行加热提温，以适应高水份烟煤烘干粉磨，并且不使用外来能源。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例中活性石灰回转窑生产线烟气余热利用换热器的结构示意图。

图2为本发明实施例中活性石灰回转窑生产线烟气余热利用系统的结构示意图。

图3为本发明实施例中利用回转窑烟气余热制备煤粉的系统的结构示意图。

图中标记分别代表：1-换热介质壳体、2-烟气分配器、3-集灰斗、4-烟气入口、5-烟气出口、6-换热元件、7-卸灰阀、8-换热介质入口、9-换热介质出口。101-回转窑、102-竖冷器、103-竖式预热器、104-一级换热器、105-除尘器、106-脱销装置、107-二级换热器、108-加料室、109-换热介质管线、110-溜料管、111-加热室、112-第一排烟机。201-第一换热器、202-烟气除尘器、203-烟气脱销设备、204-第二换热器、205-烟气加热器、206-立式煤磨、207-煤粉收粉器、208-排气设备、209-第二排烟机、210-第三排烟机、211-排气筒、212-备用热风炉。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅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设备或元件需要具有特定的方位，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。

术语解释部分：本发明中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如前文所述，目前国内活性石灰回转窑废烟气余热利用技术的关键部件(换热器)没有从根本上解决粉尘(防积尘、清灰、防腐蚀和防结露)问题，制约了保持换热效率不变和推广使用。因此，本发明提出了一种活性石灰回转窑生产线烟气余热利用换热器及其系统，现结合说明书附图和具体实施例对本发明进一步说明。

参考附图1，示例了一种活性石灰回转窑生产线烟气余热利用换热器，其主要包括：换热介质壳体1、烟气分配器2、集灰斗3、烟气入口4、烟气出口5、换热元件6、卸灰阀7、换热介质入口8和换热介质出口9。其中：

所述烟气分配器2、集灰斗3分别固定在换热介质壳体1上、下端口上；所述烟气入口4、烟气出口5分别设置在烟气分配器2、集灰斗3上。

所述换热元件6由竖向设置在换热介质壳体1中的若干组螺旋槽管组成，螺旋槽管的上端与烟气分配器2连通，螺旋槽管的下端与集灰斗3连通。螺旋槽管因其独特的结构形式使烟气在管道内一边旋转一边前进，提高了换热效率，传热系数是光面管的1.3倍，避免了长期使用时换热表面积尘和结露而造成的换热效率降低，换热面积相同时，比光面管换热元件换热效率提高31％，设备重量减轻40％。

另外，所述换热器采用的换热介质为无机热载体(导热油)。所述无机热载体的额定温度为300℃。无机热载体具有导热系数大，在额定温度下不汽化、不燃烧爆炸，常温常压状态为液体，凝结温度低至-10℃，比热容大等优点，适用于常压高温工况的加热介质。

所述卸灰阀7设置在集灰斗3的底部；所述换热介质入口8和换热介质出口9均固定在换热介质壳体1上，且换热介质入口8和换热介质出口9均与换热介质壳体1内腔连通。

目前烟气余热利用换热器均采用换热介质在换热元件内，烟气在换热元件外的方式，主要是考虑到换热介质压力高、导热系数大，而烟气压力低、导热系数小，需要在管程外表面设置翅片，增加换热面积和传热系数。由于石灰回转窑烟气含尘浓度高，烟气侧换热面无法避免积灰和温度低造成的结露而影响换热系数降低，甚至堵塞烟气通道造成换热器失效；同时风速高时粉尘对设备的磨损，造成使用寿命缩短和增加腐蚀磨损裕量，使设备造价大幅度提高。而本实施例的换热器采用烟气在换热元件内，换热介质在换热元件外，同时换热元件垂直安装，烟气自上而下旋转流动，在换热器底部设有灰斗，积灰定时排放，这样做基本上克服了原有换热器的缺点，彻底解决了烟气侧换热面的积尘问题。

参考附图2，示例了一种活性石灰回转窑生产线烟气余热利用系统，其主要包括：回转窑101、竖冷器102、竖式预热器103、一级换热器104、除尘器105、脱销装置106和二级换热器107；其中：

所述一级换热器104和二级换热器107均为上述实施例中示例的活性石灰回转窑生产线烟气余热利用换热器。所述回转窑101卧式设置，竖冷器102连接在回转窑101的出料端，以便于对回转窑生产的活性石灰进行冷却。

所述竖式预热器103竖向连接在回转窑101的进料端，竖式预热器103的上端设置有进料口，且竖式预热器103的烟气进口与回转窑101的烟气出口连接，竖冷器102的出料口与回转窑101的进料口连接。所述一级换热器104的烟气入口与竖冷器102的烟气出口连接，一级换热器104的烟气出口与除尘器105(布袋除尘器)连接，除尘器105与脱销装置106(SCR脱硝装置)连接，脱销装置106与二级换热器107的烟气进口连接。除尘器105和脱销装置106之间的连接管线上设置第一排烟机112。

所述一级换热器104的换热介质出口与竖式预热器103中上部的加料室108中换热管的一端连接，换热管的另一端与二级换热器107的换热介质入口连接，二级换热器107的换热介质出口与一级换热器104的换热介质入口连接。

进一步地，在竖式预热器103上部的加料室108内安装多层换热盘管，一级换热器104加热的无机热载体通过换热介质管线109送至换热盘管后与石灰石进行逆流换热，预热后的石灰石进入竖式预热器本体加热室。冷却的无机热载体回到二级换热器预热，然后送入一级换热器重新加热，无机热载体循环使用。

进一步地，所述换热盘管的下端与溜料管110连接，溜料管110与竖式预热器103下部的加热室111连接。经过预热的石灰石通过溜料管110进入竖式预热器下部的加热室111中进一步加热，然后进入回转窑101中。

本实施例的活性石灰回转窑生产线烟气余热利用系统通过一级换热器104和二级换热器107实现了两级换热技术，因为石灰回转窑废烟气余热利用系统和除尘、脱硝系统紧密联系相互影响，需要涉及到废烟气系统所有设备防积尘、清灰、防腐蚀和防结露，满足除尘、脱硝需要温度湿度等参数要求，同时需要降低投资费用和运行检修费用；因此余热利用系统设备和活性石灰生产设备的协调配合，需要从工艺设计、自动化控制和经济运行全面考虑，还需要烟气余热利用系统和除尘、脱硝系统统筹兼顾。为了兼顾余热利用系统和除尘、脱硝系统经济高效运行，简化工艺流程，充分利用烟气余热，用一级换热器104代替现有的机立空冷器(配冷风阀)，使从竖式预热器排出的240～320℃废烟气降温到200℃左右，通过除尘及脱硝净化后180℃左右的烟气进入二级换热器107，烟气降温到80℃左右，排入大气。无机热载体使用后降温到约40℃时首先经过二级换热器107加热到140℃左右，然后进入一级换热器104加热到210～290℃用于预热竖式预热器103中的石灰石。

进一步地，通过预热石灰石，降低活性石灰单耗。目前一般活性石灰回转窑生产线废烟气余热主要途：A生产采暖及洗浴热水，B进行纯低温余热发电，C作为煤粉制备干燥气。废烟气余热产生热水用于生产生活设施采暖。若实现充分利用余热资源及系统简化，最好方式是对原燃料的预热，竖式预热器由于液压推杆系统使用性能的限制，加热室高度不能再加高，离开竖式预热器的废烟气温度没法再降低，所以只能考虑废烟气的余热利用；如上所述，本发明预热石灰石的方式为：在竖式预热器上部分室加料室内安装多层换热盘管，一级换热器加热后210～290℃的无机热载体通过管道送至换热盘管，与石灰石进行逆流换热，把石灰石预热到约150℃以上，预热后的石灰石通过溜料管进入竖式预热器103的加热室111中，进一步加热再进入回转窑101；而冷却到40℃左右的无机热载体回到二级换热器107被预热到150℃左右，然后送入一级换热器104中重新加热后再次进入竖式预热器103用于预热石灰石，实现无机热载体循环使用。

综上，从竖式预热器103排出的废烟气平均按280℃计算，二级换热器107出口烟气温度按80℃计算，日产600t活性石灰回转窑生产线废烟气量按100000Nm³/h计，可资利用热量为：100000×1.424×(280-80)＝28480000kJ/h。考虑烟气净化过程热量损失及管路散热占可资利用热量的15％，折低热值27MJ/kg的煤炭约896kg/h，年工作时间按330天计，年节约煤炭：896×24×330÷1000＝7096吨。按烟煤价格700元/t计算，年增效益：700×7096÷10000＝496.74万元。

参考附图3，示例了一种利用回转窑烟气余热制备煤粉的系统，其主要包括第一换热器201、烟气除尘器202、烟气脱销设备203、第二换热器204、烟气加热器205、立式煤磨206、煤粉收粉器207和排气设备208；其中：

所述第一换热器201、第二换热器204和烟气加热器205均为上述实施例示例的活性石灰回转窑生产线烟气余热利用换热器。

所述第一换热器201的烟气进口与除尘器105的烟气出口的支路连接，第一换热器201的烟气出口、烟气除尘器202(布袋除尘器)、烟气脱销设备203(SCR脱硝装置)的烟气出口、烟气加热器205的烟气进口依次连接，烟气加热器205、煤粉收粉器207(布袋除尘器)、排气设备208依次连接，且烟气脱销设备203的烟气出口同时与第二换热器204的烟气进口连接。

所述烟气除尘器202和烟气脱销设备203之间的连接管线上设置第二排烟机209(第一排烟机112与第二排烟机209为同一设备)。所述排气设备208包括第三排烟机210和排气筒211，其中，所述第三排烟机210与煤粉收粉器207的出气口连接，排气筒211与第三排烟机210的出气口连接。

所述第一换热器201的换热介质出口、烟气加热器205的换热介质进口、烟气加热器205的换热介质出口、第二换热器204的换热介质进口、第二换热器204的换热介质出口、第一换热器201的换热介质进口依次连接。

还包括与立式煤磨206的进气口连接的备用热风炉212，以便于在烟气输送出现故障等情况时，作为备用热风供应设备。

抽取部分除尘器10排出的温度约180℃左右的烟气送入第一换热器201，原煤水份高干燥气热量不足时用290℃左右的无机热载体加热到需要温度(或备用热风炉补充)，干燥气携带煤粉通过煤粉收集器充分分离煤粉，达到环保排放标准后，经煤粉制备系统引风机加压后，经排气筒高空排放；降温后的无机热载体回到二级换热器重新进行加热循环。

最后，需要说明的是，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种活性石灰回转窑生产线烟气余热利用换热器，其特征在于，包括：换热介质壳体、烟气分配器、集灰斗、烟气入口、烟气出口、换热元件、卸灰阀、换热介质入口和换热介质出口；其中：所述烟气分配器、集灰斗分别固定在换热介质壳体上、下端口上；所述烟气入口、烟气出口分别设置在烟气分配器、集灰斗上；所述换热元件由竖向设置在换热介质壳体中的若干组螺旋槽管组成，螺旋槽管的上端与烟气分配器连通，螺旋槽管的下端与集灰斗连通；所述卸灰阀设置在集灰斗的底部；所述换热介质入口和换热介质出口均固定在换热介质壳体上，且换热介质入口和换热介质出口均与换热介质壳体内腔连通。

2.根据权利要求1所述的烟气余热利用换热器，其特征在于，所述换热器采用的换热介质为无机热载体。

3.根据权利要求1或2所述的烟气余热利用换热器，其特征在于，所述无机热载体的额定温度为300℃。

4.一种活性石灰回转窑生产线烟气余热利用系统，其特征在于，包括：回转窑、竖冷器、竖式预热器、一级换热器、除尘器、脱销装置和二级换热器；其中，所述一级换热器和二级换热器均为权利要求1-3任一项所述的活性石灰回转窑生产线烟气余热利用换热器；所述回转窑卧式设置，竖冷器连接在回转窑的出料端；所述竖式预热器竖向连接在回转窑的进料端，竖式预热器的上端设置有进料口，且竖式预热器的烟气进口与回转窑的烟气出口连接，竖冷器的出料口与回转窑的进料口连接；所述一级换热器的烟气入口与竖式预热器的烟气出口连接，一级换热器的烟气出口与除尘器连接，除尘器与脱销装置连接，脱销装置与二级换热器的烟气进口连接，所述一级换热器的高温换热介质经油泵加压后与竖式预热器的上部加料室中加热管的一端连接，加热管的另一端与二级换热器的换热介质入口连接，二级换热器的换热介质出口与一级换热器的换热介质入口连接。

5.根据权利要求4所述的余热利用系统，其特征在于，在竖式预热器的上部加料室内安装多层换热盘管。

6.根据权利要求4所述的余热利用系统，其特征在于，所述换热盘管的下端与溜料管连接，所述溜料管与竖式预热器下部的加热室连接。

7.根据权利要求4-6任一项所述的余热利用系统，其特征在于，所述除尘器和脱销装置之间的连接管线上设置第一排烟机。

8.一种利用回转窑烟气余热制备煤粉的系统，其特征在于，包括第一换热器、烟气除尘器、烟气脱销设备、第二换热器、烟气加热器、立式煤磨、煤粉收粉器和排气设备；其中，所述第一换热器、第二换热器和烟气加热器均为权利要求1-3任一项所述的活性石灰回转窑生产线烟气余热利用换热器；所述第一换热器的烟气进口与除尘器的烟气出口的支路连接，第一换热器的烟气出口、烟气除尘器、烟气脱销设备的烟气出口、烟气加热器的烟气进口依次连接，烟气加热器、煤粉收粉器、排气设备依次连接，且烟气脱销设备的烟气出口同时与第二换热器的烟气进口连接所述第一换热器的换热介质出口、烟气加热器的换热介质进口、烟气加热器的换热介质出口、第二换热器的换热介质进口、第二换热器的换热介质出口、第一换热器的换热介质进口依次连接。

9.根据权利要求8所述的利用回转窑烟气余热制备煤粉的系统，其特征在于，所述烟气除尘器和烟气脱销设备之间的连接管线上设置第二排烟机。

10.根据权利要求8或9所述的利用回转窑烟气余热制备煤粉的系统，其特征在于，所述排气设备包括第三排烟机和排气筒，其中，所述第三排烟机与煤粉收粉器的出气口连接，排气筒与第三排烟机的出气口连接；或者，还包括与立式煤磨的进气口连接的备用热风炉。

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