CN113718114B - 一种调控阳极炉还原阶段烟道烟气温度、炉膛负压的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调控阳极炉还原阶段烟道烟气温度、炉膛负压的方法，属于铜冶炼技术领域。包括回转式阳极炉炉体、之字烟道、二次燃烧室、喷雾装置，所述方法包括以下步骤：(1)在回转式阳极炉炉体的出口端通过之字烟道连接二次燃烧室，将烟气温度在二次燃烧室出口处降至800℃以内；(2)在二次燃烧室出口端接入喷雾装置，在喷雾装置顶部喷洒雾化冷却水；(3)计算喷雾装置顶部喷洒雾化冷却水的量。本发明节省了设备设施投资、维保、人力成本，提高炉体高温烟气收集设备的连续使用周期，实现清洁生产，不停炉、不影响生产，保证阳极炉还原阶段烟道烟气温度控制在生产需求合理范围内、不影响炉体炉膛负压整体调控。

Description

一种调控阳极炉还原阶段烟道烟气温度、炉膛负压的方法

技术领域

本发明涉及铜冶炼技术领域，具体涉及一种调控阳极炉还原阶段烟道烟气温度、炉膛负压的方法。

背景技术

随着铜冶炼企业产能规模的不断提升，目前大多数铜冶炼企业精炼工序多采用回转式阳极炉进行阳极铜精炼生产。在阳极炉炉体还原阶段，需通过通入天然气、粉煤或重油等还原剂开展还原作业，还原期间炉膛内烟气温度一般达到1300-1400℃，面对高温烟气，不同厂家采用不同的烟气降温降尘手段进行处理，其中，部分企业使用的为“二次燃烧室+余热锅炉”降温收尘方式进行烟气降温降尘处理，但是通过生产实践证明，这种方法存在以下问题：(1)余热锅炉占地面积较大，且构造相对复杂，锅炉振打设施、汽包、水冷壁的维护检修工作量较大，且必须定期对锅炉辐射部炉膛积灰进行清理，消耗大量人力物力，维护运行成本高。(2)余热锅炉系统需定期进行一定时长的锅炉本体检修工作，检修时长一般在1-2天，若阳极炉生产作业计划密度较高，而恰逢锅炉本体检修，则会影响阳极炉整体生产作业计划运转，对阳极炉整体产能造成影响。

发明内容

本发明的目的在于为节省阳极炉工序在处理炉体高温烟气方面的设备设施投资、维保、人力成本，提高炉体高温烟气收集设备的连续使用周期，实现清洁生产，提供一种不停炉、不影响生产，保证阳极炉还原阶段烟道烟气温度控制在生产需求合理范围内、不影响炉体炉膛负压整体调控的调控阳极炉还原阶段烟道烟气温度、炉膛负压的方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种调控阳极炉还原阶段烟道烟气温度、炉膛负压的方法，包括回转式阳极炉炉体、之字烟道、二次燃烧室、喷雾装置，所述方法包括以下步骤：

(1)在回转式阳极炉炉体的出口端通过之字烟道连接二次燃烧室，在阳极炉炉体还原阶段，调控二次燃烧室稀释风流量，将流量控制在恒定流量范围内，将烟气温度在二次燃烧室出口处降至800℃以内；

(2)在二次燃烧室出口端接入喷雾装置，喷雾装置的烟气进口端和出口端均安装温度测试计，根据热传递及热量守恒原理，在喷雾装置顶部喷洒雾化冷却水，来交换高温烟气中的热量，冷却水蒸发为水蒸气随烟道烟气进入后段除尘工序，而烟气温度也随之降低；

(3)计算喷雾装置顶部喷洒雾化冷却水的量，根据喷雾装置烟气进口端的烟气检测温度、出口端烟气达标排放温度，结合喷雾装置进口端阳极炉还原阶段的高温混合烟气各成分总气量、烟气成分比例、混合烟气各烟气成分定压比热容，算出不同温度下混合烟气平均定压摩尔热容，接着计算出混合高温烟气从进口端降至出口端温度时释放的烟气总热量，并将此总释放热量换算成需要的总喷雾冷却水量，来实现第一步通过喷雾冷却来将烟气温度降至出口端烟气标准的需求；其次为保证炉膛负压稳定，即将此计算好的总冷却水量根据还原时长理论时长，均匀分配至每分钟，即计算出每分钟的喷雾水量，将还原阶段每一分钟的雾化水量设为定值，按分钟定量定时进行喷雾冷却作业，直至还原阶段结束。

在步骤(1)中的阳极炉炉体还原阶段，通过天然气、粉煤或重油进行还原作业，还原期间炉膛内烟气温度达到1300-1400℃。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的设备设施需要的占地面积少，设备运行维护基本为自动远程调控进行，人工只需在还原阶段关注各烟气接入口及出口温度变化情况符合生产烟气温度达标标准即可，无需投入大量人力物力进行设备的点维保修工作；

本发明采用的相应设备构造均相对简单，且通过喷化装置雾化水冷除尘方式进行降温除尘，对设备本体的损耗程度较低，设备本体运行时间长，维修次数少，基本不影响阳极炉日常的生产作业；

本发明中设备运行周期精细至分钟，控制精度高，烟气降温除尘过程稳定，对整个阳极炉高温烟气系统的冲击小，不影响炉膛烟气负压的整体稳定调控，且为清洁除尘方式，符合当下环保相关要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

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，以下实施例及附图对本发明进行进一步详细说明。

实施例

如图1，本实施例提供一种调控阳极炉还原阶段烟道烟气温度、炉膛负压的方法，在炉体还原阶段，需通过天然气、粉煤或重油等方式进行还原作业，还原期间炉膛内烟气温度一般达到1300-1400℃，面对高温烟气，采用“二次燃烧室+烟气喷雾装置”方式进行烟气降温收尘处理，具体包括回转式阳极炉炉体、之字烟道、二次燃烧室、喷雾装置，具体方法包括以下步骤：

(1)在回转式阳极炉炉体的出口端通过之字烟道连接二次燃烧室，在阳极炉炉体还原阶段，调控二次燃烧室稀释风流量，将流量控制在恒定流量范围内，将烟气温度在二次燃烧室出口处降至800℃以内；

(2)在二次燃烧室出口端接入喷雾装置，喷雾装置的烟气进口端和出口端均安装温度测试计，根据热传递及热量守恒原理，在喷雾装置顶部喷洒雾化冷却水，来交换高温烟气中的热量，冷却水蒸发为水蒸气随烟道烟气进入后段除尘工序，而烟气温度也随之降低；

(3)计算喷雾装置顶部喷洒雾化冷却水的量，首先，为使高温烟气降至合理温度范围内，设置一种调控喷雾量的自动程序，原理为根据喷雾装置烟气进口端的烟气检测温度、出口端烟气达标排放温度，结合喷雾装置进口端阳极炉还原阶段的高温混合烟气各成分总气量、烟气成分比例、混合烟气各烟气成分定压比热容，算出不同温度下混合烟气平均定压摩尔热容，接着计算出混合高温烟气从进口端降至出口端温度时释放的烟气总热量，并将此总释放热量换算成需要的总喷雾冷却水量，来实现第一步通过喷雾冷却来将烟气温度降至出口端烟气标准的需求；其次为保证炉膛负压稳定，即将此计算好的总冷却水量根据还原时长理论时长，均匀分配至每分钟，即计算出每分钟的喷雾水量，将还原阶段每一分钟的雾化水量设为定值，按分钟定量定时进行喷雾冷却作业，直至还原阶段结束。由于每分钟置换烟气余热的雾化水量是定时定量的，即雾化水的水蒸气蒸发量在每分钟内均为一定值，即混合水蒸气后鼓入后续烟道内的混合烟气总量也是一定的，且是稳定的，即对炉膛负压的稳定调控提供了基础条件，即实现了还原阶段炉膛负压稳定运行调控的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种调控阳极炉还原阶段烟道烟气温度、炉膛负压的方法，其特征在于：包括回转式阳极炉炉体、之字烟道、二次燃烧室、喷雾装置，所述方法包括以下步骤：

(1)在回转式阳极炉炉体的出口端通过之字烟道连接二次燃烧室，在阳极炉炉体还原阶段，调控二次燃烧室稀释风流量，将流量控制在恒定流量范围内，将烟气温度在二次燃烧室出口处降至800℃以内；

(2)在二次燃烧室出口端接入喷雾装置，喷雾装置的烟气进口端和出口端均安装温度测试计，根据热传递及热量守恒原理，在喷雾装置顶部喷洒雾化冷却水，来交换高温烟气中的热量，冷却水蒸发为水蒸气随烟道烟气进入后段除尘工序，而烟气温度也随之降低；

(3)计算喷雾装置顶部喷洒雾化冷却水的量，根据喷雾装置烟气进口端的烟气检测温度、出口端烟气达标排放温度，结合喷雾装置进口端阳极炉还原阶段的高温混合烟气各成分总气量、烟气成分比例、混合烟气各烟气成分定压比热容，算出不同温度下混合烟气平均定压摩尔热容，接着计算出混合高温烟气从进口端降至出口端温度时释放的烟气总热量，并将此总释放热量换算成需要的总喷雾冷却水量，来实现第一步通过喷雾冷却来将烟气温度降至出口端烟气标准的需求；其次为保证炉膛负压稳定，即将此计算好的总冷却水量根据还原时长理论时长，均匀分配至每分钟，即计算出每分钟的喷雾水量，将还原阶段每一分钟的雾化水量设为定值，按分钟定量定时进行喷雾冷却作业，直至还原阶段结束；

在步骤(1)中的阳极炉炉体还原阶段，通过天然气、粉煤或重油进行还原作业，还原期间炉膛内烟气温度达到1300-1400℃。

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