CN203820474U - 一种氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收利用装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于烟气余热回收利用技术领域，公开了一种氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收利用装置。其主要技术方案为：包括底部为锥形结构、上部设置有液体分布机构构成的直接换热塔：由蒸发加热室和蒸发分离室构成的蒸发室和乏汽冷凝处理机构。氢氧化铝焙烧炉烟气进入直接换热塔中和循环液完成传质和传热并捕集吸收烟气中的SO2（SO3），循环液送至蒸发加热室中与蒸发原液通过换热降温后再重新进入直接换热塔中，蒸发原液进入蒸发分离室，乏汽进入直接接触冷凝机构冷凝处理，而浓缩的蒸发原液送回车间进行循环母液调配。该装置改变以往排烟温度控制在露点温度以上的传统做法，提高烟气余热回收利用率。
Description
技术领域
本实用新型属于烟气余热回收利用技术领域，涉及一种氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收利用装置；即通过降低烟气的排烟温度至水蒸气露点温度以下来回收烟气的显热和水蒸汽的潜热，并将回收的热量用于原液蒸发的装置。
背景技术
目前，节能减排已是我国经济发展的一项长远战略计划，也是当前一项紧迫的任务，全社会都在开展节能减排，缓解能源和环境压力，建设节能型社会和环境友好型社会的相关活动。有效降低氢氧化铝焙烧炉的排烟温度是节能的主要措施之一。
在氧化铝工业生产中，氢氧化铝焙烧炉以及烧结法熟料烧成窑的排放烟气温度高达160～190℃，烟气不仅带走大量热量、水和部分氧化铝，而且还会造成环境负荷加大等问题。据测算，氢氧化铝焙烧炉排烟热损失占到了焙烧工段总热损失的65～70%。以年产100万吨的氧化铝厂为例，氢氧化铝焙烧炉烟气排放量约为30万Nm3/h，其中水蒸汽占46%左右的体积分数，按质量算约100t/h，仅这部分水蒸汽的潜热就超过200GJ/h。另外，烟气中含有约50mg/Nm3的氧化铝或氢氧化铝粉尘，年排放量约130t。目前国内氧化铝厂的产能总规模已经超过4000万吨/年，仅氢氧化铝焙烧排烟一项，就造成了热量、水和氧化铝的巨大损失。
针对此情况，国内外很多氧化铝厂采取了各种各样的措施尽量回收焙烧炉烟气余热，这些氧化铝厂所采用的方法均为将排烟温度尽量降低，但还是控制在酸露点温度（约145℃）以上，以防止发生腐蚀，回收的热量将低温水加热用于生活用水或生产洗涤用水等。然而，这种烟气余热回收方法仅是利用了烟气的部分显热，对于氢氧化铝焙烧炉烟气而言，烟气的显热仅占烟气总热量的20%左右，80%左右的热量是烟气中水蒸汽的潜热，因此采用上述方式时，大量的烟气余热仍未得到利用。同时，烟气中的SO2（SO3）和粉尘也并没有得到有效控制。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题就是：提供一种改变以往排烟温度控制在露点温度以上的传统做法，提高烟气余热回收利用率氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收利用装置。
为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案为：
一种氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收利用装置：包括
直接换热塔：在该直接换热塔的侧部设置有烟气进口、顶部设置有净烟气排出口、底部设置有沉淀料排出口、侧上部和侧下部分别设置有循环液出口和循环液进口，在该直接换热塔中的底部为锥形结构，其上部设置有液体分布机构；
由蒸发加热室和蒸发分离室构成的蒸发室，所述的蒸发加热室底部插入所述蒸发分离室中，在所述的蒸发加热室中设置有换热机构；在所述的蒸发分离室的上部、底部分别设置有乏汽、蒸发母液出口，其侧部上下依次设置有蒸发原液的进出口；和
乏汽冷凝处理机构；其中
所述直接换热塔的循环出口和循环进口通过管道分别与设置于所述蒸发室中换热机构的进出口连通；所述蒸发分离室的乏汽出口与所述的乏汽冷凝处理机构连通，所述蒸发母液出口通过管道进入循环母液调配车间。
在构成上述氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收利用装置的结构中：
——所述的直接换热塔中设置有气体分布机构；其顶部设置有由网筛构成的除沫机构；
——所述的乏汽冷凝处理机构由在其顶部和底部设置有循环冷凝水的进出口构成的循环水塔构成。
本实用新型所提供的氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收利用装置与现有技术相比，具有以下优点：
1、能够有效回收烟气中水蒸气的潜热，提高氢氧化铝焙烧炉烟气余热的利用率；
2、能够有效回收烟气中的粉尘（如氧化铝或氢氧化铝），提高经济效益，并且降低氢氧化铝焙烧炉烟气含尘量，减轻环境负荷；
3、能够有效回收烟气中的水分，并将其应用到氧化铝生产中，降低氧化铝单位水耗；
4、采用循环液可有效吸收烟气中的SO2等气体，减少SO2污染物的排放，减轻环境负荷；
5、循环液与蒸发原液之间由于采用间接换热，该流程不会对原液的成分造成影响，从而能够最大限度的减少对原氧化铝生产的影响。
附图说明
图1为氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收利用装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示为本实用新型提供的氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收利用装置的结构示意图。即构成该装置的结构包括：在其侧部设置有烟气进口1、顶部设置有净烟气排出口2、底部设置有沉淀料排出口3、侧上部和侧下部分别设置有循环液出口4和循环液进口5、且底部为锥形结构6、上部设置有能够使得循环液均匀分布便于对烟气进行吸热以及吸收其中的SO2（SO3）的液体分布机构7构成的直接换热塔A；由蒸发加热室8和蒸发分离室9构成的蒸发室B，其中，蒸发加热室底部插入蒸发分离室中，在蒸发加热室中设置有列管式换热机构10，在蒸发分离室的上部、底部分别设置有乏汽出口11和蒸发母液出口12，其侧部上下依次设置有蒸发原液的进、出口13、14；在乏汽出口11通过管道与在其顶部和底部设置有循环冷凝水的进、出口15、16构成的循环水塔17形成的乏汽冷凝处理机构C。上述各机构中直接换热塔的循环出口4和循环进口5通过管道分别与设置于蒸发室中的换热机构进、出口18、19连通，蒸发母液出口12通过管道进入循环母液调配车间。
其工作原理为：氢氧化铝焙烧炉烟气通过风机机构20进入直接换热塔A，在直接换热塔A中烟气和循环液21完成传质和传热过程；使烟气中大部分显热和部分水蒸汽的潜热传递给循环液。循环液与烟气接触后温度上升，同时捕集烟气中的绝大部分粉尘并吸收部分SO2（SO3）。循环液从直接换热塔由循环液出口4排出通过循环泵22输送至蒸发加热室中的列管式换热机构10中，与蒸发原液通过换热降温后再重新进入直接换热塔中，继续实现循环液与焙烧炉烟气完成传质和传热过程；通过换热后温度升高的蒸发原液进入蒸发分离室9，蒸出的乏汽通过出口11进入直接接触冷凝机构C，乏汽采用循环水冷凝后一同排入循环水槽或循环水坑再回到循环水站，循环使用；而浓缩后的蒸发原液由其出口12通过出料泵23送回车间进行循环母液调配。上述冷凝机构C中不凝性气体由真空泵24抽出排至大气。
在上述氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收利用装置的结构中为了进一步提高在直接换热塔A中，焙烧炉烟气余热的吸收以及对SO2（SO3）的吸收，在直接换热塔的中部设置有液体分布机构25；其顶部设置有由网筛构成的除沫机构26。
另外，该氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收利用装置的利用：
——氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收后用于氧化铝厂原液蒸发；
——余热回收采用循环液作为中间热载体，即循环液先与烟气直接接触升温，然后再与蒸发原液间接换热降温；
——液体分布器采用槽式液体分布器或喷淋式液体分布器。
——传热传质部件采用筛板，筛板的层数为1～15层，优选3～10层。
——除沫器设置一级或两级，除沫器安装在塔上部或烟气出口管道上。
——循环液采用水，也可以是特殊配置的溶液用以提高SO2（SO3）的吸收效果；
——直接换热塔下部设置成锥底，其作用是将粉尘（氧化铝或氢氧化铝）颗粒沉降下来，使循环液澄清;
——循环液中增多的水将定期或连续的排出该流程，进入氧化铝生产中；
——循环液中积累的固体（氧化铝或氢氧化铝）可以经过滤回收；
——进蒸发器加热室前，高温循环液的温度控制在70～85℃；低温循环液的温度控制在60～70℃，即低于排烟温度3～5℃；
——采用的蒸发工艺可以是一效或两效；当使用两效蒸发时，蒸发流程可以是顺流式、逆流式或错流式。
本实用新型适用于排烟温度>100℃、水蒸汽含量≥20%的烟气，特别是氧化铝厂，可采用该实用新型回收氢氧化铝焙烧炉烟气和烧结法熟料烧成窑烟气的热量来进行原液蒸发。
Claims (3)
1.一种氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收利用装置：其特征在于包括：
直接换热塔：在该直接换热塔的侧部设置有烟气进口、顶部设置有净烟气排出口、底部设置有沉淀料排出口、侧上部和侧下部分别设置有循环液出口和循环液进口，在该直接换热塔中的底部为锥形结构，其上部设置有液体分布机构；
由蒸发加热室和蒸发分离室构成的蒸发室，所述的蒸发加热室底部插入所述蒸发分离室中，在所述的蒸发加热室中设置有换热机构；在所述的蒸发分离室的上部、底部分别设置有乏汽、蒸发母液出口，其侧部上下依次设置有蒸发原液的进出口；和
乏汽冷凝处理机构；其中
所述直接换热塔的循环出口和循环进口通过管道分别与设置于所述蒸发室中换热机构的进出口连通；所述蒸发分离室的乏汽出口与所述的乏汽冷凝处理机构连通，所述蒸发母液出口通过管道进入循环母液调配车间。
2.根据权利要求1所述的一种氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收利用装置：其特征在于：所述的直接换热塔中设置有气体分布机构；其顶部设置有由网筛构成的除沫机构。
3.根据权利要求1所述的一种氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收利用装置：其特征在于：所述的乏汽冷凝处理机构由在其顶部和底部设置有循环冷凝水的进出口构成的循环水塔构成。
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| CN105000582A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-10-28 | 沈阳鑫博工业技术股份有限公司 | 一种焙烧氢氧化铝回收水蒸汽的系统及方法 |
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