一種冶煉設(shè)備及基于冶煉設(shè)備的煙氣處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金設(shè)備冶煉、鑄造專業(yè)余熱利用及大氣污染治理專業(yè)工藝技術(shù)及裝備。
【背景技術(shù)】
[0002]鑄造行業(yè)作為裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)之一，得到了長足發(fā)展，我國現(xiàn)有鑄造廠點約2.6萬個，其產(chǎn)量位居世界首位，但大多數(shù)廠點規(guī)模小，專業(yè)化程度低，存在著資源消耗大和能源浪費嚴(yán)重，是一個污染物排放嚴(yán)重的行業(yè)，每年排放廢氣約200億m3，粉塵120萬t左右。而沖天爐鑄件產(chǎn)量約占全國鑄鐵件總產(chǎn)量的70 %，僅有少數(shù)廠家采用了比較先進的生產(chǎn)設(shè)備及環(huán)保裝置，在縣鄉(xiāng)一級企業(yè)中近80%仍在使用冷風(fēng)沖天爐等普通爐型生產(chǎn)。隨著環(huán)境保護的要求逐漸提高，廠家在煙?上安裝了煙塵捕集器，而這種除塵裝置僅能對明火顆粒進行滅除，僅能沉降少數(shù)大顆粒粉塵，對微米級粉塵不起作用。隨著近年來有些企業(yè)采用了旋風(fēng)及布袋除塵器系統(tǒng)，為達到布袋除塵器的使用要求，通常是在其前部設(shè)置水冷設(shè)施，將煙氣溫度降低到布袋材料耐受的溫度以下再進行除塵，這樣就使得沖天爐排出的煙氣所含的大量熱能被浪費掉，并且需要使用大量水資源及水泵用電消耗。除此之外，由于冷風(fēng)沖天爐的熱效率約為40 %，排出的煙氣中蘊含著大量熱能，經(jīng)測試統(tǒng)計煙氣的物理顯熱及化學(xué)潛熱約占到?jīng)_天爐焦炭燃燒所產(chǎn)生熱能的50%，大量的熱能得不到有效利用，隨著C02、C0、SO2, NOx及粉塵一起排放到大氣，造成溫室效應(yīng)對環(huán)境及人類造成危害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種冶煉設(shè)備及基于冶煉設(shè)備的煙氣處理方法，主要是實現(xiàn)高溫?zé)煔獾臒崮芾谩?br>[0004]本發(fā)明提供的一種冶煉設(shè)備，包括冷風(fēng)式?jīng)_天爐，所述冷風(fēng)式?jīng)_天爐上設(shè)置有加料口，還設(shè)置有煙? ;其特征是:
[0005]在冷風(fēng)式?jīng)_天爐的加料口處設(shè)置可調(diào)節(jié)式門閥；
[0006]在煙囪的頂部設(shè)置板閥；
[0007]在加料口上部煙?—側(cè)設(shè)置水平管道，該水平管道連通有燃燒室，所述燃燒室設(shè)置有點火器；
[0008]所述燃燒室的煙氣出口通過保溫管道接通至陶瓷換熱器上部煙氣入口 ；
[0009]陶瓷換熱器的高溫空氣出口通過保溫管道接通至冷風(fēng)式?jīng)_天爐的風(fēng)口 ；陶瓷換熱器的底部設(shè)置有沉降室；沉降室底部設(shè)置卸灰口。
[0010]作為該冶煉設(shè)備的進一步的技術(shù)方案:該冶煉設(shè)備還包括除塵設(shè)備，除塵設(shè)備包括旋風(fēng)除塵器、脈沖布袋式除塵器；所述陶瓷換熱器的煙氣出口接通旋風(fēng)除塵器的入口 ；旋風(fēng)除塵器的出口通過管道連通脈沖布袋式除塵器的入口 ；旋風(fēng)除塵器的出口與脈沖布袋式除塵器的入口連通的管道上設(shè)置有電控野風(fēng)閥，該管道上還設(shè)置有測溫控制器，且所述溫控測量器位于旋風(fēng)除塵器出口與電控野風(fēng)閥之間。
[0011]本發(fā)明還提供了基于上述冶煉設(shè)備的煙氣處理方法:
[0012]I)、在加料車未到達冷風(fēng)式?jīng)_天爐的加料口加料時，使加料口處于關(guān)閉狀態(tài)，避免大量冷空氣被吸入煙囪，在加料車到達加料口時推動門閥的連接桿，隨著加料車?yán)^續(xù)向前的動力逐漸打開門閥，加料車中原料卸入冷風(fēng)式?jīng)_天爐內(nèi)后，隨著加料車的返回下行，加料口處的門閥也逐漸關(guān)閉；
[0013]2)、在正常生產(chǎn)時，關(guān)閉煙囪頂部設(shè)置的板閥，避免環(huán)境空氣即野風(fēng)的混入，避免通過煙囪吸入大量空氣；
[0014]3)、在加料口上部煙囪一側(cè)的水平管道將冷風(fēng)式?jīng)_天爐內(nèi)產(chǎn)生的煙氣輸送至燃燒室，燃燒室設(shè)置點火器，引燃煙氣中包括CO以及焦炭粉的可燃物質(zhì)，充分釋放煙氣中存在的化學(xué)熱能，提高煙氣溫度；
[0015]4)、將燃燒后高溫?zé)煔馔ㄟ^保溫管道輸送至陶瓷換熱器上部煙氣入口，陶瓷換熱器集管中通過空氣，空氣經(jīng)高溫管壁熱交換及輻射傳導(dǎo)帶走其熱能，換熱后350°C -700°C的高溫空氣，該高溫空氣通過保溫管道通入冷風(fēng)式?jīng)_天爐風(fēng)口 ；
[0016]5)、煙氣經(jīng)陶瓷換熱器內(nèi)換熱降溫后，從陶瓷換熱器的集管中由上至下出來后進入沉降室，煙塵顆粒沉至換熱器底部卸灰口處，在生產(chǎn)過程休風(fēng)時卸出。
[0017]作為上述煙氣處理方法的進一步的技術(shù)方案:還包括以下步驟
[0018]6)將換熱、降溫后的煙塵氣體通過旋風(fēng)除塵器離心力除塵，沉降出ΙΟμπι以上粒級的粉塵；然后再將煙氣經(jīng)脈沖布袋式除塵器處理達到排放濃度控制在30mg/m3國標(biāo)范圍以內(nèi)排放；
[0019]7)當(dāng)設(shè)置在野風(fēng)閥前端管道上的測溫控制器測量到煙氣溫度超過脈沖布袋式除塵器的布袋工作溫度時，則打開野風(fēng)閥參入部分空氣，正常工作溫度時野風(fēng)閥處于常閉狀態(tài)。
[0020]該發(fā)明的有益效果也是區(qū)別于其它沖天爐除塵系統(tǒng)及熱風(fēng)式?jīng)_天爐系統(tǒng)的創(chuàng)新之處是:在原沖天爐加料口處設(shè)置門閥，控制了該處露天敞口狀態(tài)時、在除塵風(fēng)機形成的管道負(fù)壓下混入大量空氣(據(jù)統(tǒng)計加料口混入空氣約為燃燒焦炭產(chǎn)生煙氣量的1.5-2倍)，從而有效提高了煙氣至換熱器交換時的溫度，減少了物理顯熱的損失；同時減少了除塵氣體的處理量，減少了布袋過濾風(fēng)量負(fù)荷，降低了風(fēng)機電力消耗；
[0021]在原沖天爐上部煙囪上端增設(shè)了控制板閥，避免了該處空氣的大量吸入(測量數(shù)據(jù)該處混入新鮮空氣量約為燃燒焦炭所產(chǎn)生的煙氣總量的0.5-1.5倍)，同樣減少了物理顯熱損失、減少了除塵空氣處理量、降低了風(fēng)機電力消耗；
[0022]通過前面兩項的設(shè)置使得到達燃燒室及換熱器的煙氣溫度保持了高溫狀態(tài)，使得煙氣的物理顯熱得到高效換熱利用；通過調(diào)整門閥的開度適當(dāng)通入部分助燃空氣，通過燃燒室引燃燃燒、釋放出大量化學(xué)潛熱；
[0023]將陶瓷換熱器通過保溫管道緊連在燃燒室之后，使高溫?zé)煔馀c空氣充分、高效進行間壁熱交換，獲得高溫助燃空氣，通過保溫管道通入沖天爐風(fēng)口，使熱能返回爐中利用；
[0024]在加料口設(shè)置可調(diào)節(jié)式門閥及同時在煙囪上部設(shè)置板閥，并且將排煙管道設(shè)置在爐體兩閥位置中部，使該發(fā)明區(qū)別于其他方式而產(chǎn)生有益效果，其原理是:CO的燃燒臨界值為12.5%，自燃溫度約為609°C ;原有的方式兩處大量漏風(fēng)混入煙氣中，經(jīng)測試，CO濃度及溫度(400°C左右)兩條件無法實現(xiàn)燃燒，需要設(shè)置燃燒室另外加入大量燃料點燃，額外增加了燃料消耗；雙閉后保持了煙氣中原有CO的濃度含量及溫度，調(diào)節(jié)門閥的適當(dāng)開度、適量控制進入空氣，只需引燃就可以使煙氣中的化學(xué)潛熱釋放，高溫?zé)煔膺M入換熱器，從而充分回收利用了熱能，這是目前其他方式無法實現(xiàn)的。
[0025]將旋風(fēng)除塵器設(shè)置在換熱器之后，作為前級除塵器，在其后設(shè)置脈沖布袋式除塵器；
[0026]通過以上設(shè)計及工藝設(shè)備布置方式實現(xiàn)了高溫?zé)煔獾臒崮芾?，以及含塵煙氣的除塵處理。使冷風(fēng)沖天爐的風(fēng)口助燃空氣溫度由原來的環(huán)境溫度(冬季-15°C-夏季35°C )，提高到350°C -700°C ;由原來的煙塵排放濃度1000-6000mg / m3，經(jīng)該系統(tǒng)除塵處理后排放濃度達到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的30mg / m3范圍之內(nèi)。
【附圖說明】
[0027]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明:
[0028]圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)及使用狀態(tài)示意圖；
[0029]圖2為圖1中門閥的放大示意圖；
[0030]圖3為圖1中門閥處的俯視示意圖；
[0031]圖中:1連桿，2門閥，3加料口，4鉸鏈，5板閥，6點火器，7燃燒室，8陶瓷換熱器，9沉降室，10旋風(fēng)除塵器，11脈沖布袋式除塵器，12電控野風(fēng)閥，13測溫控制器，14冷風(fēng)式?jīng)_天爐，141爐壁，15水平管道，16風(fēng)口，17加料車，18煙園，19鼓風(fēng)機，20保溫管道，21卸灰口，22除塵引風(fēng)機，23配重，24開度調(diào)節(jié)桿。
【具體實施方式】
[0032]如圖1，該冶煉設(shè)備是選取5噸冷風(fēng)式?jīng)_天爐進行改造的:
[0033]在冷風(fēng)式?jīng)_天爐14的加料口處設(shè)置可調(diào)節(jié)式門閥2 ;如圖2、3所示，該門閥2由閥瓣板、鉸鏈4、開度調(diào)節(jié)桿24、配重23、連桿I組成。門閥2可直接采用現(xiàn)有技術(shù)制作。在冷風(fēng)式?jīng)_天爐14正常冶煉狀態(tài)時，該門閥2處于關(guān)閉位置(通過開度調(diào)節(jié)桿24可調(diào)整適當(dāng)開度)；當(dāng)加料時，隨著加料車1