CN208293056U - 一种红土镍矿rkef冶炼工艺烟气综合处理系统 - Google Patents

一种红土镍矿rkef冶炼工艺烟气综合处理系统 Download PDF

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Abstract

一种红土镍矿RKEF冶炼工艺烟气综合处理系统,包括镍铁电炉、水冷烟道、第一布袋收尘器、回转窑、旋风除尘器、燃烧混风室、干燥机、第二布袋收尘器,镍铁电炉的出气口连接水冷烟道的下端,水冷烟道的上端通过管道与第一布袋收尘器的进气口连接,第一布袋收尘器的出气口与回转窑的进气口通过管道连接,回转窑的出气口与旋风除尘器的进气口通过管道连接;燃烧混风室包括燃烧室和烟气混合室,烟气混合室的进气口与旋风除尘器的出气口通过管道连接,烟气混合室的出风口与干燥机的进风口连接;干燥机的出气口与第二布袋收尘器的进气口通过管道连接。本实用新型节约能源,环保,烟气利用率高。

Description

一种红土镍矿RKEF冶炼工艺烟气综合处理系统
技术领域
本实用新型属于冶炼烟气综合利用技术领域,具体涉及一种红土镍矿RKEF冶炼工艺烟气综合处理系统。
背景技术
红土镍矿冶炼工艺目前以火法的RKEF(利用红土镍矿冶炼精制镍铁的回转窑-矿热炉工艺技术 )工艺为主导,RKEF工艺冶炼烟气综合利用是系统稳定运行、降低能耗的关键环节。目前应用较广的烟气处理有以下几种工艺:
工艺1:
电炉烟气处理系统流程:电炉烟气→烟道→空气换热器→布袋收尘器→排烟风机→排空,空气换热器加热的热风作为回转窑燃烧风。
回转窑烟气收尘系统流程:回转窑烟气→电除尘器→排烟风机→排空。
干燥机烟气收尘流程:干燥机烟气→电除尘器→排烟机→排空。
该工艺典型业绩为:缅甸达贡山中色镍业。
工艺2:
电炉烟气处理系统流程:电炉烟气→烟道→干燥混风室→干燥机。
回转窑烟气收尘系统流程:回转窑烟气→干燥混风室→干燥机。
干燥机烟气收尘流程:干燥机烟气→电除尘器→排烟机→干燥烟囱。
该工艺典型业绩为:广青科技、世纪青山等青山集团镍铁项目。
通过生产实践,发现工艺1和工艺2存在着以下方面的问题:
(一)工艺1:
(1)镍铁电炉半密闭式操作,还原熔炼过程中产生的CO通过漏风或鼓风,在炉内燃烧,产生约800-900℃的电炉烟气通过烟道进入空气换热器。存在烟气中的粉尘在换热器中容易粘结,造成换热效果不好;电炉生产波动造成的烟气温度波动造成换热器变形损坏。
(2)回转窑烟气中的烟尘在电收尘器中收集,烟尘量大,回转窑烟气量按照10万Nm3/h,烟气含尘70g/Nm3计算,小时收下的粉尘量约为7t。
(3)整个系统的烟气排放点多,环保压力大。
(二)工艺2:
(1)电炉半密闭式操作,还原熔炼过程中产生的CO通过漏风或鼓风,在炉内燃烧,产生约800-900℃的电炉烟气通过烟道进入干燥机混风室。回转窑烟气也一并进入干燥机混风室,作为干燥热源。存在电炉烟道长约100m,烟道堵塞严重,生产约1-2个月必须更换烟道,影响生产、检修费用大。
(2)干燥机、回转窑、电炉烟气均由干燥收尘后的一台排烟机提供负压,系统负压平衡难度大,对炉窑负压控制造成较大影响。
发明内容
针对上述已有技术存在的不足,本实用新型提供一种红土镍矿RKEF冶炼工艺烟气综合处理系统。
本实用新型是通过以下技术方案实现的。
一种红土镍矿RKEF冶炼工艺烟气综合处理系统,其特征在于,所述系统包括镍铁电炉、水冷烟道、第一布袋收尘器、回转窑、旋风除尘器、燃烧混风室、干燥机、第二布袋收尘器;
所述镍铁电炉的出气口与水冷烟道的下端连接,所述水冷烟道的上端通过管道与第一布袋收尘器的进气口连接,所述第一布袋收尘器的出气口与回转窑的进气口通过管道连接,所述回转窑的出气口与旋风除尘器的进气口通过管道连接;
所述燃烧混风室包括箱体,所述箱体内壁设有由耐火材料制成的保温层,所述箱体内设有竖直隔板,所述竖直隔板将箱体分为两个腔室,其中一个腔室为燃烧室,另一个腔室为烟气混合室,所述竖直隔板下部开有通孔,所述燃烧室的顶端开有进风口、燃料进口,所述烟气混合室的上部设有进气口,所述烟气混合室的侧壁开有出风口,所述烟气混合室的进气口与旋风除尘器的出气口通过管道连接,所述烟气混合室的出风口与干燥机的进风口连接;所述干燥机的出气口与第二布袋收尘器的进气口通过管道连接;
所述水冷烟道的上端与第一布袋收尘器进气口连接的管道上、第一布袋收尘器的出气口与回转窑的进气口连接的管道上、旋风除尘器的出气口与烟气混合室的进气口连接的管道上均设有风机。
根据上述的处理系统,其特征在于,所述回转窑的进气口、第二布袋收尘器的出气口、燃烧室的进风口均连接有风机。
根据上述的处理系统,其特征在于,所述燃烧室和烟气混合室的底部均设有清灰口,所述烟气混合室的两侧均设有控制阀门,所述燃烧室的侧壁开有观火孔以及防爆孔,所述燃烧室燃料进口处设有燃烧器。
根据上述的处理系统,其特征在于,所述第一布袋收尘器、旋风除尘器和第二布袋收尘器的烟尘出口均通过气力输送装置与烟尘接收仓连接,所述烟尘接收仓与干燥机的进料口通过管道连接。
根据上述的处理系统,其特征在于,所述旋风除尘器的出气口与烟气混合室的进气口连接的管道上的风机为高温风机。
根据上述的处理系统,其特征在于,所述水冷烟道的上端与第一布袋收尘器进气口连接的管道上的风机为调压风机。
根据上述的处理系统,其特征在于,所述第一布袋收尘器的出气口与回转窑的进气口连接的管道上的风机为加压风机。
根据上述的处理系统,其特征在于,所述第二布袋收尘器的出气口连接的风机为排烟风机。
一种使用如上述处理系统的红土镍矿RKEF冶炼工艺烟气综合处理方法,其特征在于,其步骤包括:
(1)首先通过水冷烟道对镍铁电炉还原产生的电炉烟气进行降温,然后采用第一布袋收尘器对电炉烟气进行收尘净化,采用加压风机将净化后的电炉烟气鼓入回转窑中,然后采用调压风机调整镍铁电炉内的负压;
(2)采用旋风除尘器对回转窑产生的烟气进行收尘净化,然后通过高温风机将净化后的回转窑烟气通入烟气混合室,与燃烧室中燃煤产生的烟气混合,将混合后的烟气通入干燥机内与湿红土镍矿进行接触;
(3)采用第二布袋收尘器对干燥机产生的烟气进行收尘净化后,通过排烟风机排空。
根据上述的方法,其特征在于,将第一布袋收尘器、旋风除尘器、第二布袋收尘器收集的烟尘润湿后与湿红土镍矿混合后送入干燥机中再次利用。
根据上述的方法,其特征在于,所述步骤(1)电炉烟气中含CO浓度体积百分比为40%-60%,烟气温度500℃-600℃,含尘浓度为35g/Nm3
根据上述的方法,其特征在于,所述步骤(1)电炉烟气经水冷烟道降温至80-100℃,进入第一布袋收尘器除尘后,烟气中含尘浓度<80mg/Nm3,通过调压风机控制镍铁电炉内的负压为0-10帕。
根据上述的方法,其特征在于,所述步骤(2)回转窑烟气温度为400℃,含尘浓度为70g/Nm3
根据上述的方法,其特征在于,所述步骤(2)通过旋风除尘器对回转窑产生的烟气进行收尘,收尘效率为20-40%;旋风除尘后的烟气中烟尘浓度为45g/Nm3,温度为350℃,通过高温风机控制回转窑窑内负压为-10帕至0帕。
根据上述的方法,其特征在于,所述步骤(3)干燥机产生的烟气温度为120℃,烟气含尘浓度为16g/Nm3,燃烧混风室负压由排烟风机控制在-20帕至-5帕。
本实用新型的有益技术效果,本实用新型提供了一种红土镍矿RKEF冶炼工艺烟气综合处理系统,本实用新型较现有技术具有以下优势:
(1)镍铁电炉密闭式操作,产生的CO不在炉内燃烧,使得电炉烟气量是现有技术工艺1和工艺2电炉烟气量的1/6-1/7,电炉烟气处理系统规模较小;且温度约为500℃,电炉炉顶绝缘部件等不易损坏;电炉负压可以通过调压风机调整,较于方案2不受外部因素影响。
(2)回转窑烟气中含尘约为7t/h,但由于70%烟尘进入干燥机,旋风除尘器收集的烟尘量约为2.1t/h,烟尘量仅为方案1的30%,回转窑负压由高温风机调整,较于方案2不受外部因素影响。
(3)回转窑烟气作为干燥机热源之一较于方案1,节约能源。回转窑烟气比热约1.47kj/Nm3.℃,烟气在干燥机进口温度350℃,干燥机出口烟气温度120℃,回转窑烟气量按照10Nm3/h计算,回转窑烟气释放的热量约为3.38万MJ,节约干燥机燃烧室燃烧24Mj/kg热值的粉煤约为1400kg/h。
(4)燃烧混风室,它具有燃烧和混风两种功能,具备燃烧燃料提供热量的能力,同时混风室能够接收回转窑约350℃的热烟气,使得干燥窑系统的燃料消耗大大降低,能够起到节能降耗的效果。通过该设备充分利用回转窑热烟气中的热能,相同工况条件下,干燥机燃烧室节约热值为24Mj/kg的粉煤约1400kg/h。
(5)整个生产线只通过一个排烟风机排放,环保压力较小。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型的工艺流程图。
图3为本实用新型的燃烧混风室的结构示意图。
图4为本实用新型燃烧混风室的立体图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
如图1、3和4所示,一种红土镍矿RKEF冶炼工艺烟气综合处理系统,包括镍铁电炉1、水冷烟道、第一布袋收尘器2、回转窑3、旋风除尘器4、燃烧混风室5、干燥机6、第二布袋收尘器7;镍铁电炉的出气口连接水冷烟道的下端,水冷烟道的上端通过管道与第一布袋收尘器的进气口连接,第一布袋收尘器的出气口与回转窑的进气口通过管道连接,回转窑的出气口与旋风除尘器的进气口通过管道连接;
燃烧混风室包括箱体8,箱体内壁设有由耐火材料制成的保温层9,箱体内设有竖直隔板10,竖直隔板的上端与箱体内顶部连接,竖直隔板的下端与箱体内底部连接,竖直隔板将箱体分为左右两个腔室,其中,左腔室为燃烧室11,右腔室为烟气混合室12,竖直隔板下部开有通孔13,通孔13用于燃烧室的热燃气通入烟气混合室中,与烟气混合室中的烟气混合,燃烧室的顶端开有进风口14、燃料进口15, 燃料进口处设有燃烧器,烟气混合室的上部设有进气口16,烟气混合室的侧壁开有出风口17,烟气混合室的进气口与旋风除尘器的出气口通过管道连接,烟气混合室的出风口17与干燥机的进风口连接并连通;干燥机的出气口与第二布袋收尘器的进气口通过管道连接;燃烧室和烟气混合室的底部均设有清灰口18,用于清灰,烟气混合室的两侧均设有控制阀门即冷风阀19,用于微调烟气混合室出风口烟气温度,燃烧室的侧壁开有观火孔以及防爆孔,观火孔用于监测燃烧情况,防爆孔优选两个,用于工艺条件不当爆燃时释放室内气体压力,整个箱体外采用加强杆进行紧固;回转窑窑头以及燃烧室的燃料进口均连接定量给煤机,用于提供燃料。
水冷烟道包括内部焊接钢制内胆的水冷套,水冷套侧壁下部设置进水口,侧壁上部设置出水口,水冷烟道为通水冷却的钢制装置。水冷烟道的上端与第一布袋收尘器进气口连接的管道上、第一布袋收尘器的出气口与回转窑的进气口连接的管道上、旋风除尘器的出气口与烟气混合室的进气口连接的管道上均设有风机;回转窑的进气口、第二布袋收尘器的出气口、燃烧室的进风口均连接风机;具体地,水冷烟道的上端与第一布袋收尘器进气口连接的管道上设有调压风机20,第一布袋收尘器的出气口与回转窑的进气口连接的管道上设有加压风机21,旋风除尘器的出气口与烟气混合室的进气口连接的管道上设有高温风机22,第二布袋收尘器的出气口连接有排烟风机23,回转窑的进气口连接有第一风机24和第二风机25,第一风机用于向回转窑内输送一次风,第二风机用于向回转窑内输送二次风,燃烧室的进风口连接第三风机26和第四风机27,第三风机用于向燃烧室内输送一次风,第四风机用于向燃烧室内输送二次风。
第一布袋收尘器的烟尘出口、旋风除尘器的烟尘出口和第二布袋收尘器的烟尘出口均通过气力输送装置与烟尘接收仓连接,烟尘接收仓与干燥机的进料口通过管道连接。
如图2所示,一种红土镍矿RKEF冶炼工艺烟气综合处理方法,步骤包括:
(1)镍铁电炉还原产生电炉烟气,其中,电炉烟气中含CO浓度体积百分比为40%-60%,烟气温度500℃-600℃,含尘浓度为35g/Nm3;首先通过水冷烟道对镍铁电炉还原产生的电炉烟气进行降温至80-100℃,然后采用第一布袋收尘器对电炉烟气进行收尘净化后,烟气中含尘浓度<80mg/Nm3,采用加压风机将净化后的电炉烟气鼓入回转窑中,电炉烟气用于回转窑的燃料之一,通过调压风机调整镍铁电炉内的负压为0-10帕;
(2)采用旋风除尘器对回转窑产生的烟气进行收尘净化,其中,回转窑烟气温度为400℃,含尘浓度为70g/Nm3,旋风除尘器的收尘效率为20-40%,旋风除尘后的回转窑烟气中烟尘浓度为45g/Nm3,温度为350℃,然后通过高温风机将净化后的回转窑烟气通入烟气混合室,与燃烧室中燃煤产生的烟气混合,作为干燥机的热源,混合后的烟气通入干燥机内与湿红土镍矿进行接触,湿红土镍矿对混合后的烟气中的烟尘进行捕集;通过高温风机控制回转窑窑内负压为-10帕至0帕;
(3)采用第二布袋收尘器对干燥机产生的烟气进行收尘净化后,通过排烟风机排空;其中,干燥机产生的烟气温度为120℃,烟气含尘浓度为16g/Nm3,燃烧混风室负压由排烟风机控制在-20帕至-5帕;
(4)将第一布袋收尘器、旋风除尘器、第二布袋收尘器收集的烟尘通过气力输送装置输送到烟尘接收仓,润湿后与湿红土镍矿混合后送入干燥机中再次利用。
实施例1
(1)镍铁电炉还原产生电炉烟气,其中,电炉烟气中含CO浓度体积百分比为40%,烟气温度500℃,含尘浓度为35g/Nm3;首先通过水冷烟道对镍铁电炉还原产生的电炉烟气进行降温至80℃,然后采用第一布袋收尘器对电炉烟气进行收尘净化后,烟气中含尘浓度<80mg/Nm3,采用加压风机将净化后的电炉烟气鼓入回转窑中,电炉烟气用于回转窑的燃料之一,通过调压风机调整镍铁电炉内的负压为1帕;
(2)采用旋风除尘器对回转窑产生的烟气进行收尘,其中,回转窑烟气温度为400℃,含尘浓度为70g/Nm3,旋风除尘器的收尘效率为40%,旋风除尘后的烟气中烟尘浓度为45g/Nm3,温度为350℃,然后通过高温风机将回转窑产生的烟气通入烟气混合室,与燃烧室中燃煤产生的烟气混合,将混合后的烟气通入干燥机内与湿红土镍矿进行接触,湿红土镍矿对混合后的烟气中的烟尘进行捕集;通过高温风机控制回转窑窑内负压为-10帕;
(3)采用第二布袋收尘器对干燥机产生的烟气进行收尘净化后,通过排烟风机排空;其中,干燥机产生的烟气温度为120℃,烟气含尘浓度为16g/Nm3,燃烧混风室负压由排烟风机控制在-20帕;
(4)将第一布袋收尘器、旋风除尘器、第二布袋收尘器收集的烟尘通过气力输送装置输送到烟尘接收仓,润湿后与湿红土镍矿混合后送入干燥机中再次利用。
实施例2
(1)镍铁电炉还原产生电炉烟气,其中,电炉烟气中含CO浓度体积百分比为60%,烟气温度600℃,含尘浓度为35g/Nm3;首先通过水冷烟道对镍铁电炉还原产生的电炉烟气进行降温至100℃,然后采用第一布袋收尘器对电炉烟气进行收尘净化后,烟气中含尘浓度<80mg/Nm3,采用加压风机将净化后的电炉烟气鼓入回转窑中,电炉烟气用于回转窑的燃料之一,通过调压风机调整镍铁电炉内的负压为10帕;
(2)采用旋风除尘器对回转窑产生的烟气进行收尘,其中,回转窑烟气温度为400℃,含尘浓度为70g/Nm3,旋风除尘器的收尘效率为20%,旋风除尘后的回转窑烟气中烟尘浓度为45g/Nm3,温度为350℃,然后通过高温风机将净化后的回转窑烟气通入烟气混合室,与燃烧室中燃煤产生的烟气混合,将混合后的烟气通入干燥机内与湿红土镍矿进行接触,湿红土镍矿对混合后的烟气中的烟尘进行捕集;通过高温风机控制回转窑窑内负压为0帕;
(3)采用第二布袋收尘器对干燥机产生的烟气进行收尘净化后,通过排烟风机排空;其中,干燥机产生的烟气温度为120℃,烟气含尘浓度为16g/Nm3,燃烧混风室负压由排烟风机控制在-5帕;
(4)将第一布袋收尘器、旋风除尘器、第二布袋收尘器收集的烟尘通过气力输送装置输送到烟尘接收仓,润湿后与湿红土镍矿混合后送入干燥机中再次利用。
以上所述的仅是本实用新型的较佳实施例,并不局限本实用新型。应当指出对于本领域的普通技术人员来说,在本实用新型所提供的技术启示下,还可以做出其它等同改进,均可以实现本实用新型的目的,都应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种红土镍矿RKEF冶炼工艺烟气综合处理系统,其特征在于,所述系统包括镍铁电炉、水冷烟道、第一布袋收尘器、回转窑、旋风除尘器、燃烧混风室、干燥机、第二布袋收尘器;
所述镍铁电炉的出气口与水冷烟道的下端连接,所述水冷烟道的上端通过管道与第一布袋收尘器的进气口连接,所述第一布袋收尘器的出气口与回转窑的进气口通过管道连接,所述回转窑的出气口与旋风除尘器的进气口通过管道连接;
所述燃烧混风室包括箱体,所述箱体内壁设有由耐火材料制成的保温层,所述箱体内设有竖直隔板,所述竖直隔板将箱体分为两个腔室,其中一个腔室为燃烧室,另一个腔室为烟气混合室,所述竖直隔板下部开有通孔,所述燃烧室的顶端开有进风口、燃料进口,所述烟气混合室的上部设有进气口,所述烟气混合室的侧壁开有出风口,所述烟气混合室的进气口与旋风除尘器的出气口通过管道连接,所述烟气混合室的出风口与干燥机的进风口连接;所述干燥机的出气口与第二布袋收尘器的进气口通过管道连接;
所述水冷烟道的上端与第一布袋收尘器进气口连接的管道上、第一布袋收尘器的出气口与回转窑的进气口连接的管道上、旋风除尘器的出气口与烟气混合室的进气口连接的管道上均设有风机。
2.根据权利要求1所述的处理系统,其特征在于,所述回转窑的进气口、第二布袋收尘器的出气口、燃烧室的进风口均连接有风机。
3.根据权利要求1所述的处理系统,其特征在于,所述燃烧室和烟气混合室的底部均设有清灰口,所述烟气混合室的两侧均设有控制阀门,所述燃烧室的侧壁开有观火孔以及防爆孔,所述燃烧室燃料进口处设有燃烧器。
4.根据权利要求1所述的处理系统,其特征在于,所述第一布袋收尘器、旋风除尘器和第二布袋收尘器的烟尘出口均通过气力输送装置与烟尘接收仓连接,所述烟尘接收仓与干燥机的进料口通过管道连接。
5.根据权利要求1所述的处理系统,其特征在于,所述旋风除尘器的出气口与烟气混合室的进气口连接的管道上的风机为高温风机。
6.根据权利要求1所述的处理系统,其特征在于,所述水冷烟道的上端与第一布袋收尘器进气口连接的管道上的风机为调压风机。
7.根据权利要求1所述的处理系统,其特征在于,所述第一布袋收尘器的出气口与回转窑的进气口连接的管道上的风机为加压风机。
8.根据权利要求1所述的处理系统,其特征在于,所述第二布袋收尘器的出气口连接的风机为排烟风机。
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