一种冶炼设备的制作方法
【专利摘要】一种冶炼设备，包括冷风式冲天炉，所述冷风式冲天炉上设置有加料口，还设置有烟囱；其特征是：在冷风式冲天炉的加料口处设置可调节式门阀；在烟囱的顶部设置板阀；在加料口上部烟囱一侧设置水平管道，该水平管道连通有燃烧室，所述燃烧室设置有点火器；所述燃烧室的烟气出口通过保温管道接通至陶瓷换热器上部烟气入口；陶瓷换热器的高温空气出口通过保温管道接通至冷风式冲天炉的风口；陶瓷换热器的底部设置有沉降室；沉降室底部设置卸灰口。主要是实现高温烟气的热能利用且提高热能利用率，并使粉尘排放浓度达到国标要求。
【专利说明】一种冶炼设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冶金设备冶炼、铸造专业余热利用及大气污染治理专业装备。
【背景技术】
[0002]铸造行业作为装备制造业的基础之一，得到了长足发展，我国现有铸造厂点约2.6万个，其产量位居世界首位，但大多数厂点规模小，专业化程度低，存在着资源消耗大和能源浪费严重，是一个污染物排放严重的行业，每年排放废气约200亿m3，粉尘120万t左右。而冲天炉铸件产量约占全国铸铁件总产量的70%，仅有少数厂家采用了比较先进的生产设备及环保装置，在县乡一级企业中近80%仍在使用冷风冲天炉等普通炉型生产。随着环境保护的要求逐渐提高，厂家在烟囱上安装了烟尘捕集器，而这种除尘装置仅能对明火颗粒进行灭除，仅能沉降少数大颗粒粉尘，对微米级粉尘不起作用。随着近年来有些企业采用了旋风及布袋除尘器系统，为达到布袋除尘器的使用要求，通常是在其前部设置水冷设施，将烟气温度降低到布袋材料耐受的温度以下再进行除尘，这样就使得冲天炉排出的烟气所含的大量热能被浪费掉，并且需要使用大量水资源及水栗用电消耗。除此之外，由于冷风冲天炉的热效率约为40%，排出的烟气中蕴含着大量热能，经测试统计烟气的物理显热及化学潜热约占到冲天炉焦炭燃烧所产生热能的50%，大量的热能得不到有效利用，随着C02、C0、SO2, NOx及粉尘一起排放到大气，造成温室效应对环境及人类造成危害。
实用新型内容
[0003]为了克服上述现有技术存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种冶炼设备，主要是实现高温烟气的热能利用，并使粉尘排放达标。
[0004]本实用新型提供的一种冶炼设备，包括冷风式冲天炉，所述冷风式冲天炉上设置有加料口，还设置有烟囱；其特征是:
[0005]在冷风式冲天炉的加料口处设置可调节式门阀；
[0006]在烟囱的顶部设置板阀；
[0007]在加料口上部烟囱一侧设置水平管道，该水平管道连通有燃烧室，所述燃烧室设置有点火器；
[0008]所述燃烧室的烟气出口通过保温管道接通至陶瓷换热器上部烟气入口 ；
[0009]陶瓷换热器的高温空气出口通过保温管道接通至冷风式冲天炉的风口 ；陶瓷换热器的底部设置有沉降室；沉降室底部设置卸灰口。
[0010]作为该冶炼设备的进一步的技术方案:该冶炼设备还包括除尘设备，除尘设备包括旋风除尘器、脉冲布袋式除尘器；所述陶瓷换热器的烟气出口接通旋风除尘器的入口 ；旋风除尘器的出口通过管道连通脉冲布袋式除尘器的入口 ；旋风除尘器的出口与脉冲布袋式除尘器的入口连通的管道上设置有电控野风阀，该管道上还设置有测温控制器，且所述温控测量器位于旋风除尘器出口与电控野风阀之间。
[0011]该实用新型的有益效果也是区别于其它冲天炉除尘系统及热风式冲天炉系统的创新之处是:在原冲天炉加料口处、设置门阀，控制了该处露天敞口状态时、在除尘风机形成的管道负压下混入大量空气(据统计加料口混入空气约为燃烧焦炭产生烟气量的1.5-2倍)，从而有效提高了烟气至换热器交换时的温度，减少了物理显热的损失；同时减少了除尘气体的处理量，减少了布袋过滤风量负荷，降低了风机电力消耗；
[0012]在原冲天炉上部烟囱上端增设了控制板阀，避免了该处空气的大量吸入(测量数据该处混入新鲜空气量约为燃烧焦炭所产生的烟气总量的0.5-1.5倍)，同样减少了物理显热损失、减少了除尘空气处理量、降低了风机电力消耗；
[0013]通过前面两项的设置使得到达燃烧室及换热器的烟气温度保持了高温状态，使得烟气的物理显热得到高效换热利用；通过调整门阀的开度适当通入部分助燃空气，通过燃烧室引燃燃烧、释放出大量化学潜热；
[0014]将陶瓷换热器通过保温管道紧连在燃烧室之后，使高温烟气与空气充分、高效进行间壁热交换，获得高温助燃空气，通过保温管道通入冲天炉风口，使热能返回炉中利用；
[0015]在加料口设置可调节式门阀及同时在烟囱上部设置板阀，并且将排烟管道设置在炉体两阀位置中部，使该发明区别于其他方式而产生有益效果，其原理是:co的燃烧临界值为12.5%，自燃温度约为609°C ;原有的方式两处大量漏风混入烟气中，经测试，⑶浓度及温度(400°C左右)两条件无法实现燃烧，需要设置燃烧室另外加入大量燃料点燃，额外增加了燃料消耗；双闭后保持了烟气中原有CO的浓度含量及温度，调节门阀的适当开度、适量控制进入空气，只需引燃就可以使烟气中的化学潜热释放，高温烟气进入换热器，从而充分回收利用了热能，这是目前其他方式无法实现的。
[0016]将旋风除尘器设置在换热器之后，作为前级除尘器，在其后设置脉冲布袋式除尘器；
[0017]通过以上设计及工艺设备布置方式实现了高温烟气的热能利用，以及含尘烟气的除尘处理。使冷风冲天炉的风口助燃空气温度由原来的环境温度(冬季-12°C-夏季38°C )，提高到350°C -700°C ;由原来的烟尘排放浓度1000-6000mg/m3，经该系统除尘处理后排放浓度达到国家标准规定的30mg/m3范围之内。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明:
[0019]图1为本实用新型实施例的结构及使用状态示意图；
[0020]图2为图1中门阀的放大示意图；
[0021]图3为图1中门阀处的俯视示意图；
[0022]图中:1连杆，2门阀，3加料口，4铰链，5板阀，6点火器，7燃烧室，8陶瓷换热器，9沉降室，10旋风除尘器，11脉冲布袋式除尘器，12电控野风阀，13测温控制器，14冷风式冲天炉，141炉壁，15水平管道，16风口，17加料车，18烟囡，19鼓风机，20保温管道，21卸灰口，22除尘引风机，23配重，24开度调节杆。
【具体实施方式】
[0023]如图1，该冶炼设备是选取5吨冷风式冲天炉进行改造的:
[0024]在冷风式冲天炉14的加料口处设置可调节式门阀2 ;如图2、3所示，该门阀2由阀瓣板、铰链4、开度调节杆24、配重23、连杆I组成。门阀2可直接采用现有技术得到。在冷风式冲天炉14正常冶炼状态时，该门阀2处于关闭位置(通过开度调节杆24可调整适当开度);当加料时，随着加料车17运行接近至加料口 3位置时，加料车的车轮接触并推动门阀2的连杆1，随着加料车的继续前移门阀随动逐渐开启，加料车至卸料位置完成卸料后下行返回，门阀2随动关闭。
[0025]在烟囱18的顶部设置板阀5 ;板阀可直接采用现有技术制造，该板阀5可通过钢丝绳在地面处人工调节或者自动调节板阀的开启、关闭。在正常生产、除尘设备运行正常时，关闭该板阀5，避免原来敞开式烟囱吸入大量空气，在除尘系统故障时开启该板阀，或者在停炉休风时开启该板阀。
[0026]在加料口 3上部烟囱一侧设置水平管道15，该水平管道15连通有燃烧室7，所述燃烧室7设置有点火器6。用于引燃烟气中的CO以及焦炭粉等可燃物质，充分释放烟气中存在的化学热能，提高烟气温度。
[0027]所述燃烧室7的烟气出口通过保温管道接通至陶瓷换热器8上部烟气入口。陶瓷换热器8的高温空气出口通过保温管道接通至冷风式冲天炉14的风口 16。陶瓷换热器8的底部设置有沉降室9 ;沉降室9底部设置卸灰口。
[0028]该冶炼设备还设置有除尘设备，其除尘设备包括旋风除尘器10、脉冲布袋式除尘器11 ;所述陶瓷换热器8的烟气出口接通旋风除尘器10的入口 ；旋风除尘器10的出口通过管道连通脉冲布袋式除尘器11的入口 ；旋风除尘器10的出口与脉冲布袋式除尘器11的入口连通的管道上设置有电控野风阀12，该电控野风阀12为现有技术；该管道上还设置有测温控制器13，且所述温控测量器13位于旋风除尘器10出口与电控野风阀12之间。
[0029]基于上述冶炼设备的烟气处理方法是:
[0030]I)、在加料车17未到达冷风式冲天炉14的加料口 3加料时，使加料口 3处于关闭状态即关闭门阀2，避免大量冷空气被吸入烟囱，在加料车到达加料口 3时推动门阀2的连接杆21，随着加料车17继续向前的动力逐渐打开门阀2，加料车17中原料卸入冷风式冲天炉14内后，随着加料车的返回下行，加料口 3处的门阀2也逐渐关闭。
[0031]2)、在正常生产及除尘设备运行正常时，关闭烟囱顶部设置的板阀5，避免环境空气即野风的混入，减少除尘引风机22的处理风量，避免通过烟囡吸入大量空气；在除尘设备故障时开启该板阀5，或者在停炉休风时开启该板阀5。
[0032]3)、在加料口 3上部烟囱一侧的水平管道15将冷风式冲天炉14内产生的烟气输送至燃烧室7，燃烧室7设置点火器6，引燃烟气中包括CO以及焦炭粉的可燃物质，充分释放烟气中存在的化学热能，提高烟气温度。
[0033]4)、将燃烧后高温烟气通过保温管道接通至陶瓷换热器8上部烟气入口，该间壁式管式换热器采用耐高温陶瓷材料作为间壁式换热材料，可以在1200°C温度下长期使用，从而不用将烟气在进入换热器前先通过冷却装置降温后才进入换热器的原有设计方式，可以将高温烟气直接导入换热器，实现热能的充分、高效换热利用，高温烟气在壳程中通过，使陶瓷间壁热交换传热，鼓风机19向陶瓷换热器8集管中通入空气，空气经高温管壁热交换及辐射传导带走其热能，换热后形成350°C -700°C的高温空气通过保温管道20通入冷风式冲天炉14的风口 16，作为助燃空气把热量带回冲天炉中，使烟气余热得到高效利用，从而提高冲天炉的热效率，减少焦炭的消耗、提高铁水产率、降低C02、CO烟气的排放量。[0034]5)、烟气在陶瓷换热器8内经间壁换热降温，从集管中由上至下出来后进入沉降室9，由于通风截面变大、流速降低，烟尘颗粒在惯性力及重力的作用下沉至陶瓷换热器8底部卸灰口 21处，在生产过程休风时卸出；与传统工艺布置不同的是，该设计不在换热器前设置旋风除尘器或重力沉降室，可以避免热能散失，缩短流程路径，使烟气所带热能尽可能多的进入换热器；同时利用烟气中存在的不同粒级颗粒粉尘，对陶瓷管壁粘伏的垢污进行随时的冲刷清理，以减少或避免垢污形成降低导热系数，从而保证间壁换热始终处于较高的换热效率。
[0035]6)将换热、降温后的烟尘气体通过旋风分离器10离心力除尘，沉降出10 μ m以上粒级的粉尘；再经过脉冲布袋式除尘器11将烟气排放浓度控制在30mg/m3国标范围以内排放。
[0036]在旋风除尘器10与脉冲布袋除尘器11连接管道上设置电控野风阀12，当设置在电控野风阀12前端管道上的测温控制器13测量到烟气温度超过布袋工作温度时，自动控制打开电控野风阀12参入部分空气，正常工作温度时电控野风阀12处于常闭状态。该检测及控制所用的软件程序为现有软件程序。
【权利要求】
1.一种冶炼设备，包括冷风式冲天炉，所述冷风式冲天炉上设置有加料口，还设置有烟囡；其特征是: 在冷风式冲天炉的加料口处设置可调节式门阀； 在烟囱的顶部设置板阀； 在加料口上部烟囡一侧设置水平管道，该水平管道连通有燃烧室，所述燃烧室设置有点火器； 所述燃烧室的烟气出口通过保温管道接通至陶瓷换热器上部烟气入口； 陶瓷换热器的高温空气出口通过保温管道接通至冷风式冲天炉的风口 ；陶瓷换热器的底部设置有沉降室；沉降室底部设置卸灰口。
2.根据权利要求1所述的一种冶炼设备，其特征是:还包括除尘设备，除尘设备包括旋风除尘器、脉冲布袋式除尘器；所述陶瓷换热器的烟气出口接通旋风除尘器的入口 ；旋风除尘器的出口通过管道连通脉冲布袋式除尘器的入口 ；旋风除尘器的出口与脉冲布袋式除尘器的入口连通的管道上设置有电控野风阀，该管道上还设置有测温控制器，且所述温控测量器位于旋风除尘器出口与电控野风阀之间。
【文档编号】F27B1/18GK203605688SQ201320833363
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】孟春光 申请人:孟春光, 河北吉奥机械制造有限公司