CN117287706A - 一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，涉及磷酸铁锂生产的烟气余热回收技术领域，具体为一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，包括锅炉本体底座，所述锅炉本体底座的一侧设有锅炉排污接口，所述锅炉本体底座的顶部水平设有锅炉本体，所述锅炉本体的一侧设有前烟箱，所述锅炉本体的另一侧设有后烟箱，所述锅炉本体的前端设有锅炉进水接口，所述锅炉本体的后端分别固定安装有平台扶梯和高低水位水位计，所述高低水位水位计位于平台扶梯的一侧。该磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，可以将余热转换为蒸汽，蒸汽可以持续供应提纯塔设备，热能利用，余热利用率80％以上。

Description

一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置

技术领域

本发明涉及磷酸铁锂生产的烟气余热回收技术领域，具体为一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置。

背景技术

磷酸铁锂是一种锂离子电池电极材料，主要用于各种锂离子电池，其特点是放电容量大，价格低廉，无毒性，不造成环境污染。主要的生产方法为高温固相合成法，产品指标比较稳定；在磷酸铁锂的生产过程中窑炉是较为常见的制备设备之一，烟气焚烧炉是利用辅助燃料燃烧所发生热量，把可燃的有害气体的温度提高到反应温度，从而发生氧化分解的设备。烟气焚烧炉有“直燃式”和“蓄热式”。所谓“直燃式”指仅烧掉废气，热量不回收。但覆铜板行业所使用的烟气焚烧炉多数都将热量回收，用来给上胶机加热。实际上，“直燃式”和“蓄热式”的原理是相同的，其差异只是炉膛中有否蓄热材料的区分；窑炉在使用过程中产生废气，为达到环保排放要求，增加焚烧炉进行废气焚烧，焚烧后高温烟气通过掺混冷空气使温度降到300℃以下，直接通过烟囱排出。

现有专利(公开号：CN218033160U)公开了一种烟气焚烧炉的余热回收装置，涉及热回收装置技术领域，包括外罐，外罐的周侧面连通有进烟管，外罐远离进烟管的一端连通有排烟管，外罐的内壁固定安装有内罐，内罐的周侧面分别固定连通有冷液进管和热液排管，冷液进管和热液排管的端部均延伸至外罐的外部，内罐的内壁转动连接有旋架，外罐的侧面固定安装有伺服电机。本实用新型通过外罐、内罐、热回收模组的设计，使该装置能够高效完成烟气排放过程中的余热回收作业，且本装置在热回收作业时，通过螺旋刷片与送风扇叶的设计，能够有效控制烟气在换热装置中逗留时间，通过逗留时间的有效控制，继而能够有效调节本装置的热回收强度。但是现有的窑炉焚烧炉排烟温度650℃-750℃。通过掺混空气降温至270℃，再通过烟囱直排。该工艺弊端增加风机风量降温浪费电能，高温烟气掺混直排浪费热源，不能很好满足人们的使用需求等缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，解决了上述背景技术中提出窑炉焚烧炉排烟温度650℃-750℃。通过掺混空气降温至270℃，再通过烟囱直排。该工艺弊端增加风机风量降温浪费电能，高温烟气掺混直排浪费热源，不能很好满足人们的使用需求。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，包括锅炉本体底座，所述锅炉本体底座的一侧设有锅炉排污接口，所述锅炉本体底座的顶部水平设有锅炉本体，所述锅炉本体的一侧设有前烟箱，所述锅炉本体的另一侧设有后烟箱，所述锅炉本体的前端设有锅炉进水接口，所述锅炉本体的后端分别固定安装有平台扶梯和高低水位水位计，所述高低水位水位计位于平台扶梯的一侧，所述锅炉本体的顶部自左向右依次设有主蒸汽接口、副气阀接口以及安全阀接口；

所述后烟箱的顶部固定连接有冷凝式节能器，所述冷凝式节能器的顶部固定连接有尾部烟道变径接口；

所述锅炉本体的顶部还固定连接有人孔。

可选的，所述锅炉本体设为圆筒状结构体，且锅炉本体分别与前烟箱和后烟箱之间采用一体式结构。

可选的，所述锅炉本体的中轴线与锅炉本体底座之间相互平行，且锅炉本体、前烟箱和后烟箱之间同轴。

可选的，所述后烟箱与冷凝式节能器以及尾部烟道变径接口之间相连通，且冷凝式节能器的中轴线与尾部烟道变径接口的中轴线之间相一致。

可选的，所述冷凝式节能器的内部设有冷凝换热管道，所述冷凝换热管道呈S状垂直等距分布。

可选的，所述高低水位水位计的上下两端均与锅炉本体的一侧相连通，所述高低水位水位计中分别包括最高水位标识、正常水位标识以及最低水位标识。

可选的，所述人孔、主蒸汽接口、副气阀接口以及安全阀接口之间相互平行。

可选的，所述锅炉本体的外部设有电控系统；

所述电控系统分别对烟风系统和汽水系统进行调节控制；系统能及时准确的发出报警信号及其做出相应的连锁动作，当故障可能引发重大安全事故或经济损失时，系统能有效地安全保护。

可选的，所述电控系统对汽水系统的调节范围分别包括温度、压力、液位和流量。

本发明提供了一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，具备以下有益效果：

该磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，余热锅炉采用三回程湿背结构，锅炉运行全自动化；高温烟气进入全波纹炉胆内，并通过炉胆壁换热，此为第一回程；燃烧产生的高温烟气在回燃室内汇聚，转向进入第二回程，即螺纹烟管管束区，经强化对流换热后，烟气温度逐渐降低后至前烟箱，并在此转向进入第三回程管束区，随后经后烟箱进入节能器及烟囱排向大气。

该磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，700℃烟气由余热锅炉一端进，在里面换热后由另一端排出，进出口设旁通烟道及三通调节阀，锅炉故障或停炉时烟气从旁通烟道通过；每条烟道上设两个空气进口调节阀，排烟超温时打开调节阀，带入冷空气降温，确保排烟温度小于300℃设定值；经水处理之后的自来水由软水箱存储，通过水泵和母管接至每台锅炉附近，单台余热锅炉在母管上接调节阀向锅炉给水，给水由水位计信号实现位式给水，以保证余热锅炉的正常水位运行；锅炉产生的蒸汽在炉内汽水分离后经蒸汽管道汇集到集汽包；集汽包设有安全阀、输水阀、排空阀、压力表等，出口蒸汽接到蒸汽加热器及其它车间使用；系统冷凝回水量不足时，由软水处理器向水箱补水；实现系统的水量平衡。

该磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，电控系统主要对烟风系统、汽水系统的温度、压力、液位和流量等进行调节控制；系统能及时准确的发出报警信号及其做出相应的连锁动作，当故障可能引发重大安全事故或经济损失时，系统能有效地安全保护；每台的余热锅炉采用PLC+触摸屏控制，PLC控制柜尽量采购结构紧凑的挂式柜设计，放置于余热锅炉附近，共12套；总体设置1套控制系统，将各余热锅炉控制系统组成一个系统，采用上位机(工业触摸屏一体机或电脑+24寸显示器)，所有设备PLC信息汇集到上位机，可通过上位机对每台设备的运行状态进行观察和操作，上位机布置于余热回收用房内。

该磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，焚烧后烟气温度高达700℃，根据对每台焚烧炉尾部的高温烟气进行热力计算，结合公辅设备的用气需求，设计每台焚烧炉尾部加配一套余热锅炉进行余热回收，每台锅炉一小时可以产生0.2t蒸汽，每6台锅炉的蒸汽汇合进一个分汽缸然后向外输出，48台余热锅炉同时运行每小时可以产生9.6t蒸汽，同时把高温烟气降至134℃进行排放；蒸汽压力0.7mpa以上，蒸汽温度170℃以上；排气温度＜130℃。

附图说明

图1为该磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置中的正视结构示意图；

图2为该磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置中的侧视结构示意图；

图3为该磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置中的俯视结构示意图；

图4为该磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置中的预热炉水位控制流程示意图；

图5为该磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置中的管网蒸汽压力控制流程(a)示意图；

图6为该磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置中的管网蒸汽压力控制流程(b)示意图。

图中：1、锅炉本体；2、前烟箱；3、后烟箱；4、冷凝式节能器；5、平台扶梯；6、尾部烟道变径接口；7、锅炉进水接口；8、锅炉排污接口；9、锅炉本体底座；10、人孔；11、主蒸汽接口；12、副气阀接口；13、安全阀接口；14、高低水位水位计。

具体实施方式

下面将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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，包括锅炉本体底座9，锅炉本体底座9的一侧设有锅炉排污接口8，锅炉本体底座9的顶部水平设有锅炉本体1，锅炉本体1的一侧设有前烟箱2，锅炉本体1的另一侧设有后烟箱3，锅炉本体1的前端设有锅炉进水接口7，锅炉本体1的后端分别固定安装有平台扶梯5和高低水位水位计14，高低水位水位计14位于平台扶梯5的一侧，锅炉本体1的顶部自左向右依次设有主蒸汽接口11、副气阀接口12以及安全阀接口13；

后烟箱3的顶部固定连接有冷凝式节能器4，冷凝式节能器4的顶部固定连接有尾部烟道变径接口6；

锅炉本体1的顶部还固定连接有人孔10。

本实施例中，如图1和图2所示，锅炉本体1设为圆筒状结构体，且锅炉本体1分别与前烟箱2和后烟箱3之间采用一体式结构。

本实施例中，如图1所示，锅炉本体1的中轴线与锅炉本体底座9之间相互平行，且锅炉本体1、前烟箱2和后烟箱3之间同轴。

本实施例中，如图2和图3所示，后烟箱3与冷凝式节能器4以及尾部烟道变径接口6之间相连通，且冷凝式节能器4的中轴线与尾部烟道变径接口6的中轴线之间相一致。

本实施例中，如图2所示，冷凝式节能器4的内部设有冷凝换热管道，冷凝换热管道呈S状垂直等距分布。

本实施例中，如图2所示，高低水位水位计14的上下两端均与锅炉本体1的一侧相连通，高低水位水位计14中分别包括最高水位标识、正常水位标识以及最低水位标识。

本实施例中，如图3所示，人孔10、主蒸汽接口11、副气阀接口12以及安全阀接口13之间相互平行。

本实施例中，如图4、图5和图6所示，锅炉本体1的外部设有电控系统；

电控系统分别对烟风系统和汽水系统进行调节控制；系统能及时准确的发出报警信号及其做出相应的连锁动作，当故障可能引发重大安全事故或经济损失时，系统能有效地安全保护；

测量余热炉锅筒水位，经PID计算后调节给水泵频率，实现锅炉水位稳定，连续进水；

其中管网蒸汽压力控制包括一下内容：

测量控制点蒸汽压力，经PID计算后调节外来蒸汽调节阀开度，实现管网蒸汽压力稳定；该回路压力设定值为用汽压力下限，且压力达到用汽压力上限前，调节阀应全关停止外来汽消耗；

余热炉：蒸汽并入管网，产生余热蒸汽供入管网，主蒸汽出口配置止回阀防止倒流；余热炉蒸汽产量大时，管网蒸汽压力上升，外来汽流量减小直至关闭；余热炉蒸汽产量小时，管网蒸汽压力下降，外来汽流量增大直至全开；通常运行时可能处于中间状态；

蒸汽冷却器：测量控制点蒸汽压力，经PID计算后调节冷却风机频率，控制蒸汽压力不超过上限。

本实施例中，如图1所示，电控系统对汽水系统的调节范围分别包括温度、压力、液位和流量。

综上所述，该磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，使用时余热锅炉采用三回程湿背结构，锅炉运行全自动化；高温烟气进入锅炉本体1内，其中锅炉本体1的内部设为全波纹炉胆，并通过炉胆壁换热，此为第一回程；燃烧产生的高温烟气在回燃室内汇聚，转向进入第二回程，即螺纹烟管管束区，经强化对流换热后，烟气温度逐渐降低后至前烟箱2，并在此转向进入第三回程管束区，随后经后烟箱3进入冷凝式节能器4及烟囱排向大气；700℃烟气由锅炉本体1一端进，进出口设旁通烟道及三通调节阀，锅炉故障或停炉时烟气从旁通烟道通过；每条烟道上设两个空气进口调节阀，排烟超温时打开调节阀，带入冷空气降温，确保排烟温度小于300℃设定值；经水处理之后的自来水由软水箱存储，通过水泵和母管接至每台锅炉附近，单台余热锅炉在母管上接调节阀向锅炉给水，给水由高低水位水位计14信号实现位式给水，以保证余热锅炉的正常水位运行；锅炉产生的蒸汽在炉内汽水分离后经蒸汽管道汇集到集汽包；集汽包设有安全阀、输水阀、排空阀、压力表等，出口蒸汽接到蒸汽加热器及其它车间使用；系统冷凝回水量不足时，由软水处理器向水箱补水；实现系统的水量平衡。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，包括锅炉本体底座(9)，其特征在于：所述锅炉本体底座(9)的一侧设有锅炉排污接口(8)，所述锅炉本体底座(9)的顶部水平设有锅炉本体(1)，所述锅炉本体(1)的一侧设有前烟箱(2)，所述锅炉本体(1)的另一侧设有后烟箱(3)，所述锅炉本体(1)的前端设有锅炉进水接口(7)，所述锅炉本体(1)的后端分别固定安装有平台扶梯(5)和高低水位水位计(14)，所述高低水位水位计(14)位于平台扶梯(5)的一侧，所述锅炉本体(1)的顶部自左向右依次设有主蒸汽接口(11)、副气阀接口(12)以及安全阀接口(13)；

所述后烟箱(3)的顶部固定连接有冷凝式节能器(4)，所述冷凝式节能器(4)的顶部固定连接有尾部烟道变径接口(6)；

所述锅炉本体(1)的顶部还固定连接有人孔(10)。

2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，其特征在于：所述锅炉本体(1)设为圆筒状结构体，且锅炉本体(1)分别与前烟箱(2)和后烟箱(3)之间采用一体式结构。

3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，其特征在于：所述锅炉本体(1)的中轴线与锅炉本体底座(9)之间相互平行，且锅炉本体(1)、前烟箱(2)和后烟箱(3)之间同轴。

4.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，其特征在于：所述后烟箱(3)与冷凝式节能器(4)以及尾部烟道变径接口(6)之间相连通，且冷凝式节能器(4)的中轴线与尾部烟道变径接口(6)的中轴线之间相一致。

5.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，其特征在于：所述冷凝式节能器(4)的内部设有冷凝换热管道，所述冷凝换热管道呈S状垂直等距分布。

6.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，其特征在于：所述高低水位水位计(14)的上下两端均与锅炉本体(1)的一侧相连通，所述高低水位水位计(14)中分别包括最高水位标识、正常水位标识以及最低水位标识。

7.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，其特征在于：所述人孔(10)、主蒸汽接口(11)、副气阀接口(12)以及安全阀接口(13)之间相互平行。

8.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，其特征在于：所述锅炉本体(1)的外部设有电控系统；

所述电控系统分别对烟风系统和汽水系统进行调节控制；系统能及时准确的发出报警信号及其做出相应的连锁动作，当故障可能引发重大安全事故或经济损失时，系统能有效地安全保护。

9.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂窑炉烟气焚烧炉余热回收装置，其特征在于：所述电控系统对汽水系统的调节范围分别包括温度、压力、液位和流量。