CN202532903U - 硫铁矿制酸排渣热回收设备系统 - Google Patents

硫铁矿制酸排渣热回收设备系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种硫铁矿制酸排渣热回收设备系统，包括焙烧炉、余热锅炉、旋风分离器及电收尘器，高温含尘气体管道依次从焙烧炉上部连通至余热锅炉上部含尘气体进口，再由余热锅炉上部含尘气体出口连通至旋风分离器切线进入进口，并由旋风分离器上部含尘气体出口连通至电收尘器进口；设置在焙烧炉底部的第一排渣口及设置在余热锅炉底部的第二排渣口与第一高温物料冷却器进渣口连通；分别设置在旋风分离器及电收尘器底部的第三排渣口和第四排渣口，与第二高温物料冷却器进渣口连通；第一高温物料冷却器和第二高温物料冷却器出渣口与一密闭输送装置连通。本实用新型可减少硫铁矿制酸过程中排渣处理所产生的环境污染，并可有效提高排渣热回收利用率。

Description

硫铁矿制酸排渣热回收设备系统
技术领域
本实用新型涉及硫铁矿制酸过程中固体废弃物的处理及热循环利用，尤其涉及硫铁矿制酸过程中焙烧渣和其配套余热锅炉高温渣的排渣热回收设备系统。
背景技术
硫铁矿制酸过程中，需将硫铁矿在焙烧炉中焙烧，焙烧过程中为了充分利用余热，节能降耗，一般要设置余热锅炉和汽轮机发电，以实现酸、热、电的联产。在硫铁矿制酸过程中，由于焙烧炉和余热锅炉产生大量的废渣，硫铁矿制酸产生的固体废弃物即高温焙烧渣一直是困扰企业生产管理、现场管理和环境保护综合治理的难题，主要原因是焙烧炉和余热锅炉所产出的焙烧渣温度高（850℃-1100℃），粒度细（200目-500目），原有的处理方式大多为水力冲渣式或对渣直接进行水淋增湿，造成生产现场扬尘和水、汽、尘多重污染，因水、汽、尘中酸性物质较多，对现场设备的腐蚀非常严重，对环境造成很大的污染。并且由于高温渣直接进行淋水或水力冲渣造成大量的水资源浪费，并污染水源，若进行水处理，投入费用高昂，导致大量的热量流失。经过水力冲渣或水淋增湿后的渣若需要重新利用必须进行烘干处理，烘干处理投入成本高昂。
中国专利申请200910102626.2公开了一种硫铁矿制酸中的渣输送方法，焙烧炉高温烧渣通过冷渣机冷却并回收热量后，直接进入皮带输送至既定堆场；废锅、电尘烧渣通过各自的浸没式冷却滚筒冷却、增湿后进入皮带，送入既定堆场；该方法可实现渣灰分离，且高温烧渣的热能得到部分回收利用，有一定的环保效益，但其并未彻底解决细渣冷却及热回收问题。
中国专利申请200910115313.0公开了一种气流输送干式排渣的方法及装置，包括对烧渣的冷却、输送和储存，其将焙烧渣送焙烧渣冷却器冷却，由刮板运输机将冷却后的烧渣送至中间仓，再用气流将中间仓储存的烧渣输送至目标仓，最后集中向外运输。该方法实现了硫铁矿制酸焙烧炉和余热锅炉的全程干式排渣，但其采用的气流输送方式要求相应的设备系统有更高的密闭性，否则会造成更大的环境污染，也易因设备密封失效导致设备运行停止，影响正常生产。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种用于硫铁矿制酸过程中焙烧炉及余热锅炉所产生的温度高、粒度细的排渣，既干式排渣和热量回收的设备系统，以解决硫铁矿制酸过程中排渣处理所产生的环境污染及排渣热回收利用率较低的问题。
硫铁矿制酸是将硫铁矿（包括硫精砂）送入焙烧炉内焙烧，生成烧渣和含杂质二氧化硫气体。其第一排渣点为焙烧炉排渣口，排渣温度约在800~900℃。焙烧炉顶排出温度约900~1000℃的二氧化硫含尘气体进入余热锅炉回收热量并收尘，因此系统的第二排渣点为余热锅炉排渣口，排渣温度约为600~650℃。出余热锅炉的含尘气体经旋风除尘器收尘后进入电除尘器收尘，最后气体进入净化工序稀酸洗净化。因此，系统的第三及第四排渣口分别为旋风除尘器和电除尘器排灰口，排灰渣温度约300~600℃。
为提高整个系统的综合热回收利用率，并减少环境污染，本实用新型通过以下技术方案来实施：
本实用新型所述设备系统包括焙烧炉、余热锅炉、旋风分离器及电收尘器，高温含尘气体管道依次从焙烧炉上部连通至余热锅炉上部含尘气体进口，再由余热锅炉上部含尘气体出口连通至旋风分离器切线进入进口，并由旋风分离器上部含尘气体出口连通至电收尘器进口；设置在焙烧炉底部的第一排渣口及设置在余热锅炉底部的第二排渣口与第一高温物料冷却器进渣口连通；分别设置在旋风分离器及电收尘器底部的第三排渣口和第四排渣口，与第二高温物料冷却器进渣口连通；第一高温物料冷却器和第二高温物料冷却器出渣口与一密闭输送装置连通。
为方便排灰、排渣的分别利用，所述第一高温物料冷却器和第二高温物料冷却器出渣口可分别与第一密闭输送装置、第二密闭输送装置连通。
第一高温物料冷却器和第二高温物料冷却器可均选择水冷式全密闭螺旋冷却器，在第一高温物料冷却器和第二高温物料冷却器上分别设置的冷却水出口与余热锅炉的脱氧补水系统连通。
为了保证冷却处理过程的密闭性，所述水冷式全密闭螺旋冷却器的进渣口及出渣口均采用全封闭结构，全密闭螺旋冷却器进渣口及出渣口与相应连接管道采用法兰连接。
为方便灵活地进行整个设备系统的设置，第一排渣口与第二排渣口经密闭高温料箱管路与第一物料冷却器连通，同时，第三排渣口与第四排渣口经另一密闭高温料箱管路与第二物料冷却器连通。焙烧炉的炉和余热锅炉的高温炉渣，旋风分离器和电收尘器收集的高温尘渣，分别经密闭高温料箱管路汇集后进入相对应的高温物料冷却器内进行冷却。
为了进一步提高整个系统的热回收率，所述密闭高温料箱管路采用密闭水夹套结构，其冷却水进口与相应的高温物料冷却器的冷却水系统连通，其冷却水出口与余热锅炉脱氧补水系统连通。如此设置，可有效减少高温排渣在输送过程中的热损失，同时降低相应高温物料冷却器的热交换负荷。
为了进一步保证冷却器的密闭性，减少冷却器维修成本，所述螺旋冷却器进渣口处设置带水夹套的受料箱，使高温灰渣进入时预先冷却，减少进渣口处高温腐蚀。同时，插入进渣口内的进渣管出口平面低于进渣口处密封面的最低点，使高温灰渣更易进入冷却器的导渣管内，减少堵料，避免进渣口密封面的非正常磨损，更好地确保冷却器的密闭性。
所述的密闭式输送装置可以是装设有密闭外壳的皮带输送机、刮板式输送机、斗链式输送机，以达到现场无污染的目的。
可按照硫铁矿制酸系统的具体生产能力及相应排渣量，确定本实用新型各主体及辅属设备的具体规格尺寸。
因整个过程物料均在密闭的设备中进行，场区内无烟尘和水蒸气的产生，且排渣热量得以回收用于余热锅炉的给水加热。本实用新型与现有技术相比较，具有以下有益结果：
1、硫铁矿制酸过程中所产生的固体废弃物实现了全密闭式处理，不采用水力冲渣或水淋增湿，而是使用高温物料冷却器将渣与水进行间接热交换。物料的输送采用密闭式输送设备输送，有效地解决了排渣现场环境污染和热量的回收利用。
2、不采取水力冲渣或水淋增湿也节约了大量的水资源和污水处理设备的投入费用。同时排渣无需进行烘干，保持了原有渣的品位，节约了烘干费用，为高品位矿渣的后序循环利用提供了方便。
附图说明
图1为本实用新型所述设备系统示意图；
图2为本实用新型所采用的物料冷却设备系统示意图；
图3为本实用新型所采用的高温物料冷却器结构示意图；
图4为本实用新型所采用的密闭高温料箱管路结构示意图；
图5为本实用新型所述高温物料冷却器进渣口处局部结构示意图。
图中：1-焙烧炉，2-余热锅炉，3-旋风分离器，4-电收尘器，5-第一高温物料冷却器，6-第一密闭式输送装置，7-第二高温物料冷却器，8-第二密闭式输送装置，11-第一排渣口，12-第一排渣口，13-第三排渣口，14-第四排渣口，15-冷却水出口，16-补水进口；17-密封面，18-进料管，19-高温料闸，20-水夹套，21-水夹套进水口，22-水夹套出水口；30-第一密闭高温料箱管路，31-第二密闭高温料箱管路，301-第一密闭高温料箱管路物料进口，302-第一密闭高温料箱管路物料出口，311-第二密闭高温料箱管路物料进口，312-第二密闭高温料箱管路物料出口。
具体实施方式
如图1所示，所述设备系统包括：焙烧炉1、余热锅炉2、旋风分离器3及电收尘器4，其高温含尘气体由管道联通，依次从焙烧炉1上部连通至余热锅炉2上部进入，余热锅炉2提取部分热量及收尘后，由上部含尘气体出口管道连通至旋风分离器3切线进口，并由旋风分离器3上部含尘气体出口连通至电收尘器4进口。
如图1、2所示，设置在焙烧炉1底部的第一排渣口11及设置在余热锅炉2底部的第二排渣口12，经第一密闭高温料箱管路30与第一高温物料冷却器5的进渣口连通；分别设置在旋风分离器3及电收尘器4底部的第三排渣口13和第四排渣口14，经第二密闭高温料箱管路31与第二高温物料冷却器7进渣口连通；第一高温物料冷却器5和第二高温物料冷却器7的出渣口分别与第一密闭输送装置6、第二密闭输送装置8连通。焙烧炉和余热锅炉的高温炉渣，旋风分离器和电收尘器收集的高温尘渣，分别经密闭高温料箱管路汇集后进入相对应的高温物料冷却器内进行冷却。同时，密闭高温料箱管路、高温物料冷却器及高温物料冷却器进渣口处的水夹套的冷却水出口均与补水进口16连通，密闭高温料箱管路的冷却水进口与高温物料冷却器的冷却水出口15连通。
如图3所示，第一高温物料冷却器5和第二高温物料冷却器7均为水冷式全密闭螺旋冷却器。如图2、4所示，在第一高温物料冷却器5和第二高温物料冷却器7上分别设置的冷却水出口15与余热锅炉2的补水进口16连通。
如图2及图4所示，第一密闭高温料箱管路30与第二密闭高温料箱管路31均采用密闭水夹套结构。
同时，如图3、图5所示，第一高温物料冷却器5和第二高温物料冷却器7的进渣口及出渣口均采用全封闭结构，其出渣口与相应密闭输送装置的进渣管道口采用法兰连接，进料口处设置高温料闸19。
如图5所示，第一高温物料冷却器5和第二高温物料冷却器7的进渣口处设置带水夹套20的受料管，水夹套进水口21与高温物料冷却器的冷却水出口15连接，水夹套出水口22与脱氧补水进口16连通，使高温灰渣进入时预先冷却。同时，如图6所示，插入进渣口内的进料管18的出口平面低于进渣口处密封面17的最低点，减少进渣口处高温腐蚀。
基于硫铁矿热渣较好的流动性，第一高温物料冷却器5和第二高温物料冷却器7的滚筒优选转速为4—6r/min，并可对相应的驱动电机进行变频调节控制，以适应排渣流量变化。
本实用新型在实际使用时，优选工艺过程如下：焙烧炉1的炉渣和余热锅炉2炉渣经第一密闭高温料箱管路30进入第一高温物料冷却器5，在第一高温物料冷却器5通过间接换热将850℃-1100℃的高温渣冷却到80℃-60℃，经第一密闭式输送装置6输送到目的地。焙烧炉1排出的高温含尘气体先经余热锅炉2回收部分热量，余热锅炉排出的含尘气体经旋风分离器3和电收尘器4进行收尘，所收集的高温尘渣汇集后经第二密闭高温料箱管路31进入第二高温物料冷却器7，经第二高温物料冷却器7冷却后，由第二密闭式输送装置8输送到目的地。冷却水在两高温物料冷却器内经间接换热被加热，在高温灰渣冷却到80℃-60℃的同时，冷却水由常温15℃-25℃升高到80℃-90℃，并直接作为锅炉给水补充进入余热锅炉的脱氧补水系统。
经实验实施：焙烧炉容量为140m3，余热锅炉能力为75-85t/h，焙烧炉1和余热锅炉2产生的高温炉渣约900℃，经第一高温物料冷却器5冷却到65℃，第一高温物料冷却器5的冷却水进水温度为18℃，出水温度为92℃。旋风分离器3和电收尘器4收集的高温尘渣720℃，经第二高温物料冷却器冷7却到58℃。第二高温物料冷却器7的冷却水进水温度为18℃，出水温度为85℃。经第一高温物料冷却器5及第二高温物料冷却器7冷却后的物料分别经第一密闭输送装置6和第二密闭输送装置8输送到目的地。第一高温物料冷却器5及第二高温物料冷却器7所产生的热水通过软水管网直接进入余热锅炉2的脱氧补水系统。

Claims (7)

1.一种硫铁矿制酸排渣热回收设备系统，包括焙烧炉、余热锅炉、旋风分离器及电收尘器，高温含尘气体管道依次从焙烧炉上部连通至余热锅炉上部含尘气体进口，再由余热锅炉上部含尘气体出口连通至旋风分离器切线进入进口，并由旋风分离器上部含尘气体出口连通至电收尘器进口；其特征在于：设置在焙烧炉底部的第一排渣口及设置在余热锅炉底部的第二排渣口与第一高温物料冷却器进渣口连通；分别设置在旋风分离器及电收尘器底部的第三排渣口和第四排渣口，与第二高温物料冷却器进渣口连通；第一高温物料冷却器和第二高温物料冷却器出渣口与一密闭输送装置连通。
2.一种硫铁矿制酸排渣热回收设备系统，包括焙烧炉、余热锅炉、旋风分离器及电收尘器，高温含尘气体管道依次从焙烧炉上部连通至余热锅炉上部含尘气体进口，再由余热锅炉上部含尘气体出口连通至旋风分离器切线进入进口，并由旋风分离器上部含尘气体出口连通至电收尘器进口；其特征在于：设置在焙烧炉底部的第一排渣口及设置在余热锅炉底部的第二排渣口与第一高温物料冷却器进渣口连通；分别设置在旋风分离器及电收尘器底部的第三排渣口和第四排渣口，与第二高温物料冷却器进渣口连通；第一高温物料冷却器和第二高温物料冷却器出渣口分别与第一密闭输送装置、第二密闭输送装置连通。
3.根据权利要求1或2所述硫铁矿制酸排渣热回收设备系统，其特征在于：第一高温物料冷却器和第二高温物料冷却器为水冷式全密闭螺旋冷却器，在第一高温物料冷却器和第二高温物料冷却器上分别设置的冷却水出口与余热锅炉脱氧补水系统连通。
4.根据权利要求1或2所述硫铁矿制酸排渣热回收设备系统，其特征在于：第一排渣口与第二排渣口经密闭高温料箱管路与第一物料冷却器连通，同时，第三排渣口与第四排渣口经另一密闭高温料箱管路与第二物料冷却器连通。
5.根据权利要求4所述硫铁矿制酸排渣热回收设备系统，其特征在于：所述密闭高温料箱管路为密闭水夹套结构，其冷却水进口与相应的高温物料冷却器的冷却水系统连通，其冷却水出口与余热锅炉脱氧补水系统连通。
6.根据权利要求3所述硫铁矿制酸排渣热回收设备系统，其特征在于：所述水冷式全螺旋冷却器的进渣口处设置带水夹套的受料箱；同时，插入进渣口内的进渣管出口平面低于进渣口处密封面的最低点。
7.根据权利要求1或2所述硫铁矿制酸排渣热回收设备系统，其特征在于：所述的密闭式输送装置为装设有密闭外壳的皮带输送机、刮板式输送机或斗链式输送机。
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