CN112944927A - 一种石灰窑生产多点烟气收集取热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石灰窑生产多点烟气收集取热系统，包括预热器，预热器底部设有高温烟气进口和物料出口，预热器上部分别设有物料进口和烟气出口，预热器的烟气出口与多路环形烟道相连接，随烟气走向多路环形烟道依次渐扩；多管路环形烟道与垂直式烟道相连接；垂直式烟道下部出口依次连接有机力风冷器、袋式除尘器、风机和烟囱；垂直式烟道侧面开口并连接抽风管道取热，抽风管道连接烟道式换热器；烟道式换热器烟气流向上进下出，烟道式换热器的下部出口烟气管道接至机力风冷器入口。本发明取热过程对原工艺系统不产生影响，取热热源品质好，余热资源得到有效利用，同时避免废热热污染和粉尘污染，节能减排效果显著。

Description

一种石灰窑生产多点烟气收集取热系统

技术领域

本发明涉及余热利用技术领，尤其涉及一种石灰窑生产多点烟气收集取热系统。

背景技术

随着我国钢铁工业的高速发展，我国石灰行业也得到迅速发展，对石灰窑提出更高的要求。石灰窑是石灰生产的核心关键设备，其技术状态决定了石灰行业的技术水平，直接影响产品质量、能源消耗、环境保护等诸多方面。从能源利用水平上来说，石灰窑向节能型精细化生产发展日趋显著，石灰窑是冶金石灰企业的耗能大户，约占企业能耗的3/4以上，余热资源体量大，节能潜力巨大，因此如何做好石灰窑节能，是目前一个研究的热点。

任何余热资源利用的起点均是取热技术，取热技术的目的在于获得品质足够高的余热资源，以此用于余热发电等方面。成熟可靠的取热技术必须遵循如下几个原则：取热技术不影响窑炉主工艺系统；在不影响窑炉主工艺的条件下，尽可能多的获得余热资源；取热热源品质足够高，适用于余热发电等方面；取热过程便于实施、操作上可控、造价可接。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石灰窑生产多点烟气收集取热系统，取热过程便于实施控制，能够充分利用石灰窑余热资源，可以在不影响窑炉主工艺的前提下，提高能源利用率，避免烟气废热热污染，做到节能减排。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种石灰窑生产多点烟气收集取热系统，：包括预热器，预热器底部设有高温烟气进口和物料出口，预热器上部分别设有物料进口和烟气出口，预热器的高温烟气进口与回转窑系统相连接，预热器的烟气出口与多路环形烟道相连接，随烟气走向多路环形烟道依次渐扩；

多管路环形烟道与垂直式烟道相连接；垂直式烟道下部出口依次连接有机力风冷器、袋式除尘器、风机和烟囱；

垂直式烟道侧面开口并连接抽风管道取热，抽风管道连接烟道式换热器；烟道式换热器烟气流向上进下出，烟道式换热器的下部出口烟气管道接至机力风冷器入口，形成余热利用系统。

所述预热器呈环形布置。

所述多路环形烟道包括两个对称布置的弧形烟道，每个弧形烟道分别对应一半数量的预热器，且每个弧形烟道由随烟气走向依次渐扩的多个烟道单元组成，每个烟道单元均与对应的预热器的烟气出口连接，两个弧形烟道的烟气出口分别通过连接管道与垂直式烟道相连接。

所述垂直式烟道侧面开口方向正对烟道式换热器进口。

所述垂直式烟道侧面开口倾角取45°。

所述烟道式换热器中装有机械振打清灰装置。

所述烟道式换热器的底部设有收灰装置。

所述垂直式烟道及烟道式换热器的进口、出口分别设有阀门；

当余热利用系统运行时，垂直式烟道处的阀门关闭，烟道式换热器进、出口阀门打开，预热器排出的烟气会从侧面开口处进入烟道式换热器；当余热利用系统停止运行时，垂直式烟道处的阀门开启，烟道式换热器进、出口阀门关闭，预热器排出的烟气回到原工艺系统。

所述多管路环形烟道及垂直式烟道外表面均设有保温层。

本发明的有益效果是：

本发明预热器出口烟气收集方式采用多管路环形烟道，环形烟道设计能够最大限度对空间加以利用，根据收集烟气量从少到多，管路依次渐扩，可以达到降低烟气阻力，减少能量损失的目的。

本发明的垂直式烟道侧面开口，相连接一段倾斜的抽风管道，一方面可以消除烟气因流动方向改变产生较大局部阻力，保证烟气流量；另一方面，粉尘颗粒在重力作用下不易在烟气管道内产生堆积，管道抽风质量和烟道式换热器的稳定运行可以得到保证。

本发明的电动阀门，可以用来控制和调节进入烟道式换热器的烟气流量。当余热利用系统运行时，垂直式烟道处的阀门关闭，烟道式换热器进、出口阀门打开，预热器排出的烟气会从侧面开口处进入换热器。当余热利用系统停止运行时，垂直式烟道处的阀门开启，烟道式换热器进、出口阀门关闭，预热器排出的烟气回到原工艺系统。

本发明的烟道式换热器，一方面可起到余热回收的作用，降低进入袋式除尘器的烟气温度；另一方面配合换热器中加装的机械振打清灰装置，可起到过滤清灰的作用，减轻袋式除尘器的工作负荷，延长袋式除尘器的使用寿命。

本发明合理选取余热取热开口位置，解决了烟气粉尘颗粒堆积问题。本发明取热过程对原工艺系统不产生影响，取热热源品质好，余热资源得到有效利用，同时避免废热热污染和粉尘污染，节能减排效果显著。

附图说明

图1为本发明实施例的整体示意图；

图2本发明实施例预热器布置示意图；

图3为本发明实施例预热器结构示意图；

图4为本发明实施例多管路渐扩环形烟道示意图。

图中各部件的附图标记：1—预热器，2—多管路环形烟道，3—垂直式烟道，4—抽风管道，5—烟道式换热器，6—机械振打清灰装置，7—收灰装置，8—机力风冷器，9—袋式除尘器，10—风机，11—烟囱，12—电动阀门，101—高温烟气进口，102—烟气出口，103—物料进口。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚，完整地描述。

如图1至图4所示，本实施例的一种石灰窑生产多点烟气收集取热系统，包括环形布置的预热器1，预热器底部设有高温烟气进口101和物料出口，预热器左上部设有物料进口102，预热器右上部设有烟气出口103，烟气出口103与多管路环形烟道2相连接，出随烟气走向多路环形烟道依次渐扩。

本实施例中，预热器1以回转窑为中心环形布置。预热器底部高温烟气进口101与回转窑系统相连接，利用窑尾废气对物料进口102落下的物料进行均匀加热，废气则通过预热器左上部烟气出口103排出。

本实施例中，多路环形烟道2包括两个对称布置的弧形烟道，每个弧形烟道分别对应一半数量的预热器，且每个弧形烟道由随烟气走向依次渐扩的多个烟道单元组成（渐扩管形式），每个烟道单元均与对应的预热器的烟气出口连接，两个弧形烟道的烟气出口分别通过连接管道与垂直式烟道3相连接。

烟气出口103与多管路环形烟道2相连接，随着烟气收集量的不断增多，环形烟道依次渐扩，以实现降低烟气阻力，减少能量损失的目的。此外，环形烟道设计能够提高空间利用率，使得整个系统更加紧凑，减少场地占用。

多管路环形烟道2与垂直式烟道3相连接。垂直式烟道3下部出口依次连接有机力风冷器8、袋式除尘器9、风机10和烟囱11。

垂直式烟道3侧面开口并连接抽风管道4取热，抽风管道4连接烟道式换热器5；烟道式换热器5烟气流向上进下出，烟道式换热器5的下部出口烟气管道接至机力风冷器8入口，形成余热利用系统。

烟气经过多管路环形烟道2收集后，进入垂直式烟道3，烟道开口取热方式会直接影响取热质量，本实施例的垂直式烟道侧面开口取热，开口倾角取45°，开口位置视烟道式换热器高度而定，开口方向正对烟道式换热器进口。垂直管道侧面开口的方式一方面能够消除烟气因改变流动方向而产生的局部阻力，另一方面粉尘颗粒在重力作用下不会产生堆积。

抽风管道4与烟道式换热器5相连接，水经过烟道式换热器5吸收烟气的热量后，可用于余热发电、生活热水等方面。为解决烟道式换热器5积灰问题，换热器中装有机械振打清灰装置6，并且气流方向与粉尘沉降方向一致，更有利于积灰的清除，烟道式换热器底部设有收灰装置7，可对粉尘进行收集。

垂直式烟道3出口接有机力风冷器8，机力风冷器8可降低进入袋式除尘器烟气的温度，保护袋式除尘器9和风机10。

机力风冷器8后依次连接袋式除尘器9和风机10。袋式除尘器9和风机10配套使用，保证管道内风速达到要求，以防管道堵塞，烟气经过机力风冷器8降温和袋式除尘器9除尘后，再通过风机10，由烟囱11输送到大气中，经过处理后的烟气含尘量小，温度低，可避免烟气废热热污染和大气污染，做到节能减排。

本实施例中，垂直式烟道3及烟道式换热器5的进口、出口分别设有电动阀门12，可以用来控制和调节进入烟道式换热器的烟气流量。电动阀门12采用耐温耐磨，且保证阀板密封严密、不变形的款型。

当余热利用系统运行时，垂直式烟道3处的电动阀门关闭，烟道式换热器5进、出口电动阀门打开，预热器1排出的烟气会从侧面开口处进入烟道式换热器5。当余热利用系统停止运行时，垂直式烟道3处的阀门开启，烟道式换热器5进、出口电动阀门关闭，预热器1排出的烟气回到原工艺系统。

本发明的烟道式换热器，一方面可起到余热回收的作用，降低进入袋式除尘器的烟气温度；另一方面配合换热器中加装的机械振打清灰装置，可起到过滤清灰的作用，减轻袋式除尘器的工作负荷，延长袋式除尘器的使用寿命。

多管路环形烟道及垂直式烟道外表面均设有保温层以进行保温处理，所采用保温材料具有防水、防潮、耐大气腐蚀、化学稳定性好、不燃或难燃等性能，且上述各种性能应稳定、可靠，可起到防止热量散失、防止人员烫伤、防止结露等作用。

本发明的具体工作过程如下：

回转窑窑尾废气从预热器1的高温烟气进口101进入，与从物料进口102落下的物料进行换热后，废气从烟气出口103排出，多个预热器的废气烟气经过多管路环形烟道2收集，一并送入到垂直式烟道中。垂直式烟道3侧面开口取热，当余热利用系统运行时，垂直式烟道3处的电动阀门12关闭，烟道式换热器5进、出口电动阀门12打开，预热器1排出的烟气会从侧面开口处进入换热器。当余热利用系统停止运行时，垂直式烟道3处的阀门开启，烟道式换热器进、出口阀门关闭，预热器1排出的烟气回到原工艺系统。

余热利用系统的烟道式换热器5装有机械振打清灰装置6，可起到过滤清灰作用，清理的粉尘颗粒由烟道式换热器5底部设置的收灰装置7收集。

经过余热利用后烟气进入机力风冷器8，进一步降低进入袋式除尘器9的烟气温度，保护袋式除尘器9和风机10，随后烟气进入袋式除尘器进行除尘，再通过风机10，由烟囱11输送到大气中。该烟气经过烟道式换热器5余热利用和机力风冷器8二次降温，可避免烟气废热热污染，经过袋式除尘器处理，可避免粉尘污染大气，节能减排效果显著。

本发明利用特殊的环形烟道设计，提高了空间利用率，通过采用渐扩管形式，实现了降低烟气阻力，减少能量损失的目的。

本发明合理选取余热取热开口位置，解决了烟气粉尘颗粒堆积问题。

本发明取热过程对原工艺系统不产生影响，取热热源品质好，余热资源得到有效利用，同时避免废热热污染和粉尘污染，节能减排效果显著。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “左”、“右”、“前”、“后”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

Claims (9)

1.一种石灰窑生产多点烟气收集取热系统，其特征在于：包括预热器，预热器底部设有高温烟气进口和物料出口，预热器上部分别设有物料进口和烟气出口，预热器的高温烟气进口与回转窑系统相连接，预热器的烟气出口与多路环形烟道相连接，随烟气走向多路环形烟道依次渐扩；

多管路环形烟道与垂直式烟道相连接；垂直式烟道下部出口依次连接有机力风冷器、袋式除尘器、风机和烟囱；

垂直式烟道侧面开口并连接抽风管道取热，抽风管道连接烟道式换热器；烟道式换热器烟气流向上进下出，烟道式换热器的下部出口烟气管道接至机力风冷器入口，形成余热利用系统。

2.根据权利要求1所述的石灰窑生产多点烟气收集取热系统，其特征在于：所述预热器呈环形布置。

3.根据权利要求2所述的石灰窑生产多点烟气收集取热系统，其特征在于：所述多路环形烟道包括两个对称布置的弧形烟道，每个弧形烟道分别对应一半数量的预热器，且每个弧形烟道由随烟气走向依次渐扩的多个烟道单元组成，每个烟道单元均与对应的预热器的烟气出口连接，两个弧形烟道的烟气出口分别通过连接管道与垂直式烟道相连接。

4.根据权利要求1所述的石灰窑生产多点烟气收集取热系统，其特征在于：所述垂直式烟道侧面开口方向正对烟道式换热器进口。

5.根据权利要求4所述的石灰窑生产多点烟气收集取热系统，其特征在于：所述垂直式烟道侧面开口倾角取45°。

6.根据权利要求1-5任一项所述的石灰窑生产多点烟气收集取热系统，其特征在于：所述烟道式换热器中装有机械振打清灰装置。

7.根据权利要求6所述的石灰窑生产多点烟气收集取热系统，其特征在于：所述烟道式换热器的底部设有收灰装置。

8.根据权利要求1-5任一项所述的石灰窑生产多点烟气收集取热系统，其特征在于：所述垂直式烟道及烟道式换热器的进口、出口分别设有阀门；

当余热利用系统运行时，垂直式烟道处的阀门关闭，烟道式换热器进、出口阀门打开，预热器排出的烟气会从侧面开口处进入烟道式换热器；当余热利用系统停止运行时，垂直式烟道处的阀门开启，烟道式换热器进、出口阀门关闭，预热器排出的烟气回到原工艺系统。

9.根据权利要求1-5任一项所述的石灰窑生产多点烟气收集取热系统，其特征在于：所述多管路环形烟道及垂直式烟道外表面均设有保温层。

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