一种稳定回收回转窑尾气能源的装置的制作方法

本实用新型涉及能源回收技术领域，特别是涉及一种稳定回收回转窑尾气能源的装置。

背景技术：

回转窑可以用来为铁合金电炉提供直接还原金属矿物、加热、干燥、焙烧物料等等，现有的回转窑尾气能源回收的主要的问题是，由于回转窑运行过程不可能做到绝对平稳，运行波动是常态，因此尾气的流量、显热、可燃气体成分是处于波动状态的，时有时无，因此尾气燃烧室不能正常工作，余热锅炉效率极低，发电系统不能正常工作。

现有的回转窑一方面加工高温物料供给铁合金电炉，其尾气又供给余热发电系统，后者所发电力又供给铁合金电炉作为冶炼电。回转窑、余热发电和铁合金电炉三者为一整体，只要其中有一失效，对其他二者皆造成负面冲击。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种稳定回收回转窑尾气能源的装置，以解决上述现有技术存在的问题，使尾气在燃烧室内燃烧稳定，保证发电系统和煤气系统正常工作。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供了一种稳定回收回转窑尾气能源的装置，包括回转窑以及依次通过管路连通的煤气系统、燃烧室和余热锅炉，所述回转窑的头部与所述燃烧室连接，所述回转窑的头部设置有第一加料口，所述回转窑的尾部设置有第二加料口和排料口，所述煤气系统包括铁合金电炉，所述铁合金电炉用于与经过所述回转窑作用且从所述排料口排出的物料反应生成煤气，所述余热锅炉产生的高压蒸汽通过管路供给给发电系统，所述发电系统产生的电力供给给所述铁合金电炉。

优选的，所述回转窑的头部与所述燃烧室之间设置有活门，所述活门能够实现所述燃烧室与所述回转窑的连通和隔绝。

优选的，所述煤气系统包括依次连通的第六料仓、所述铁合金电炉、煤气净化器和煤气柜，所述第六料仓用于接收所述排料口排出的物料，所述第六料仓通过料管与所述铁合金电炉连通，所述煤气柜通过管路与设置在所述燃烧室内的煤气烧嘴连通，所述煤气柜与所述煤气烧嘴连通的管路上还设置有第四压缩空气喷嘴和第一风机。

优选的，所述回转窑倾斜设置，所述回转窑的头部高于所述回转窑的尾部；所述回转窑内的温度为800-1500℃，所述回转窑的长度为20-60m；所述回转窑内沿所述回转窑长度方向设置有若干空气喷嘴。

优选的，所述排料口包括相互连通的溜槽和分选器，所述溜槽与所述回转窑的尾部连接，所述分选器设置有物料出口和回转窑废料排出口，所述回转窑废料排出口的下方设置第一输送机，所述物料出口设置有用于盛装物料并将物料运输至所述煤气系统的料桶。

优选的，还包括第一料仓、第二料仓和第三料仓，所述第一料仓用于盛放经过1300-1450℃焙烧的矿物球团或块矿，所述第二料仓用于盛放无烟煤，所述第三料仓用于盛放白云石或石灰石，所述第一料仓上设置有第一给料机，所述第二料仓上设置有第二给料机，所述第三料仓上设置有第三给料机，所述第一给料机、所述第二给料机和所述第三给料机的下方设置有皮带机，所述第一料仓内的矿物球团或块矿经过所述第一给料机、所述第二料仓内的无烟煤经过所述第二给料机、所述第三料仓内的白云石或石灰石经过所述第三给料机均落在所述皮带机上且运输至设置在所述第一加料口上的给料器进入所述回转窑。

优选的，还包括第四料仓和第五料仓，所述第四料仓用于盛放烟煤粉，所述第五料仓用于盛放无烟粒煤，所述第四料仓上设置有第四给料机，所述第五料仓上设置有第五给料机，所述第四给料机上连通有第一混料器，所述第五给料机上连通有第二混料器，所述第一混料器上设置有第一压缩空气喷嘴，所述第二混料器上设置有第二压缩空气喷嘴，所述第一混料器通过第一金属管与所述第二加料口连通，所述第二混料器通过第二金属管与所述第二加料口连通。

优选的，还包括煤气喷嘴，所述煤气喷嘴通过第三金属管与所述第二加料口连通，所述第三金属管上还设置有第三压缩空气喷嘴。

优选的，所述燃烧室内设置有喷水嘴和气体喷嘴；所述燃烧室的下端设置有燃烧室废料排口，所述燃烧室废料排口的下方设置有第二输送机；所述燃烧室还设置有防爆阀。

优选的，所述发电系统包括透平机和发电机，所述余热锅炉的尾气通过管路输送至脱硝装置，所述脱硝装置通过管路与二氧化碳捕集器或烟囱连通，所述脱硝装置与所述二氧化碳捕集器或烟囱之间的管路上设置有第二风机，所述余热锅炉的下端设置有余热锅炉废料排出口，所述余热锅炉废料排出口的下方设置有第三输送机，所述脱硝装置下端设置有脱销废料排出口，所述脱销废料排出口下方设置有第四输送机，所述余热锅炉的废料经过第三输送机、所述脱硝装置的废料经过第四输送机输送至煤灰仓，所述煤灰仓的出料口设置有阀门，所述出料口的下方设置有第五输送机，还包括加水喷嘴，所述加水喷嘴用于向所述第五输送机上的物料喷水。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

物料分别通过第一加料口和第二加料口进入回转窑，在回转窑内相互反应并部分燃烧，产生的高温尾气进入燃烧室，尾气中含有的可燃成分在燃烧室内继续燃烧，所产生热量加上高温尾气的显热随着烟气一并传输给余热锅炉，回转窑的排料口排出的物料进入铁合金电炉冶炼并产生煤气，煤气输送给燃烧室，保证燃烧室内的可燃成分稳定燃烧，进而保证余热锅炉能够对发电系统稳定地提供蒸汽动力，使发电系统能够正常工作。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。

图1为本实用新型的稳定回收回转窑尾气能源的装置的结构示意图；

其中：1-回转窑，2-燃烧室，3-余热锅炉，4-溜槽，5-分选器，6-加水喷嘴，7-物料出口，8-空气喷嘴，9-料桶，10-第一料仓，11-第二料仓，12-第三料仓，13-第四料仓，14-第五料仓，15-第六料仓，16-第一给料机，17-第二给料机，18-第三给料机，19-第四给料机，20-第五给料机，21-皮带机，22-给料器，23-第一混料器，24-第二混料器，25-第一压缩空气喷嘴，26-第二压缩空气喷嘴，27-第三压缩空气喷嘴，28-第四压缩空气喷嘴，29-煤气喷嘴，30-煤气烧嘴，31-第一金属管，32-第二金属管，33-第三金属管，34-铁合金电炉，35-煤气净化器，36-煤气柜，37-活门，38-喷水嘴，39-气体喷嘴，40-第一风机，41-第二风机，42-防爆阀，43-脱硝装置，44-二氧化碳捕集器，45-第一输送机，46-第二输送机，47-第三输送机，48-第四输送机，49-第五输送机，50-煤灰仓。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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付出创造性劳动的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。

本实用新型的目的是提供一种稳定回收回转窑尾气能源的装置，以解决上述现有技术存在的问题，使尾气在燃烧室内燃烧稳定，保证发电系统和煤气系统正常工作。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示：本实施例提供了一种稳定回收回转窑尾气能源的装置，包括回转窑1以及依次通过管路连通的煤气系统、燃烧室2和余热锅炉3，回转窑1的头部与燃烧室2连接，回转窑1的头部设置有第一加料口，回转窑1的尾部设置有第二加料口和排料口，煤气系统包括铁合金电炉34，铁合金电炉34用于与经过回转窑1作用且从排料口排出的物料反应生成煤气，余热锅炉3产生的高压蒸汽通过管路供给给发电系统，发电系统产生的电力供给给铁合金电炉34。物料分别通过第一加料口和第二加料口进入回转窑1，在回转窑1内相互反应并部分燃烧，产生的高温尾气进入燃烧室2，尾气中含有的可燃成分在燃烧室2内继续燃烧，所产生热量加上高温尾气的显热随着烟气一并传输给余热锅炉3，回转窑1的排料口排出的物料进入铁合金电炉34冶炼并产生煤气，煤气输送给燃烧室2，保证燃烧室2内的可燃成分稳定燃烧，进而保证余热锅炉3能够对发电系统稳定地提供蒸汽动力，使发电系统能够正常工作。

本实施例还包括第一料仓10、第二料仓11和第三料仓12，第一料仓10用于盛放经过1300-1450℃焙烧过后并已经冷却了的矿物球团或块矿，第二料仓11用于盛放无烟煤，第三料仓12用于盛放白云石或石灰石，第一料仓10上设置有第一给料机16，第二料仓11上设置有第二给料机17，第三料仓12上设置有第三给料机18，第一给料机16、第二给料机17和第三给料机18均用于对物料进行称量和投放，第一给料机16、第二给料机17和第三给料机18的下方设置有皮带机21，第一料仓10内的经过1300-1450℃焙烧的矿物球团或块矿经过第一给料机16、第二料仓11内的无烟煤经过第二给料机17、第三料仓12内的白云石或石灰石经过第三给料机18均落在皮带机21上且运输至设置在第一加料口上的给料器22进入回转窑1。第一给料机16、第二给料机17、和第三给料机18都具备称量功能，可以根据设定值定量给料。

本实施例中的矿物球团或块矿是经过1300-1450℃焙烧的，其抗压强度达到200公斤，具有高强度、耐热振、遇到高温不会碎裂或粉化的特性，因此本实施例中回转窑1内的温度设置为800-1500℃，回转窑1的长度为20-60m，如果从第一料仓10进入回转窑1的矿物球团或块矿不耐高温、强度不高，则回转窑1的长度要建造的长达80-120米，给从第一料仓10进入回转窑1的矿物球团或块矿提供很长的空间来缓慢地干燥、加热、焙烧，否则矿物球团或块矿一遇高温将会爆裂粉化，碎粉颗粒将在高温下粘连在回转窑1的内壁上，在一周的时间内就会严重结圈，堵塞回转窑1内壁，造成停工。因此，本实施例中采用经过1300-1450℃焙烧的矿物球团或块矿，减少了回转窑1的长度，降低了装置的成本，并且提高了回转窑1的工作效率和产量。并且由于回转窑1只承担焙烧的工作，焙烧产生的尾气温度高、显热高、可燃成分高，使回转窑1尾气含有的能量很高，给余热锅炉3和发电系统提供了高质量的能量，再叠加来自铁合金电炉34的煤气燃烧，使余热锅炉3和发电系统得到稳定的工作条件。

本实施例还包括第四料仓13和第五料仓14，第四料仓13用于盛放烟煤粉，第五料仓14用于盛放无烟粒煤，第四料仓13上设置有第四给料机19，第五料仓14上设置有第五给料机20，第四给料机19的下方设置有第一混料器23，第四给料机19与第一混料器23连通，第五给料机20的下方设置有第二混料器24，第五给料机20与第二混料器24连通，第一混料器23上设置有第一压缩空气喷嘴25，第二混料器24上设置有第二压缩空气喷嘴26，第一压缩空气喷嘴25和第二压缩空气喷嘴26均用于推动物料，第一混料器23通过第一金属管31与第二加料口连通，第二混料器24通过第二金属管32与第二加料口连通。通过第一压缩空气喷嘴25将烟煤粉送入回转窑1内燃烧，通过第二压缩空气喷嘴26将无烟粒煤抛入回转窑1内的矿物球团或块矿之上。第四给料机19和第五给料机20都具备称量功能，可以根据设定值定量给料。本实施例还包括煤气喷嘴29，煤气喷嘴29通过第三金属管33与第二加料口连通，第三金属管33上还设置有第三压缩空气喷嘴27，煤气喷嘴29和第三压缩空气喷嘴27将煤气与空气混合后经第三金属管33喷吹入回转窑1的尾部对烟煤粉和无烟粒煤进行燃烧。煤气喷嘴29用于调节回转窑1内的温度并保证烟煤粉燃烧。

本实施例中，回转窑1倾斜设置，回转窑1的头部高于回转窑1的尾部；则从第一加料口上的给料器22进入回转窑1内的物料随着回转窑1缓慢转动，流向回转窑1的尾部。回转窑1内沿回转窑1的长度方向设置有若干空气喷嘴8，空气喷嘴8在回转窑1工作过程中向回转窑1内通入空气。在回转窑1的尾部的内部空间燃烧的煤气、烟煤粉和无烟粒煤产生的热量和一氧化碳等气体被进入回转窑1内的物料(矿物球团或块矿)吸收，不能吸收的尾气(含有物理显热和一氧化碳等可燃成分)，从回转窑1的头部流进燃烧室2。

本实施例中，排料口包括相互连通的溜槽4和分选器5，溜槽4与回转窑1的尾部连接，分选器5设置有物料出口7和回转窑废料排出口，回转窑废料排出口的下方设置有第一输送机45，物料出口7设置有用于盛装物料(经过回转窑1处理的矿物球团或块矿)的料桶9。从回转窑1的尾部出来的矿物球团或块矿经溜槽4进入分选器5，将经过回转窑1处理的矿物球团或块矿从粉煤灰和残碳中分离出来，经过回转窑1处理的矿物球团或块矿用料桶9接收并输送至煤气系统，粉煤灰和残碳用第一输送机45排出。

本实施例中，煤气系统包括依次通过管路连通的第六料仓15、铁合金电炉34、煤气净化器35和煤气柜36，第六料仓15用于接收料桶9中的物料，第六料仓15通过管路与铁合金电炉34连通，经过回转窑1处理的矿物球团或块矿进入铁合金电炉34中被冶炼成液态金属，冶炼过程中的煤气经管路输送到煤气净化器35中净化，净化后的煤气被输送到煤气柜36中保存，煤气柜36通过管路与设置在燃烧室2内的煤气烧嘴30连通，煤气柜36与煤气烧嘴30连通的管路上还设置有第四压缩空气喷嘴28和第一风机40。煤气经管路输送到煤气烧嘴30经第四压缩空气喷嘴28预混空气后在燃烧室2中完全燃烧。当回转窑1输送至燃烧室2的尾气显热和燃气成分波动较大时，本实施例中的煤气烧嘴30稳定地燃烧来自煤气柜36的煤气，解决了余热锅炉3回收回转窑1的尾气中的显热和点燃其中的燃气成分非常困难的问题，余热锅炉3能够正常工作，为下游的发电系统提供稳定的蒸汽流。

本实施例中，回转窑1的头部与燃烧室2连接，燃烧室2与回转窑1之间设置有活门37，活门37能够实现燃烧室2与回转窑1的连通和隔绝。当回转窑1工作时，将活门37开启，实现燃烧室2与回转窑1的连通；当回转窑1停止工作时，将活门37关闭，实现燃烧室2与回转窑1的隔绝，燃烧室2内的煤气烧嘴30将加大燃烧功率，煤气烧嘴30可以凭借来自煤气柜36的煤气稳定地燃烧，为余热锅炉3提供稳定的热源，整个发电系统依然可以稳定地运行，不受干扰。

活门37关闭后，如果回转窑1处于维修维护状态且停止运行，铁合金电炉34仍然可以从发电系统和外部电网得电，继续运行，不受干扰，此时铁合金电炉34接受冷料，继续运行。如果回转窑1、燃烧室2、余热锅炉3和发电系统都停机，铁合金电炉34仍可以接受外部电网供电，用冷料继续运行。如果铁合金电炉34因故停止运行，燃烧室2、余热锅炉3和发电系统可以继续运行，向外部电网供电，不受干扰；同时回转窑1也可以继续加工物料，作为原料储备，继续运行，不受干扰，回转窑1继续向燃烧室2提供高温尾气。回转窑1、铁合金电炉34及煤气系统和余热锅3炉及发电系统串联为一个整体协同运行，三者之中任何一个或两个停止运行，余下的仍可以继续稳定运行。

本实施例中，燃烧室2内设置有喷水嘴38和气体喷嘴39，在燃烧室2温度过高、超过设定的限度时，喷水嘴38打开，使燃烧室2内的温度降低；在燃烧室2内的可燃成分和氧含量超过设定的限度时，气体喷嘴39向燃烧室2内吹入氮气或水蒸气，以防止爆燃；燃烧室2的下端设置有燃烧室废料排口，燃烧室废料排口的下方设置有第二输送机46；燃烧室2还设置有防爆阀42，当燃烧室2内发生爆燃时打开防爆阀42进行泄压，确保安全。

本实施例中，燃烧室2通过管路向余热锅炉3输送高温烟气，余热锅炉3产生的高压蒸汽通过管路输送至发电系统，发电系统包括相互连接的透平机和发电机，余热锅炉3的尾气通过管路输送至脱硝装置43进行净化，脱硝装置43通过管路与二氧化碳捕集器44或烟囱连通，脱硝装置43与二氧化碳捕集器44或烟囱之间的管路上设置有第二风机41，净化后的尾气在第二风机41的作用下输送至二氧化碳捕集器44或烟囱，余热锅炉3的下端设置有余热锅炉废料排出口，余热锅炉废料排出口的下方设置有第三输送机47，脱硝装置43下端设置有脱销废料排出口，脱销废料排出口下方设置有第四输送机48，余热锅炉3的废料经过第三输送机47、脱硝装置43的废料经过第四输送机48输送至煤灰仓50，煤灰仓50的出料口设置有阀门，出料口的下方设置有第五输送机49，还包括加水喷嘴6，加水喷嘴6用于向第五输送机49上的余热锅炉废料、脱销废料喷水，防止飞灰污染环境。

本实施例中，第一输送机45、第二输送机46、第三输送机47、第四输送机48和第五输送机49均为螺旋输送机。

本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。