除尘灰燃烧与熔盐储热回收利用系统的制作方法

1.本实用新型属于能源环保技术领域，具体涉及一种除尘灰燃烧与熔盐储热回收利用系统。


背景技术：

2.密闭电石炉生产过程中，每吨电石约产生45kg除尘灰，其主要成分(质量分数)：cao45％～50％，c15％～20％，sio25％～8％，mgo5％～10％，al2o31％～2％，fe2o3约占1％左右，粉尘为粒度极细的颗粒，其比重轻、比表面积大并具有一定的粘性，且不溶于水，粉尘与空气接触后易燃、易爆，存在极大的安全隐患，所以运输处理难度较大。目前，国内大多电石企业对于电石炉除尘灰和炉渣主要采取集中填埋的处理方式。将电石炉除尘灰和炉渣当做普通的土渣进行堆放、填埋处理，由于占地面积大，环境污染严重，直接威胁到了企业的生存。少数企业直接将其用作水泥生产原料，但在实际操作时，由于其易燃、粉尘比重轻、易发生扬尘、活性低等缺点，给水泥生产带来了极大的不便。此外，电石炉除尘灰与炉渣都采用汽车运输的方式，在卸灰和运输过程中产生二次扬尘，对沿途及厂区环境造成了一定的污染，同时汽车运输成本较高，间接增加了电石的生产成本。
3.现阶段，电石生产企业面临除尘灰无法被科学利用的问题，只能做简单粗暴的填埋处理，此举不仅占用了大量宝贵的土地资源，造成了资源浪费，还会产生严重的环境污染，严重阻碍了电石行业的绿色可持续发展目标的实现。同时，随着电石行业产能的不断提升，企业自身用能需求的不断加大，导致电石生产成本不断攀升。科学有效的利用自有资源，在生产工艺流程上不断优化，提高生产效率的同时，不断提高能源利用率，减少污染排放，是快速实现绿色可持续的发展目标的有效途径。
4.目前，现有的处理除尘灰的技术有配比石灰加湿搅拌，再通过汽车运输送至水泥厂或砖厂，此法可在一定程度上减少扬尘的发生，但是又会增加加湿搅拌设备及人工成本，增加安全生产风险，同时，在运输过程中，特别是在春夏季，水分快速蒸发，产生二次扬尘，极易导致运输过程中的环境污染，且除尘灰仍然具有复燃的可能，严重威胁到沿途行人安全。
5.中国专利201621485477.4，公开了一种电石除尘灰处理系统，采用从除尘灰产生到除尘灰仓储，在各个环节做好密封输送，能够避免二次倒运过程中环境污染的问题，但是并没有解决除尘灰循环再利用的根本问题。
6.目前，有部分电石企业利用除尘灰配比兰炭粉燃烧并产生高温烟气去烘干炭材，然后再降温除尘达标排放，此法可以提高除尘灰的利用率，减少资源浪费。因除尘灰比重轻，热值低，不利于沸腾炉持续稳定燃烧，因此，除尘灰不能单独燃烧，需配一定比例的颗粒型燃料(兰炭粉)。此外，烘干定量兰炭，并不能够完全消纳燃烧除尘灰产生的热能。


技术实现要素：

7.本实用新型提供了一种除尘灰燃烧与熔盐储热回收利用系统，以提升燃烧除尘灰
产生的热能利用效率。
8.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种除尘灰燃烧与熔盐储热回收利用系统，其包括燃烧子系统，以及分别与燃烧子系统连接的兰炭烘干子系统、熔盐储热回收子系统；其中所述燃烧子系统产生的高温烟气一部分进入兰炭烘干子系统，其余部分进入熔盐储热回收子系统。
9.进一步的，所述熔盐储热回收子系统包括：烟气-熔盐换热器；所述进入熔盐储热回收子系统的高温烟气通过烟气-熔盐换热器与熔盐循环子系统换热后，进入除尘装置。
10.进一步的，所述熔盐循环子系统包括：高温熔盐罐、高温熔盐泵、熔盐-水换热器、低温熔盐罐、低温熔盐泵；其中所述高温熔盐罐内的高温熔盐经高温熔盐泵输送至熔盐-水换热器换热后，进入低温熔盐罐；所述低温熔盐罐内的低温熔盐经低温熔盐泵输送至烟气-熔盐换热器与高温烟气进行换热后进入高温熔盐罐。
11.进一步的，所述熔盐-水换热器通过高温熔盐对水进行换热，以向汽轮机组供能。
12.进一步的，所述兰炭烘干子系统包括：若干立式烘干窑；所述进入兰炭烘干子系统的高温烟气对立式烘干窑内的物料加热后进入除尘装置。
13.进一步的，所述燃烧子系统包括：沸腾炉，设置有喷射器；混料室，与喷射器连接，用于对除尘灰与兰炭粉进行混合；送料风机，与混料室连接，用于将混料室内的混合灰经喷射器喷入沸腾炉内。
14.进一步的，所述沸腾炉的底部设置有鼓风风机、炉渣仓；所述炉渣仓内上部设置有风箱，其进口与鼓风风机连接；所述风箱与沸腾炉的炉体底部连接处设有布风板，布风板上端均匀设有风帽。
15.进一步的，所述沸腾炉的底部铺设有一层蓄热体。
16.进一步的，所述除尘灰混合收集子系统包括：碎煤仓，与混料室连接，其上方设有仓顶收尘器；提升机，用于向碎煤仓加料；灰仓，用于放置除尘灰，并通过除尘灰螺旋输送机与提升机连接；煤粉仓，用于放置干兰炭粉，并通过兰炭粉螺旋输送机与提升机连接。
17.进一步的，所述沸腾炉内安装有与控制模块相连的热电偶测温装置，用于监测炉内温度；所述除尘灰混合收集子系统与控制模块相连。
18.本实用新型的有益效果是，本实用新型能对大量除尘灰燃烧后产生的高温烟气，在将其用于湿兰炭烘干之外，通过熔盐储热回收子系统对其富余的高温烟气进行热回收，并通过熔盐与水的蒸汽发生系统实现高品质蒸汽的输出，提高能量的利用价值，减少资源浪费。
19.本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
20.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述
中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本实用新型的除尘灰燃烧与熔盐储热回收利用系统的示意图；
23.图2是本实用新型的熔盐储热回收子系统的示意图；
24.图3是本实用新型的兰炭烘干子系统的示意图；
25.图4是本实用新型的燃烧子系统的示意图；
26.图5是本实用新型的除尘灰混合收集子系统的示意图。
27.图中：
28.燃烧子系统1，沸腾炉11、鼓风风机112、混料室12、送料风机13；
29.熔盐储热回收子系统2，烟气-熔盐换热器21、高温熔盐罐22、高温熔盐泵 23、熔盐-水换热器24、低温熔盐罐25、低温熔盐泵26、汽轮机组28；
30.除尘灰混合收集子系统3，灰仓31、煤粉仓32、除尘灰螺旋输送机331、兰炭粉螺旋输送机332、提升机34、碎煤仓35、仓顶收尘器36；
31.兰炭烘干子系统4，立式烘干窑41；
32.除尘装置5。
具体实施方式
33.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.实施例
35.如图1所示，本实施例提供了一种除尘灰燃烧与熔盐储热回收利用系统，其包括燃烧子系统1，以及分别与燃烧子系统1连接的兰炭烘干子系统4、熔盐储热回收子系统2；其中所述燃烧子系统产生的高温烟气一部分进入兰炭烘干子系统4，其余部分进入熔盐储热回收子系统2。
36.在本实施方式中，熔盐储热回收子系统2能与除了烘干湿兰炭之外富余的高温烟气进行热交换，提高热能利用率，减少资源浪费。
37.如图2所示，在本实施例中，所述熔盐储热回收子系统2包括：烟气-熔盐换热器21；所述进入熔盐储热回收子系统2的高温烟气通过烟气-熔盐换热器 21与熔盐循环子系统换热后，进入除尘装置5。
38.在本实施方式中，烟气-熔盐换热器21对燃烧子系统1产生的波动高温烟气进行的热交换，将不稳定的热能吸收并存储在高温熔盐中，以便进行后续的热交换，后续烟气排放依赖于除尘装置5，减少了空气污染。
39.在本实施例中，所述熔盐循环子系统包括：高温熔盐罐22、高温熔盐泵23、熔盐-水换热器24、低温熔盐罐25、低温熔盐泵26；其中所述高温熔盐罐22内的高温熔盐经高温熔盐泵23输送至熔盐-水换热器24换热后，进入低温熔盐罐 25；所述低温熔盐罐25内的低温熔盐经低温熔盐泵26输送至烟气-熔盐换热器 21与高温烟气进行换热后进入高温熔盐罐22。
40.在本实施方式中，熔盐具有高沸点、低粘度、低蒸汽压力和高体积热的特点，因此
可以利用熔盐在升温和降温过程中的温差实现热能存储。
41.在本实施例中，所述熔盐-水换热器24通过高温熔盐对水进行换热，以向汽轮机组28供能。
42.在本实施方式中，通过水泵对熔盐-水换热器24中的水进行补充，熔盐-水换热器24中的水经过热交换实现高品质蒸汽的输出，以供发电来降低用电成本，节约能源。
43.如图3所示，在本实施例中，所述兰炭烘干子系统4包括：若干立式烘干窑41；所述进入兰炭烘干子系统4的高温烟气对立式烘干窑41内的物料加热后进入除尘装置5。
44.在本实施方式中，所述兰炭烘干子系统4内部可通入氮气形成风循环，以便带走兰炭烘干过程中蒸发出的水蒸气，使窑炉内保持干燥，提高烘干效率。
45.本实施例的一种优选实施方式，所述立式烘干窑41内的环形湿料层可从上往下依次分为预热带、烘干带、干燥带，通过对三个区域的气体温度进行实时在线检测，并依据检测结果对系统的供热能力、引风量、二次风分布和供热能力、物料截流量及停留时间等系统参数进行在线调整，实现系统的动态化平衡，提高系统热能利用率，保证出料的干燥率。
46.如图4所示，在本实施例中，所述燃烧子系统1包括：沸腾炉11，设置有喷射器；混料室12，与喷射器连接，用于对除尘灰与兰炭粉进行混合；送料风机13，与混料室12连接，用于将混料室12内的混合灰经喷射器喷入沸腾炉11 内。
47.在本实施方式中，所述送料风机13可以但不限于是罗茨风机，送料风机13 通过喷射器将混料室12内的混合灰喷入沸腾炉11进行燃烧，增加了混合灰与空气的接触面积，能有效提高燃烧效率。
48.在本实施例中，所述沸腾炉11的底部设置有鼓风风机112、炉渣仓；所述炉渣仓内上部设置有风箱，其进口与鼓风风机112连接；所述风箱与沸腾炉11 的炉体底部连接处设有布风板，布风板上端均匀设有风帽。
49.在本实施方式中，所述鼓风风机112和风箱可用于为燃烧提供足量氧气，减少因氧气量不足而产生的不完全燃烧，以减少热能损耗；所述布风板和风帽可以控制进风方向，以使底部未完全燃烧的混合灰进行二次燃烧，
50.在本实施例中，所述沸腾炉11的底部铺设有一层蓄热体。
51.在本实施方式中，蓄热体可以但不限于是黄沙，其主要作用于保持炉温，减少燃烧中的热量损耗。
52.如图5所示，在本实施例中，所述除尘灰混合收集子系统3包括：碎煤仓 35，与混料室12连接，其上方设有仓顶收尘器36；提升机34，用于向碎煤仓 35加料；灰仓31，用于放置除尘灰，并通过除尘灰螺旋输送机331与提升机34 连接；煤粉仓32，用于放置干兰炭粉，并通过兰炭粉螺旋输送机332与提升机 34连接。
53.在本实施方式中，所述仓顶收尘器36，可收集处理各个气力输送单元所产生的含尘气体和仓底流化风，以防止环境污染；碎煤仓35的下料口可安装调节阀，混料室12与调节阀呈垂直状态，通过调节阀调节进入混料室12的除尘灰与兰炭粉的混合量。
54.在本实施例中，所述沸腾炉11内安装有与控制模块相连的热电偶测温装置，用于监测炉内温度；所述除尘灰混合收集子系统3与控制模块相连。
55.本实施方式中，所述控制模块可以但不限于是plc，所述热电偶测温装置，用于监测炉内温度，可联动除尘灰混合收集子系统3，调节螺旋输送机的运输速度来调整除尘灰与
兰炭粉的混合比例，保证炉内温度一定范围的前提下，最大限度提高除尘灰使用比例，以提高除尘灰的利用效率。
56.综上所述，本除尘灰燃烧与熔盐储热回收利用系统的熔盐储热回收子系统2 能与除烘干湿兰炭之外富余的高温烟气进行热交换，提高热能利用率，减少资源浪费；通过热电偶测温装置测得的炉温调整除尘灰与兰炭粉的混合比例，在保证沸腾炉11内燃烧的情况下，最大限度提高除尘灰使用比例，以提高除尘灰的利用效率，后续的除尘装置5保证尾气的安全排放，减少空气污染。
57.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、系统和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。