CN218410756U - 一种高效利用热能的矿热炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及烟气再利用技术领域，是一种高效利用热能的矿热炉；包括矿热炉；在矿热炉的烟气出口端上固定连接有烟道，在烟道和余热锅炉的进口端之间固定安装有汽化烟道，余热锅炉的烟气出口端和旋风分离器的烟气进口端通过第一管线固定连接在一起，余热锅炉的蒸汽出口端和汽轮机的蒸汽进口端通过第三管线固定连接在一起。本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过矿热炉、余热锅炉、汽轮机、旋风分离器和除尘装置的配合使用，实现将矿热炉内高温烟气回收再利用和脱硫除尘的目的，具有安全可靠和温度稳定的特点，防止了因温度过高和波动大造成爆管而影响生产的现象，方便了操作，提高了烟气利用率，大大降低了安全隐患和环境污染。

Description

一种高效利用热能的矿热炉

技术领域

本实用新型涉及烟气再利用技术领域，是一种高效利用热能的矿热炉。

背景技术

现阶段，工业生产中余热的损失大约占据了世界总能耗的30%至70%，因此，当务之急是尽快实现节能减排，从中国工业协会调查了解到，矿热炉是当前我国合金产品生产的主要机械设备，矿热炉在运行过程中会消耗我国总发电量2%的电能，因此，余热利用备受关注和重视。

矿热炉在冶炼时，释放的烟气中一般都会含有CO、CO₂、H₂等成分，且炉口烟气温度可达到400℃左右，含有大量显热。以75%硅铁矿热炉为例，烟气中的大量热能相当于总量输入的50%左右。因此，借助先进技术回收矿热炉烟气中的能量，具有非常重要的现实意义，既可以有效减少生产成本，又可以达到资源再利用及节能减排。现有做法通常是将矿热炉产生的高温烟气直接输送至余热锅炉进行再利用，余热锅炉产生的烟气经简单处理后再排放或直接排放，产生的蒸汽直接输送至现有用户，存在产能利用率不高和环境污染的问题。

同时矿热炉产生的烟气温度波动比较大，一般在400℃至600℃之间，瞬间可能达到700℃至1200℃，对余热锅炉受热面管道影响较大，长时间在此温度下运行会造成管道爆管，严重影响生产，且存在安全隐患，同时也大大缩短了余热锅炉的使用寿命。

发明内容

本实用新型提供了一种高效利用热能的矿热炉，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有矿热炉产生的烟气温度波动大易造成爆管而严重影响生产、热能利用率不高、存在环境污染和安全隐患的问题。

本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的：一种高效利用热能的矿热炉，包括矿热炉、余热锅炉、汽轮机、旋风分离器和除尘装置；在矿热炉的烟气出口端上固定连接有烟道，在余热锅炉上设置有与加热内腔相连通的进口端，在烟道和余热锅炉的进口端之间固定安装有汽化烟道，余热锅炉的烟气出口端和旋风分离器的烟气进口端通过第一管线固定连接在一起，旋风分离器的烟气出口端和除尘装置的烟气进口端通过第二管线固定连接在一起，余热锅炉的蒸汽出口端和汽轮机的蒸汽进口端通过第三管线固定连接在一起，在汽轮机的蒸汽出口端上固定连接有第四管线，在烟道、第一管线和第二管线上分别固定安装有引风装置。

下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进：

上述在矿热炉的外侧有凝汽器和除氧装置；在凝汽器上分别设置有进汽端和出液端，在除氧装置上设置有进液端和出液端，在第四管线和凝汽器的进汽端之间固定连接有第五管线，凝汽器的出液端和除氧装置的进液端通过第六管线固定连接在一起，除氧装置的出液端和余热锅炉的进水端通过第七管线固定连接在一起，在第四管线、第五管线、第六管线和第七管线上分别固定安装有阀门，在第七管线上固定安装有泵。

上述除氧装置为真空除氧器。

上述在矿热炉的外侧有脱硫塔和烟囱；除尘装置的烟气出口端和脱硫塔的烟气进口端通过第八管线固定连接在一起，脱硫塔的烟气出口端和烟囱的烟气进口端通过第九管线固定连接在一起，在脱硫塔的上部设置有进液端，在脱硫塔的底部设置有出液端，在脱硫塔的进液端上固定连接有进液管，在脱硫塔的出液端上固定连接有出液管，在第八管线、第九管线、进液管和出液管上分别固定安装有阀门，在第九管线上固定安装有引风装置。

上述引风装置为引风机；除尘装置为布袋除尘器。

上述在烟道、第一管线、第二管线和第三管线上分别固定安装有阀门，在第三管线上固定安装有流量计。

上述在烟道的外侧固定连接有保温层；在烟道和余热锅炉的进口端上分别固定安装有温度传感器。

本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，通过矿热炉、余热锅炉、汽轮机、旋风分离器和除尘装置的配合使用，实现将矿热炉内高温烟气回收再利用和脱硫除尘的目的，具有安全可靠和温度稳定的特点，防止了因温度过高和波动大造成爆管而影响生产的现象，方便了操作，提高了烟气利用率，大大降低了安全隐患和环境污染。

附图说明

附图1为本实用新型的工艺流程图。

附图中的编码分别为：1为矿热炉，2为余热锅炉，3为汽轮机，4为旋风分离器，5为除尘装置，6为烟道，7为汽化烟道，8为第一管线，9为第二管线，10为第三管线，11为第四管线，12为引风装置，13为凝汽器，14为除氧装置，15为第五管线，16为第六管线，17为第七管线，18为阀门，19为泵，20为脱硫塔，21为烟囱，22为第八管线， 23为第九管线，24为进液管，25为出液管，26为流量计，27为温度传感器。

具体实施方式

本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本实用新型中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述：

如附图1所示，该一种高效利用热能的矿热炉包括矿热炉1、余热锅炉2、汽轮机3、旋风分离器4和除尘装置5；在矿热炉1的烟气出口端上固定连接有烟道6，在余热锅炉2上设置有与加热内腔相连通的进口端，在烟道6和余热锅炉2的进口端之间固定安装有汽化烟道7，余热锅炉2的烟气出口端和旋风分离器4的烟气进口端通过第一管线8固定连接在一起，旋风分离器4的烟气出口端和除尘装置5的烟气进口端通过第二管线9固定连接在一起，余热锅炉2的蒸汽出口端和汽轮机3的蒸汽进口端通过第三管线10固定连接在一起，在汽轮机3的蒸汽出口端上固定连接有第四管线11，在烟道6、第一管线8和第二管线9上分别固定安装有引风装置12。矿热炉1、余热锅炉2、汽轮机3、旋风分离器4和除尘装置5均为现有公知公用；余热锅炉2可为立式单压自然循环余热锅炉；这样，通过矿热炉1、余热锅炉2、汽轮机3、旋风分离器4和除尘装置5的配合使用，实现将矿热炉1内高温烟气回收再利用和除尘的目的，具有安全可靠和温度稳定的特点，防止了因温度过高和波动大造成爆管而影响生产的现象，方便了操作，提高了烟气利用率，大大降低了安全隐患和环境污染。

可根据实际需要，对上述一种高效利用热能的矿热炉作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，在矿热炉1的外侧有凝汽器13和除氧装置14；在凝汽器13上分别设置有进汽端和出液端，在除氧装置14上设置有进液端和出液端，在第四管线11和凝汽器13的进汽端之间固定连接有第五管线15，凝汽器13的出液端和除氧装置14的进液端通过第六管线16固定连接在一起，除氧装置14的出液端和余热锅炉2的进水端通过第七管线17固定连接在一起，在第四管线11、第五管线15、第六管线16和第七管线17上分别固定安装有阀门18，在第七管线17上固定安装有泵19。凝汽器13和除氧装置14均为现有公知公用；从汽轮机3出来的一部分蒸汽直接输送至下游客户，从汽轮机3出来的另一部分蒸汽可通过凝汽器13，凝汽器13将蒸汽中的水汽冷凝成水后，经除氧装置14除氧处理后，进入余热锅炉2作为补水，从而实现了水汽的循环再利用。余热锅炉2产出的蒸汽进入汽轮机3进行做功发电，汽轮机3排汽满足生产用户用汽。

根据需要，除氧装置14为真空除氧器。真空除氧器为现有公知公用；真空除氧器更实用，且能有效去除水中的氧气，达到余热锅炉2的补水要求。

如附图1所示，在矿热炉1的外侧有脱硫塔20和烟囱21；除尘装置5的烟气出口端和脱硫塔20的烟气进口端通过第八管线22固定连接在一起，脱硫塔20的烟气出口端和烟囱21的烟气进口端通过第九管线23固定连接在一起，在脱硫塔20的上部设置有进液端，在脱硫塔20的底部设置有出液端，在脱硫塔20的进液端上固定连接有进液管24，在脱硫塔20的出液端上固定连接有出液管25，在第八管线22、第九管线23、进液管24和出液管25上分别固定安装有阀门18，在第九管线23上固定安装有引风装置12。进液管24和出液管25便于脱硫塔20中脱硫液（可为碱液）的循环流动；经旋风分离器4和除尘装置5除尘后的烟气进入脱硫塔20中，与脱硫塔20中脱硫液（可为碱液）逆向接触脱硫后，经检测合格后再通过烟囱21排出。

根据需要，引风装置12为引风机；除尘装置5为布袋除尘器。布袋除尘器为现有公知公用；布袋除尘器更实用、成本低且除尘效果更好。

如附图1所示，在烟道6、第一管线8、第二管线9和第三管线10上分别固定安装有阀门18，在第三管线10上固定安装有流量计26。阀门18便于控制介质的流量，流量计26便于精确计量。

根据需要，在烟道6的外侧固定连接有保温层；在烟道6和余热锅炉2的进口端上分别固定安装有温度传感器27。 保温层可为保温棉等公知公用的保温材料。保温层防止了烟气在输送过程中热量的损失。温度传感器27便于实时监测烟道6内烟气的温度，从而调节汽化烟道7内换热介质的流量，从而调节进入余热锅炉2内的烟气温度更适中，且温度在更小的范围内波动，保证了进入余热锅炉2内的烟气温度波动小，大大降低了因温度过高和温度波动大而造成爆管和影响生产的现象。

本实用新型产生的经济效益及其他效益评价

经济效益：28台余热锅炉年产出蒸汽260万吨，实现效益3.9亿元，1×6MW背压式汽轮发电机，年发电量4800万KW.h，实现效益1824万元。

社会效益：矿热炉烟气余热利用及发电技术从本质上是将企业的高品味热能回收转化为自用技术。余热发电后，可以更好的利用烟气余热，既大量废气中的高级热能回收利用，转化为二次能源，不仅可以降低企业的生产成本，而且还可以实现能源再利用，达到节约资源的目的，使企业取得良好的经济效益及社会效益。

本实用新型的工作过程如下：使用时，将矿热炉1内产生的高温烟气通过烟道6缓冲，再通过汽化烟道7调节后，进入锅炉过热器、蒸发器、省煤器进行对流换热加热成一定温度及压力的清洁蒸汽，为了减少蒸汽热量损失，余热锅炉2产出的蒸汽进入汽轮机3进行做功发电，汽轮机3排汽满足生产用户用汽，需要更低含水量的蒸汽可通过凝汽器13，凝汽器13将蒸汽中的水汽冷凝成水后，含水量更低的蒸汽再输送至下游用户，冷凝后的水经除氧装置14除氧处理后，进入余热锅炉2作为补水，从而实现了水汽的循环再利用；余热锅炉2产出的烟气经旋风分离器4和除尘装置5除尘后，进入脱硫塔20中，与脱硫塔20中脱硫液（可为碱液）逆向接触脱硫后，经检测合格后再通过烟囱21排出。本实用新型通过矿热炉1、余热锅炉2、汽轮机3、旋风分离器4和除尘装置5的配合使用，实现将矿热炉1内高温烟气回收再利用和脱硫除尘的目的，具有安全可靠和温度稳定的特点，防止了因温度过高和波动大造成爆管而影响生产的现象，方便了操作，提高了烟气利用率，大大降低了安全隐患和环境污染；延长了余热锅炉2的使用寿命；同时做到了资源的再利用，大大降低了生产成本。

以上技术特征构成了本实用新型的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种高效利用热能的矿热炉，其特征在于包括矿热炉、余热锅炉、汽轮机、旋风分离器和除尘装置；在矿热炉的烟气出口端上固定连接有烟道，在余热锅炉上设置有与加热内腔相连通的进口端，在烟道和余热锅炉的进口端之间固定安装有汽化烟道，余热锅炉的烟气出口端和旋风分离器的烟气进口端通过第一管线固定连接在一起，旋风分离器的烟气出口端和除尘装置的烟气进口端通过第二管线固定连接在一起，余热锅炉的蒸汽出口端和汽轮机的蒸汽进口端通过第三管线固定连接在一起，在汽轮机的蒸汽出口端上固定连接有第四管线，在烟道、第一管线和第二管线上分别固定安装有引风装置。

2.根据权利要求1所述的一种高效利用热能的矿热炉，其特征在于矿热炉的外侧有凝汽器和除氧装置；在凝汽器上分别设置有进汽端和出液端，在除氧装置上设置有进液端和出液端，在第四管线和凝汽器的进汽端之间固定连接有第五管线，凝汽器的出液端和除氧装置的进液端通过第六管线固定连接在一起，除氧装置的出液端和余热锅炉的进水端通过第七管线固定连接在一起，在第四管线、第五管线、第六管线和第七管线上分别固定安装有阀门，在第七管线上固定安装有泵。

3.根据权利要求2所述的一种高效利用热能的矿热炉，其特征在于除氧装置为真空除氧器。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种高效利用热能的矿热炉，其特征在于矿热炉的外侧有脱硫塔和烟囱；除尘装置的烟气出口端和脱硫塔的烟气进口端通过第八管线固定连接在一起，脱硫塔的烟气出口端和烟囱的烟气进口端通过第九管线固定连接在一起，在脱硫塔的上部设置有进液端，在脱硫塔的底部设置有出液端，在脱硫塔的进液端上固定连接有进液管，在脱硫塔的出液端上固定连接有出液管，在第八管线、第九管线、进液管和出液管上分别固定安装有阀门，在第九管线上固定安装有引风装置。

5.根据权利要求1或2或3所述的一种高效利用热能的矿热炉，其特征在于引风装置为引风机；除尘装置为布袋除尘器。

6.根据权利要求4所述的一种高效利用热能的矿热炉，其特征在于引风装置为引风机；除尘装置为布袋除尘器。

7.根据权利要求1或2或3所述的一种高效利用热能的矿热炉，其特征在于烟道、第一管线、第二管线和第三管线上分别固定安装有阀门，在第三管线上固定安装有流量计。

8.根据权利要求6所述的一种高效利用热能的矿热炉，其特征在于烟道、第一管线、第二管线和第三管线上分别固定安装有阀门，在第三管线上固定安装有流量计。

9.根据权利要求1或2或3所述的一种高效利用热能的矿热炉，其特征在于烟道的外侧固定连接有保温层；在烟道和余热锅炉的进口端上分别固定安装有温度传感器。

10.根据权利要求8所述的一种高效利用热能的矿热炉，其特征在于烟道的外侧固定连接有保温层；在烟道和余热锅炉的进口端上分别固定安装有温度传感器。

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