CN215002970U - 一种窑炉的尾气余热利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种窑炉的尾气余热利用系统，包括尾气收集系统和气体补充系统；尾气收集系统与窑炉的排气口相连通，用于收集窑炉所排尾气；气体补充系统与窑炉降温段的进气口和窑炉非降温段的进气口均相连通，用于向窑炉的降温段和非降温段输送氧气；尾气余热利用系统还包括用于将窑炉排气口所排尾气的热量传递至进入窑炉非降温段进气口的氧气的第一换热系统。本实用新型通过两级换热系统对尾气余热进行利用，降低了尾气的温度，减少了后续对尾气降温的资源成本消耗以及后续所有装置对于温度的耐受要求，提升了进气温度，避免进气后窑炉内部温度的剧烈下降，节省了生产成本，余热利用效率高，能耗损失小，从多方面保证了窑炉的正常运行。

Description

一种窑炉的尾气余热利用系统

技术领域

本实用新型涉及工业热能回收领域，具体涉及一种窑炉的尾气余热利用系统。

背景技术

在需要进行高温烧结操作的工艺流程中，窑炉中产生的尾气带有很高的热量，为避免能源的浪费和基于成本的考虑，往往需要对该部分热量进行回收；现有技术中一般将窑炉余热用于制作热水，供生产生活用水需要，但该方案具有以下不足：(1)由于窑炉尾气蕴含的热量较大，因此余热利用所得到的热水温度高、体量大，生产生活无法完全消耗，供需不平衡，可能导致能耗的损失；(2)即使经过了制备热水这一余热利用环节，窑炉尾气的温度依然较高，无法降至常温，使得后续尾气的回收、处理过程的成本增加。

实用新型内容

本实用新型提供了一种窑炉的尾气余热利用系统，用以解决目前窑炉尾气余热过程中存在的能耗损失、尾气后续处理成本较高的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种窑炉的尾气余热利用系统，包括尾气收集系统和气体补充系统；尾气收集系统与窑炉的排气口相连通，用于收集窑炉所排尾气；气体补充系统与窑炉降温段的进气口和窑炉非降温段的进气口均相连通，用于向窑炉的降温段和非降温段输送气体；尾气余热利用系统还包括用于将窑炉排气口所排尾气的热量传递至进入窑炉非降温段进气口的氧气的第一换热系统。

上述技术方案的设计思路在于，为克服背景技术中提到的余热利用技术存在的问题，本技术方案通过设置第一换热系统将窑炉排气口所排尾气的热量传递至进入窑炉的氧气或空气中，一方面降低了尾气的温度，减少了后续对尾气降温的资源成本消耗，也降低了对系统后续所有装置对于温度的耐受要求，另一方面提升了进气温度，避免进气后窑炉内部温度的剧烈下降，无需使用气体预热装置，节省了生产成本；同时，作为本领域内的常识，现有技术的窑炉一般分为降温段和非降温段，降温段对于进气的温度要求并不高，若将经过换热升温后的氧气或空气同时通入窑炉的降温段和非降温段，不仅对于能源的利用有浪费，而且不利于窑炉降温段的正常降温过程，进而影响整个工艺流程，因此本技术方案仅对窑炉排气口所排尾气以及窑炉非降温段所进的氧气或空气进行换热，进一步提高了余热的利用效率，保证了窑炉的正常运行。

作为上述技术方案的进一步改进：

第一换热系统包括第一换热装置，第一换热装置包括低温管道和能向低温管道传递热量的高温管道；低温管道一端连接窑炉非降温段的进气口，另一端连接气体补充系统；高温管道一端连接至尾气收集系统。

第一换热系统包括多个并联的第一换热装置。多个并联的第一换热装置可分别用于换热和备用，在其中一个或几个换热装置出现故障时，可保证第一换热系统以及窑炉的正常运行，避免停机检修造成的成本上升和损失。

尾气余热利用系统还包括热能利用系统和用于将经第一换热系统降温后的尾气的热量传递至热能利用系统的第二换热系统。通过依次设置的第一换热系统和第二换热系统，可对窑炉尾气的余热进行针对性地梯度利用，避免了现有技术中直接将尾气余热利用至热能利用系统产生的热能溢出无法完全利用的缺陷，有效提高了对窑炉尾气所含热量的利用效率和效果，有效降低了尾气的温度，便于后续的回收和处理。

第二换热系统包括多个并联的第二换热装置。多个并联的第二换热装置可分别用于换热和备用，在其中一个或几个换热装置出现故障时，可保证第二换热系统以及窑炉的正常运行，避免停机检修造成的成本上升和损失。

尾气余热利用系统还包括尾气处理系统，尾气处理系统与尾气收集系统的出气口相连通，且尾气处理系统和尾气收集系统之间设置有用于给经第二换热系统降温后的尾气加压的加压装置。尾气处理系统可对降温后的尾气进行处理或回收利用，有效降低生产成本，而加压装置则为整个系统的气体运动提供动能，将加压装置设置在第二换热系统之后，可避免温度过高的尾气对加压装置造成损伤，也可显著降低加压装置对温度的耐受要求。

热能利用系统包括并联的冷却塔和热能利用机组。热能利用系统可以为冷却塔也可以为余热利用机组，可根据不同的使用情形通过阀门进行切换，实现热能利用系统的灵活使用。

热能利用机组包括热水机组或制冷机组的至少一种。

加压装置前设置有一补气阀，补气阀与空气连通。加压装置前的补气阀可在尾气温度过高，难以降低的情况下向尾气中引入外部冷空气，从而起到尾气降温、保护加压装置的作用。

气体补充系统与窑炉的降温段和非降温段相连通的管道上均设置有流量计。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型通过两级换热系统对尾气余热进行利用，一方面降低了尾气的温度，减少了后续对尾气降温的资源成本消耗以及后续所有装置对于温度的耐受要求，另一方面提升了进气温度，避免进气后窑炉内部温度的剧烈下降，无需使用气体预热装置，节省了生产成本，余热利用效率高，能耗损失小，从多方面保证了窑炉的正常运行。

附图说明

图1为实施例1的尾气余热利用系统示意图。

图例说明：

1、尾气收集系统；2、气体补充系统；3、窑炉；4、第一换热装置；5、第二换热装置；6、尾气处理系统；7、加压装置；8、热能利用机组；9、流量计；10、冷却塔；11、补气阀。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1：

如图1所示，本实施例的窑炉的尾气余热利用系统，包括尾气收集系统1、尾气处理系统6和气体补充系统2，其中，窑炉3分为降温段和非降温段(升温段和恒温段)，尾气收集系统1的进气口连接窑炉3的出气口，尾气收集系统1的出气口连接尾气处理系统6，气体补充系统2与窑炉3的降温段和非降温段的进气口均相连通。

尾气余热利用系统还包括第一换热系统、加压装置7、第二换热系统和热能利用系统。第一换热系统包括并联的两个第一换热装置4，第一换热装置4包括低温管道和高温管道，低温管道的两端分别连接窑炉3的非降温段进气口和气体补充系统2，高温管道的两端则分别连接尾气收集系统1的出气口和尾气处理系统6，第一换热装置4内部高温管道向低温管道传递热量，也即第一换热装置4将尾气收集系统1所收集的尾气中的热量传递至窑炉3的非降温段所进入的氧气之中。加压装置7设置在第一换热系统后、尾气收集系统1和尾气处理系统6之间。加压装置7前设置有一与空气连通的补气阀11，该补气阀11可在开启时向尾气内引入低温空气。第二换热系统包括并联的两个第二换热装置5，第二换热装置5将经过第一换热系统换热的尾气中的热量传递至热能利用系统中。热能利用系统包括并联的冷却塔10和热能利用机组8(热水机组或制冷机组)，冷却塔10的冷凝水经储存罐排出。气体补充系统2与窑炉3降温段和非降温段相连通的管道上均设置有流量计9。

在实际生产过程中，窑炉3产生的尾气被尾气收集系统1收集，经过第一换热系统的第一换热装置4进行换热，将尾气中的热量传递至气体补充系统2向窑炉3的非降温段补充的新鲜氧气内，升高新氧的温度，降低尾气的温度；经第一换热系统换热降温后的尾气再经第二换热系统的第二换热装置5进行换热，将尾气中的热量传递至热能利用系统的冷却塔10或热能利用机组8(热水机组或制冷机组)中(用户可根据实际需要对尾气热量去向进行控制)，进一步降低尾气温度，并对余热进行利用；经过第二换热系统换热后的尾气去往尾气处理系统6进行处理或回收利用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种窑炉的尾气余热利用系统，其特征在于，包括尾气收集系统(1)和气体补充系统(2)；所述尾气收集系统(1)与窑炉(3)的排气口相连通，用于收集窑炉(3)所排尾气；所述气体补充系统(2)与窑炉(3)降温段的进气口和窑炉(3)非降温段的进气口均相连通，用于向窑炉(3)的降温段和非降温段输送气体；所述尾气余热利用系统还包括用于将窑炉(3)排气口所排尾气的热量传递至进入窑炉(3)非降温段的氧气中的第一换热系统。

2.根据权利要求1所述的一种窑炉的尾气余热利用系统，其特征在于，所述第一换热系统包括第一换热装置(4)，所述第一换热装置(4)包括低温管道和可向低温管道传递热量的高温管道；所述低温管道一端连接窑炉(3)非降温段的进气口，另一端连接气体补充系统(2)；所述高温管道一端连接至尾气收集系统(1)。

3.根据权利要求1所述的一种窑炉的尾气余热利用系统，其特征在于，所述第一换热系统包括多个并联的第一换热装置(4)。

4.根据权利要求1所述的一种窑炉的尾气余热利用系统，其特征在于，还包括热能利用系统和用于将经第一换热系统降温后的尾气的热量传递至热能利用系统的第二换热系统。

5.根据权利要求4所述的一种窑炉的尾气余热利用系统，其特征在于，所述第二换热系统包括多个并联的第二换热装置(5)。

6.根据权利要求4所述的一种窑炉的尾气余热利用系统，其特征在于，还包括尾气处理系统(6)和加压装置(7)，所述尾气处理系统(6)安装在第二换热系统后，且所述加压装置(7)设置在尾气处理系统(6)和第二换热系统之间。

7.根据权利要求6所述的一种窑炉的尾气余热利用系统，其特征在于，所述加压装置(7)前设置有一补气阀(11)，所述补气阀(11)与空气连通。

8.根据权利要求4所述的一种窑炉的尾气余热利用系统，其特征在于，所述热能利用系统包括并联的冷却塔(10)和热能利用机组(8)。

9.根据权利要求8所述的一种窑炉的尾气余热利用系统，其特征在于，所述热能利用机组(8)包括热水机组或制冷机组的至少一种。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种窑炉的尾气余热利用系统，其特征在于，所述气体补充系统(2)与窑炉(3)的降温段和非降温段相连通的管道上均设置有流量计(9)。

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