矿热炉荒煤气能源回收系统及方法与流程

本发明涉及从矿热炉中输出的矿热炉荒煤气能源回收系统及方法，特别涉及将矿热炉煤气作为燃气发电或产蒸汽利用的矿热炉荒煤气能源回收系统及方法。

背景技术：

现有密闭矿热炉荒煤气经烟道冷却降温送入机械除尘器初步除尘并进一步降温后，由荒煤气风机送入布袋除尘器进行除尘净化，除尘净化后的净煤气在净煤气风机输送下送入下工序进行利用，其可作为清洁燃料，也可作为化工原料。这样，先对密闭矿热炉荒煤气进多级的除尘，然后再利用的方式，使得后续的维护、清理较为麻烦，对除尘器的损耗较大。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种操作控制简单、方便、可靠的矿热炉荒煤气能源回收系统。

为了实现上述目的，本申请采用的技术方案是矿热炉荒煤气能源回收系统，配置于矿热炉输出荒煤气的处理系统中，包括输送荒煤气并冷却该荒煤气的通道，所述通道的输出端依次连接：

燃烧装置，用于接收通道内的荒煤气并引入空气与该荒煤气燃烧得到金属氧化物、高温烟气；

余热锅炉，用于接收来自于燃烧装置的高温烟气；

除尘装置，用于接收从余热锅炉输出、已经过换热后的烟气。

这样通过设置依次串联的燃烧装置、余热锅炉和除尘装置并将燃烧装置引入空气对荒煤气先进行燃烧，转变为高温烟气再进行热量回收利用，将之前的先多级过滤再回收利用转变为先回收利用再除尘的方式，不仅减少了除尘级数，减少了对除尘器的损耗，提供了除尘器的使用寿命。

进一步地是，所述燃烧装置包括燃气混合燃烧室，该燃气混合燃烧室上设置有用于接收外部空气的空气进气端和用于接收加入改性剂的改性剂加入端；所述燃气混合燃烧室的烟气排放端连通余热锅炉。

通过采用本矿热炉荒煤气能源回收系统，荒煤气进行适当冷却降控温，降温后荒煤气温度在450-550℃，使荒煤气温度在其爆点下限温度以下，以提升后工序系统安全性，之后经过带有改性剂加入端燃气混合燃烧室生成高温烟气，这样将该高温烟气直接用于余热锅炉，采用该方式操作控制简单、方便、安全可靠。

在燃气混合燃烧室上设置空气进气端和接收加入改性剂的改性剂加入端，这样使荒煤气能更加充分的发生反应(氧化反应或/和置换反应)。

进一步地是，所述输送荒煤气并冷却该荒煤气的通道为使输送的荒煤气保持在450-550℃的水冷烟道。采用水冷烟道对荒煤气进行冷却降温，降温效果较好。

进一步地是，所述余热锅炉的出口端连接有除尘器，用于将过滤后的烟气进行输出。

进一步地是，所述空气进气端连接有助燃风机。

进一步地是，所述燃烧装置用于容纳高温烟气的腔体中设置有温度传感器，所述温度传感器与控制助燃风机的控制装置连接。设置温度传感器，除检测温度以外，也是对进入燃烧装置内空气量进行灵活调整。

作为本发明的另一个方面，本申请还提供了一种矿热炉荒煤气能源回收方法方法，包括以下步骤：

将矿热炉输出的高温荒煤气进行冷却使其控制在450-550℃；

将控制在450-550℃的荒煤气与空气混合并加入改性剂后燃烧，使荒煤气中的有色金属单质氧化反应，或者使荒煤气中的有色金属单质与改性剂发送置换反应得到所述有色金属的氧化物，得到高温烟气；

将高温烟气输送到余热锅炉进行回收利用；

将经过余热锅炉的烟气进行过滤后排出。

从矿热炉出来的高温荒煤气中所含的锌、铝、镁等低熔点物大多以单质形式存在，因其熔点低，常会堵塞管道、换热设备及除尘滤材等，对生产产生严重影响。而其氧化物有较高熔点，且大多数氧化为放热反应，可回收更多的热量。通过在燃气混合燃烧室与空气进行的氧化反应，将低熔点单质物转变为高熔点的氧化物，从而对热量回收及除尘烟气进行了改性。从而避免余热锅炉热量回收时出现低熔点物析出使换热管结瘤，使除尘能够可靠的过滤。

进一步地是，所述改性剂为重金属氧化物。

进一步地是，所述重金属氧化物为氧化铁。

进一步地是，所述有色金属为锌、铝、镁中的任意一种或任意多种的组合。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显。或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为用于说明本矿热炉荒煤气能源回收系统示意图；

图中标记：燃气混合燃烧室1、空气进气端110、改性剂加入端120、余热锅炉2、水冷烟道3、除尘器4、助燃风机5、动力风机6、烟囱7。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：

本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一分部的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”以及它的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

如图1，矿热炉荒煤气能源回收系统，配置于矿热炉输出荒煤气的处理系统中，包括输送荒煤气并冷却该荒煤气的通道，该通道的输送出端连接有燃气混合燃烧室1，该燃气混合燃烧室1上设置有接收外部空气的空气进气端110和接收加入改性剂的改性剂加入端120；所述燃气混合燃烧室1的烟气排放端连通余热锅炉2。

通过采用本矿热炉荒煤气能源回收系统，荒煤气进行适当冷却降控温，降温后荒煤气温度在450-550℃，使荒煤气温度在其爆点下限温度以下，以提升后工序系统安全性，之后经过带有改性剂加入端120燃气混合燃烧室1生成高温烟气，这样将该高温烟气直接用于余热锅炉2，采用该方式操作控制简单、方便、安全可靠。

这样通过设置本矿热炉荒煤气能源回收系统，相比于传统的采用先多级除尘后，在进行回收利用的方式，转变为本系统的先利用后除尘排放的方式，本系统操作控制更加简单、方便，也因为采用先降温(该降温是为了提高荒煤气利用率而进行，相比于传统的第一次降温是为了保障后续除尘器的安全而言，本系统的降温不用担心之后除尘器温度适用问题，这大大降低了操作难度、提高了可靠性、安全性)，再利用，最后再除尘的方式，在后续设置布袋除尘也不用担心之前温度是否适用，提高了矿热炉荒煤气回收的安全性和可靠性。

所述输送荒煤气并冷却该荒煤气的通道为使输送的荒煤气保持在450-550℃的水冷烟道3。采用水冷烟道3对荒煤气进行冷却降温，降温效果较好。

所述余热锅炉2的出口端连接有除尘器4，用于将过滤后的烟气进行输出。所述空气进气端110连接有助燃风机5。这里的除尘器4可以采用袋式除尘器，这里的袋式除尘器可以是纺织物袋式除尘器，也可以是耐高温的金属袋式除尘器。

具体过程可以是从密闭矿热炉出来的高温荒煤气经水冷烟道3适当冷却降温后与助燃风机5送入的空气一起进入燃气混合燃烧室1进行直接燃烧，燃烧后的煤气成为高温烟气，高温烟气进入余热锅炉2将煤气能源转换成余热锅炉2热量用于发电、产蒸汽等。能源回收降温后的烟气进入除尘器4进行粉尘净化，除尘后的烟气由动力风机6送入烟囱7达标排放。

这样通过高温荒煤气直燃，获得高的能源回收利用率。荒煤气的除尘净化与能源回收利用一体化完成。特别适用于将矿热炉煤气作为燃气发电或产蒸汽利用的企业，简化了整体煤气利用流程。

通过设置上述的矿热炉荒煤气能源回收系统，这里采用了一种矿热炉荒煤气能源回收方法方法，包括以下步骤：

将矿热炉输出的高温荒煤气进行冷却使其控制在450-550℃；这里通过水冷烟道3进行温度控制。优选的，可以将其控制在450-500℃。

将控制在450-550℃的荒煤气与空气混合并加入改性剂后燃烧，使荒煤气中的有色金属单质氧化反应或与改性剂发送置换反应得到金属氧化物，得到高温烟气；这里的改性剂为重金属氧化物，优选的可以采用氧化铁；采用氧化铁，价格低廉，容易获取。

将高温烟气输送到余热锅炉2进行回收利用；高温烟气释放热量，高温烟气先进入余热锅炉2的炉膛，再进入前烟箱的余热回收装置，接着进入烟火管，最后进入后烟箱烟道内的余热回收装置，高温烟气变成低温烟气。

将经过余热锅炉2的烟气进行过滤后排出。过滤可采用布袋除尘器4。经过过滤后的烟气通过动力风机6输向烟囱7，随后排出。

从矿热炉出来的高温荒煤气中所含的锌、铝、镁等低熔点物大多以单质形式存在，因其熔点低，常会堵塞管道、换热设备及除尘滤材等，对生产产生严重影响。而其氧化物有较高熔点，且大多数氧化为放热反应，可回收更多的热量。

通过在燃气混合燃烧室1与空气进行的氧化反应，将低熔点单质物转变为高熔点的氧化物，从而对热量回收及除尘烟气进行了改性。

根据系统需要，采用带有改性剂加入端120燃气混合燃烧室1可在燃气混合燃烧室1中加入改性剂，与荒煤气中金属活性更高的锌、铝、镁等产生置换反应而转变为高熔点的氧化物，从而进一步降低该类低熔点物的含量，对烟气强化改性。这里的改性剂可以采用氧化铁。

通过在燃气混合燃烧室与空气进行的氧化反应，将低熔点单质物转变为高熔点的氧化物，从而对热量回收及除尘烟气进行了改性。从而避免余热锅炉热量回收时出现低熔点物析出使换热管结瘤，使除尘能够可靠的过滤，减少了对除尘器的损耗，提高了除尘器的使用寿命。

以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。