一种新型闪速冶金装置的烟气处理系统的制作方法

本发明创造属于烟气余热利用技术领域，尤其是涉及一种新型闪速冶金装置的烟气处理系统。

背景技术：

传统的闪速冶金技术主要应用于铜、镍等硫化矿物的冶炼，但近些年随着技术的发展，闪速冶金技术开始拓展应用于金属氧化矿的冶炼，由于金属硫化矿和氧化矿的冶金原理的不同(硫化矿冶炼为氧化气氛，氧化矿冶炼为还原气氛)，需要对原用于硫化矿的闪速冶炼工艺进行适当的调整，例如：增加了煤气化炉用于制造还原气再输入闪速炉反应塔、增加了侧吹煤氧手段为闪速炉熔池保温、在熔体表面增加了焦炭层等等。

对核心装备闪速炉增加了上述这些装备并作适当改造后，应用于冶炼氧化矿的闪速冶炼技术衍生出多种新工艺，如：闪速炼铁、闪速炉炼铁、闪铁炉炼铁、闪速炼铁炉炼铁、闪烁炉炼铁、天闪炉工艺等，但这些新工艺虽然叫法不同，但其本质上还是使用的闪速冶金的核心原理，其核心设备如闪铁炉、闪速炼铁炉、天闪炉、闪烁炉可认为是一种新型的闪速冶金装置，但还是属于闪速冶金技术的范畴之内。

闪速冶金技术拓展应用于冶炼金属氧化矿，例如：铁矿、红土镍矿、钢铁烟尘(含氧化锌)等，主要原理是利用矿粉比表面积大、在高温下与气体反应速度快的特点，在空间中用还原气氛还原待冶炼的金属氧化物。在国内，考虑到原料的成本和来源等因素，还原气氛一般通过煤氧反应来制造。闪速炉出炉烟气的特点是烟气连续稳定，用于氧化矿冶炼时出炉烟气温度可高达 1200-1600℃，含尘率高达5—10％，烟气中含CO和H2体积比例通常超过30％。同时具有如此高温、高含尘率、高还原气体浓度的烟气，在工业领域是比较罕见的。因而，该类烟气的尾气处理就成为一个技术难题，因为一方面要有效回收烟气中蕴含的显热和化学能，同时又要使烟气充分除尘后能达标排放，另一方面还要简化尾气处理流程、尽量降低投资，现有的技术还没有真正做到这三者兼顾。虽然现有技术(专利号CN 206094933U)中提供了一种氧化矿闪速炉尾气高效余热利用及清洁收尘系统，但是，其缺点是：1、在尾气处理处理系统中前后设置了两个引风机，功能重复使建设投资增加。2、燃烧炉燃烧的烟气未经进一步除尘直接通过烟筒排放，其中的粉尘颗粒量可能会超标，造成大气污染。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明创造旨在克服上述现有技术中存在的缺陷，提出一种新型闪速冶金装置的烟气处理系统。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种新型闪速冶金装置的烟气处理系统，包括通过尾气管道依次连通的氧化矿闪速炉、余热锅炉、燃气锅炉、除尘组件、引风机和烟筒；所述氧化矿闪速炉上设有烟气出气口；所述余热锅炉、除尘组件、引风机和烟筒均设有烟气进气口和烟气出气口；所述燃气锅炉上除了设有烟气进气口和烟气出气口外，还另设有空气入口。

进一步，所述燃气锅炉的空气入口与外部的鼓风机通过管道相连。

进一步，所述燃气锅炉烟气出气口与除尘组件进气口之间的管道上安装有空气预热器，该空气预热器分别设有烟气进气口、烟气出气口、空气入口、空气出口，其烟气进气口通过管道与燃气锅炉烟气出气口相连，其烟气出气口通过管道与除尘组件烟气进气口相连，其空气入口通过管道与鼓风机相连，其空气出口通过管道与燃气锅炉空气入口相连。

进一步，所述除尘组件为沉尘室、静电除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器中一个或多个的组合。

进一步，所述除尘组件为若干个沉尘室搭配静电除尘器。

进一步，所述引风机烟气出气口和烟筒烟气进气口之间设有脱硫装置。

进一步，除尘组件烟气出气口与引风机烟气进气口之间设有脱硫装置。

进一步，所述脱硫装置为石灰石/石膏湿法脱硫装置。

进一步，所述燃气锅炉与空气预热器之间设有脱硝装置。

进一步，所述脱硝装置为SCR脱硝装置。

相对于现有技术，本发明创造具有以下优势：

本发明创造提出的烟气处理系统，有效的解决了现有技术中的燃气锅炉，燃烧后的烟气未经任何处理就直接通过烟筒排放，从而可能会造成大气污染的问题。通过本烟气处理系统后，燃气锅炉燃烧后产生的烟气能经过除尘组件处理再从烟筒排放，使烟气可以达标排放，避免了污染。同时，在烟筒的前段使用一个大功率风机即达到了抽吸整个系统烟气的目的，节省了设备投资。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造的结构示意图；

图2为本发明创造实施例中设有空气预热器时的结构示意图。

附图标记说明：1-氧化矿闪速炉；2-余热锅炉；3-燃气锅炉；4-除尘组件；5-引风机；6-烟筒；7-空气预热器；8-鼓风机。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

下面结合实施例来详细说明本发明创造。

一种新型闪速冶金装置的烟气处理系统，如图1和图2所示，包括通过尾气管道依次连通的氧化矿闪速炉1、余热锅炉2、燃气锅炉3、除尘组件4、引风机5和烟筒6；所述氧化矿闪速炉上设有烟气出气口；所述余热锅炉、除尘组件、引风机和烟筒均设有烟气进气口和烟气出气口；所述燃气锅炉上除了设有烟气进气口和烟气出气口外，还另设有空气入口。

需要指出的是，引风机的主要作用是烟气的抽排，使烟气能克服系统阻力，向烟筒方向流动，现有技术(专利号CN 206094933U)在尾气处理系统中使用了两个引风机，这两个风机实质上功能重复，造成设备的投资和维护成本升高；同时，处于燃气锅炉两侧的引风机，一侧对燃气锅炉起到吹风作用，另一侧为抽风作用，可能会导致进入燃气锅炉中的煤气未完全燃烧即被抽入除尘组件，进而造成最终排放的烟气中含有部分CO气体，而空气中CO 含量达到一定浓度范围时,极易使人中毒。两个风机的功能完全可以用一个功率更高的风机替代。本发明创造提出的尾气处理系统中，在烟筒的前段使用一个大功率风机即达到了抽吸整个系统烟气的目的，即节省了设备投资，又避免了排放的尾气中含有未燃尽的CO气体造成的安全风险。

上述燃气锅炉的空气入口与外部的鼓风机8通过管道相连，鼓风机为燃气锅炉提供充足的新鲜空气，使进入燃气锅炉中煤气可以充分燃烧，使其中含有的CO和H2能够燃尽，一方面保证煤气中的化学能可以充分释放转化为水蒸汽的热能，不造成能量的无谓浪费，另一方面保证排放的尾气中CO不会超标，避免出现安全事故。

在一个可选的实施例中，上述燃气锅炉3烟气出气口与除尘组件4进气口之间的管道上安装有空气预热器7，该空气预热器分别设有烟气进气口、烟气出气口、空气入口、空气出口，其烟气进气口通过管道与燃气锅炉3烟气出气口相连，其烟气出气口通过管道与除尘组件4烟气进气口相连，其空气入口通过管道与外部的鼓风机相连，其空气出口通过管道与燃气锅炉3空气入口相连，空气预热器是一种余热回收装置，一方面可以回收燃烧后烟气中的热量，适当减低燃烧炉排出的烟气的温度，另一方面可以提高燃烧炉入炉空气的温度，从而提高燃烧效率。

上述除尘组件为沉尘室、静电除尘器、布袋除尘器、旋风除尘器中一个或多个的组合。上述除尘组件为若干个沉尘室搭配静电除尘器。

在一个可选的实施例中，若烟气中含硫量较低，但超过排放标准，则可以在上述引风机烟气出气口和烟筒烟气进气口之间设有脱硫装置。通常，上述的脱硫装置为石灰石/石膏湿法脱硫装置，脱除烟气中硫，使烟气可达标排放。

在一个可选的实施例中，若烟气中含硫量较高，超过排放标准，但又不适合引入制酸流程，则可以在上述除尘组件烟气出气口与引风机烟气进气口之间设有脱硫装置。脱除烟气中含有的硫，避免含硫量高的烟气露点过低，在温度降低时凝结腐蚀后续烟气处理设备。

在一个可选的实施例中，若烟气中的含有的氮氧化物超标，则可以在上述燃气锅炉与空气预热器之间设有脱硝装置。通常，上述脱硝装置为SCR脱硝装置，以去除烟气中的氮氧化物。

本发明创造提供的烟气处理系统的工作过程为：

烟气(通常温度高达1200-1600℃)从氧化矿闪速炉的上升烟道尾气出口进入余热锅炉2，若烟气中含水量少、含硫量极低，烟气的露点较低，可通过余热锅炉2直接降温至140-200℃，并产生蒸汽用于发电，同时除去烟气中颗粒较大的烟尘。余热锅炉2收集的烟尘可以返回至氧化矿闪速炉1的配料仓。

随后，烟气进入燃气锅炉，同时引入足量的空气进入燃气锅炉，使烟气中的可燃气体彻底的燃尽，同时产生蒸汽发电。

燃气锅炉燃烧后产生的烟气引入除尘组件，经过除尘组件的有效除尘，可除去烟气中含有的绝大部分烟尘。

最后，除尘后的烟气经引风机的抽风，通过烟筒达标排放。

需要说明的是，现有技术(专利号CN 206094933 U)中燃气锅炉燃烧后的烟气未经任何处理就直接通过烟筒排入大气，可能会造成大气的污染，因为燃烧后的烟气通常含有一些粉尘颗粒和有害气体，未经布袋除尘等设备过滤必然会有超标排放的风险。本发明创造提出的尾气处理系统有效的解决了这个问题，使燃气锅炉燃烧后产生的烟气在经过除尘组件处理后，才从烟筒排放，从而使烟气可以达标排放，避免了污染。

在设置有空气预热器的实施例中，烟气经燃气锅炉后又进入到空气预热器，同时向空气预热器7中引入常温空气，使得在所述空气预热器中，高温烟气与常温空气进行充分换热，使空气升温，之后将经过加热的空气再引入到燃气锅炉参与燃烧，保证进入燃烧炉的烟气中含有的可燃气体CO和H2可以彻底的燃尽。

需要说明的是，本发明创造中引风机的主要作用是：有效克服烟气传输的系统阻力，使烟气能够最终从烟筒排出，同时实现闪速炉工艺系统所需要的微负压冶炼环境。

本发明创造提出的烟气处理系统，有效的解决了现有的燃气锅炉，燃烧后的烟气未经任何处理就直接通过烟筒排入大气，可能会造成大气污染的问题。通过本烟气处理系统后，燃气锅炉燃烧后产生的烟气能经过除尘组件处理再从烟筒排放，使烟气可以达标排放，避免了污染。同时，在烟筒的前段使用一个大功率风机即达到了抽吸整个系统烟气的目的，节省了设备投资并避免了安全风险。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。