專利名稱：燃煤高溫?zé)煔獾难h(huán)利用方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃煤的綜合利用方法及裝置，特別是用于燃煤燃燒后高含灰煙氣循環(huán)利用的方法及裝置。
背景技術(shù)：
我國(guó)是煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，同時(shí)也是農(nóng)業(yè)大國(guó)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量的煤作為一次能源，因此，提高煤炭使用效率和降低物料生產(chǎn)過(guò)程的能耗具有重要意義。為了降低化學(xué)物料如肥料、飼料添加劑的儲(chǔ)存和運(yùn)輸成本，通常將肥料或飼料添加劑做成固體顆粒形態(tài)，在物料的干燥過(guò)程中需要消耗大量的高溫清潔熱空氣，為了保證物料產(chǎn)品的質(zhì)量和含水量，用于干燥的高溫氣體必須是含塵量小于50mg/Nm3的干凈氣體，物料干燥過(guò)程中，根據(jù)干燥過(guò)程的不同階段需要600°C -120°C溫度區(qū)間的多種干凈熱空氣，產(chǎn)生干燥用的高溫干凈氣體需要消耗大量的能源。目前我國(guó)一次能源的主要原料是煤，我國(guó)有大量的燃煤，由于品位低且雜質(zhì)含量高直接作為燃料使用，燃煤燃燒后的大量高溫?zé)煔庥捎诤瑝m量大通常在初步除塵并回收部分能量后從煙 排入大氣。燃煤中含有的硫化物在燃燒過(guò)程轉(zhuǎn)化為二氧化硫，為了降低煙氣中的二氧化硫?qū)υO(shè)備的腐蝕，通常排煙溫度控制在煙氣的露點(diǎn)以上，為了保證設(shè)備的使用安全排煙溫度大約在220°C以上，220°C以上的煙氣中含有大量可以利用的熱能，如果將直接排放的220°C煙氣循環(huán)使用，就可以回收常溫到220°C的煙氣顯熱，根據(jù)測(cè)算，煙氣循環(huán)使用可提高燃煤的利用率20%。
隨著節(jié)能和環(huán)保要求的提高，循環(huán)利用燃煤燃燒過(guò)程中大量高溫?zé)煔獠⑦M(jìn)行能量的綜合利用，對(duì)節(jié)能減排具有重要意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于:提供一種燃煤高溫?zé)煔庋h(huán)利用的方法及裝置，將煙氣循環(huán)利用，回收因煙氣直接排放帶走的大量熱源，該方法及裝置具有能量綜合利用效率高、能耗低的特點(diǎn)，解決現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)中煙氣利用效率低的問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:該燃煤高溫?zé)煔庋h(huán)利用的方法包括以下步驟:首先，從焚燒爐出來(lái)的高溫含塵煙氣進(jìn)入沉降室，除去其中的大顆?；覊m，從沉降室出來(lái)的初步除塵高溫?zé)煔膺M(jìn)入一級(jí)熱交換器的管程，進(jìn)行一級(jí)降溫，成為中溫含塵煙氣；其次，從一級(jí)熱交換器管程出來(lái)的經(jīng)過(guò)一級(jí)降溫的中溫含塵煙氣進(jìn)入除塵器除塵，達(dá)到物料干燥所需要的干凈熱氣體的含塵要求，成為中溫干凈煙氣；最后，從除塵器出來(lái)的中溫干凈煙氣進(jìn)入二級(jí)熱交換器的管程，與二級(jí)熱交換器殼程的新鮮空氣換熱，加熱后高溫新鮮熱空氣通過(guò)助燃風(fēng)機(jī)進(jìn)入焚燒爐與燃煤燃燒；中溫干凈煙氣在二級(jí)熱交換器內(nèi)冷卻為低溫干凈煙氣，從二級(jí)熱交換器管程出來(lái)的低溫干凈煙氣通過(guò)低溫干凈煙氣風(fēng)機(jī)進(jìn)入一級(jí)熱交換器的殼程與一級(jí)熱交換器管程中初步除塵高溫?zé)煔鈸Q熱后，被加熱到干燥物料所需要的干凈氣體溫度成為高溫干凈煙氣，高溫干凈煙氣用于物料干燥工段。其中，該燃煤高溫?zé)煔庋h(huán)利用裝置包括焚燒爐、沉降室、一級(jí)熱交換器、除塵器、二級(jí)熱交換器、低溫干凈煙氣風(fēng)機(jī)和助燃風(fēng)機(jī)，從焚燒爐出來(lái)的高溫含塵煙氣經(jīng)高溫含塵煙氣管線進(jìn)入沉降室，高溫含塵煙氣經(jīng)過(guò)沉降室除去大顆?；覊m后成為初步除塵高溫?zé)煔猓沙两凳遗c一級(jí)熱交換器之間的初步除塵高溫?zé)煔夤芫€進(jìn)入一級(jí)熱交換器的管程，初步除塵高溫?zé)煔馀c管外氣體換熱成為中溫含塵煙氣，從一級(jí)熱交換器管程出來(lái)的中溫含塵煙氣經(jīng)過(guò)一級(jí)熱交換器與除塵器之間的中溫含塵煙氣管線進(jìn)入除塵器除塵，中溫含塵煙氣成為達(dá)到物料干燥所需的中溫干凈煙氣；從除塵器出來(lái)的中溫干凈煙氣經(jīng)過(guò)中溫干凈煙氣連接管線進(jìn)入二級(jí)熱交換器的管程與管外氣體換熱成為低溫干凈煙氣；從二級(jí)熱交換器管程出來(lái)的低溫干凈煙氣從干凈低溫?zé)煔夤芫€進(jìn)入干凈低溫?zé)煔庵Ь€一由干凈低溫?zé)煔怙L(fēng)機(jī)送到一級(jí)熱交換器的殼程，在一級(jí)熱交換器內(nèi)被初步高溫除塵煙氣加熱到一定的溫度，成為高溫干凈煙氣，由高溫干凈煙氣管線送到物料干燥工段使用；低溫新鮮空氣從二級(jí)熱交換器的低溫新鮮空氣進(jìn)口管線進(jìn)入二級(jí)熱交換器的殼程，低溫新鮮空氣在二級(jí)熱交換器內(nèi)被中溫干凈煙氣加熱后成為高溫新鮮空氣，從二級(jí)熱交換器殼程出來(lái)高溫新鮮空氣從高溫新鮮空氣管線進(jìn)入高溫新鮮空氣支線二由助燃空氣風(fēng)機(jī)送到焚燒爐助燃。其中，為了提高換熱效率和節(jié)省一級(jí)熱交換器的造價(jià)，一級(jí)熱交換器根據(jù)煙氣進(jìn)口到出口的溫度梯度設(shè)計(jì)成多段，各段分別選用適合本溫度段的材料制造。
其中，一級(jí)熱交換器為間壁式換熱器。其中，二級(jí)熱交換器為間壁式換熱器，或?yàn)闊峁苁綋Q熱器，熱管式換熱器提高壁溫避開(kāi)露點(diǎn)腐蝕。其中，在一級(jí)熱交換器各段安裝視鏡，用以觀察一級(jí)熱交換器內(nèi)的積灰狀況，當(dāng)一級(jí)熱交換器積灰嚴(yán)重時(shí)，低溫含塵煙氣從低溫含塵煙氣管線進(jìn)入低溫含塵煙氣支線二直接進(jìn)入煙囪，同時(shí)高溫新鮮熱空氣從高溫新鮮熱空氣管線進(jìn)入高溫?zé)峥諝庵Ь€一由低溫干凈煙氣風(fēng)機(jī)送到一級(jí)熱交換器的殼程，吹除一級(jí)熱交換器內(nèi)的積灰，保證一級(jí)熱交換器的換熱效率，積灰吹除后煙氣繼續(xù)循環(huán)使用。本發(fā)明循環(huán)利用高溫?zé)煔猓苊饣驕p少高溫?zé)煔獾闹苯优欧?，充分利用燃煤的燃燒熱，燃煤煙氣?jīng)處理后直接用于物料的干燥工藝，提高了燃煤的熱效率，降低了物料干燥的能耗，根據(jù)煙氣的溫度梯度分段選取熱交換器的制造材料，降低設(shè)備的制造費(fèi)用。
圖1為本發(fā)明的燃煤高溫?zé)煔庋h(huán)利用方法及裝置的方框示意圖。圖中:1焚燒爐，2高溫含塵煙氣管線，3沉降室，4初步除塵高溫?zé)煔夤芫€，5高溫干凈煙氣管線，6 —級(jí)熱交換器，7中溫含塵煙氣管線，8除塵器，9中溫干凈煙氣管線，10二級(jí)熱交換器，11新鮮空氣管線，12低溫干凈煙氣管線，13低溫含塵煙氣支線，14煙囪，15低溫干凈煙氣支線一，16高溫新鮮空氣管線，17高溫新鮮空氣支線一，18低溫干凈煙氣風(fēng)機(jī)，19高溫新鮮空氣支線二，20助燃空氣，21助燃空氣風(fēng)機(jī)，22焚燒爐助燃?xì)夤芫€。
具體實(shí)施例方式應(yīng)理解，下面的實(shí)施方式只是為了舉例說(shuō)明本發(fā)明，而非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。為了敘述簡(jiǎn)便，本發(fā)明的說(shuō)明中略去了管道上常規(guī)的閥門、設(shè)備上常規(guī)的管口、人孔、儀表接口、支座等附件，本行業(yè)的一般技術(shù)人員即可根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。本行業(yè)的普通技術(shù)人員可以作出許多變型和改進(jìn)，例如改變物料輸送方式，增加熱交換器或除塵器的數(shù)量，所有這些變型、調(diào)整、改進(jìn)都應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。如圖1所示，該燃煤高溫?zé)煔庋h(huán)利用裝置包括焚燒爐1、沉降室3、一級(jí)熱交換器
6、除塵器8、二級(jí)熱交換器10、低溫干凈煙氣風(fēng)機(jī)18和助燃風(fēng)機(jī)21，從焚燒爐I出來(lái)的高溫含塵煙氣經(jīng)高溫含塵煙氣管線2進(jìn)入沉降室3，高溫含塵煙氣經(jīng)過(guò)沉降室3除去大顆粒灰塵后成為初步除塵高溫?zé)煔?，由沉降?與一級(jí)熱交換器6之間的初步除塵高溫?zé)煔夤芫€4進(jìn)入一級(jí)熱交換器6的管程，初步除塵高溫?zé)煔馀c管外氣體換熱后為中溫含塵煙氣，從一級(jí)熱交換器6管程出來(lái)的中溫含塵煙氣經(jīng)過(guò)一級(jí)熱交換器6與除塵器8之間的中溫含塵煙氣管線7進(jìn)入除塵器除塵，中溫含塵煙氣成為達(dá)到物料干燥所需的中溫干凈煙氣；從除塵器8出來(lái)的中溫干凈煙氣經(jīng)過(guò)中溫干凈煙氣連接管線9進(jìn)入二級(jí)熱交換器10的管程與管外氣體換熱后成為低溫干凈煙氣；從二級(jí)熱交換器10管程出來(lái)的低溫干凈煙氣經(jīng)過(guò)干凈低溫?zé)煔夤芫€12進(jìn)入低溫干凈煙氣支線一 15由低溫干凈煙氣風(fēng)機(jī)18送到一級(jí)熱交換器6的殼程，在一級(jí)熱交換器6內(nèi)被初步高溫除塵煙氣加熱到一定的溫度，成為高溫干凈煙氣，由高溫干凈煙氣管線5送到物料干燥工段使用；低溫新鮮空氣從二級(jí)熱交換器10的低溫新鮮空氣進(jìn)口管線11進(jìn)入二級(jí)熱交換器10的殼程，低溫新鮮空氣在二級(jí)熱交換器10內(nèi)被中溫干凈煙氣加熱后成為高溫新鮮空氣，從二級(jí)熱交換器10殼程出來(lái)高溫新鮮空氣從高溫新鮮空氣管線16經(jīng)高溫新鮮空氣支線二 19由助燃空氣風(fēng)機(jī)21送到焚燒爐I助燃。其中，為了提高換熱效率和節(jié)省一級(jí)熱交換器的造價(jià)，一級(jí)熱交換器6的換熱段分為多段，以初步除塵高溫?zé)煔膺M(jìn)入一級(jí)熱交換器的進(jìn)口為準(zhǔn)，材料依次為Cr25Ni20(或310S)、lCrl8Ni9T1、12CrlMoV 和 20 碳鋼。其中，一級(jí)熱交換器6為間壁式換熱器。其中，二級(jí)熱交換器10為間壁式換熱器，或?yàn)闊峁苁綋Q熱器，熱管式換熱器提高壁溫避開(kāi)露點(diǎn)腐蝕。 其中，在一級(jí)熱交換器6的各段安裝視鏡，用以觀察一級(jí)熱交換器6內(nèi)的積灰狀況，當(dāng)一級(jí)熱交換器6積灰嚴(yán)重時(shí)，低溫含塵煙氣從低溫含塵煙氣管線進(jìn)入低溫含塵煙氣支線二 13直接進(jìn)入煙囪14，同時(shí)高溫新鮮熱空氣從高溫新鮮熱空氣管線16進(jìn)入高溫?zé)峥諝庵Ь€一 17由低溫干凈煙氣風(fēng)機(jī)18送到一級(jí)熱交換器6的殼程，吹除一級(jí)熱交換器6內(nèi)的積灰，保證一級(jí)熱交換器6的換熱效率，積灰吹除后煙氣繼續(xù)循環(huán)使用。
權(quán)利要求
1.燃煤高溫?zé)煔庋h(huán)利用方法，其特征是該燃煤高溫?zé)煔庋h(huán)利用方法包括以下步驟:首先，從焚燒爐出來(lái)的高溫含塵煙氣進(jìn)入沉降室，除去其中的大顆?；覊m，從沉降室出來(lái)的初步除塵高溫?zé)煔膺M(jìn)入一級(jí)熱交換器的管程，進(jìn)行一級(jí)降溫，成為中溫含塵煙氣；其次，從一級(jí)熱交換器管程出來(lái)的經(jīng)過(guò)一級(jí)降溫的中溫含塵煙氣進(jìn)入除塵器除塵，達(dá)到物料干燥所需要的干凈熱空氣的含塵要求，成為中溫干凈煙氣；最后，從除塵器出來(lái)的中溫干凈煙氣進(jìn)入二級(jí)熱交換器的管程，與二級(jí)熱交換器殼程的新鮮空氣換熱，加熱后的高溫新鮮熱空氣通過(guò)助燃風(fēng)機(jī)進(jìn)入焚燒爐與燃煤燃燒；中溫干凈煙氣在二級(jí)熱交換器內(nèi)冷卻為低溫干凈煙氣，從二級(jí)熱交換器管程出來(lái)的低溫干凈煙氣與一級(jí)熱交換器管程中初步除塵高溫?zé)煔鈸Q熱后，被加熱到干燥物料所需要的干凈空氣溫度成為高溫干凈煙氣，高溫干凈煙氣用于物料干燥工段。
2.燃煤高溫?zé)煔庋h(huán)利用裝置，其特征是:該裝置包括焚燒爐(I)、沉降室(3)、一級(jí)熱交換器(6)、除塵器(8)、二級(jí)熱交換器(10)、低溫干凈煙氣風(fēng)機(jī)(18)和助燃風(fēng)機(jī)(21)，從焚燒爐(I)出來(lái)的高溫含塵煙氣經(jīng)高溫含塵煙氣管線(2)進(jìn)入沉降室(3)，高溫含塵煙氣經(jīng)過(guò)沉降室(3)除去大顆粒灰塵后成為初步除塵高溫?zé)煔猓沙两凳?3)與一級(jí)熱交換器(6)之間的初步除塵高溫?zé)煔夤芫€(4)進(jìn)入一級(jí)熱交換器(6)的管程，初步除塵高溫?zé)煔馀c管外氣體換熱后為中溫含塵煙氣，從一級(jí)熱交換器(6)管程出來(lái)的中溫含塵煙氣經(jīng)過(guò)一級(jí)熱交換器(6)與除塵器(8)之間的中溫含塵煙氣管線(7)進(jìn)入除塵器除塵，中溫含塵煙氣成為達(dá)到物料干燥所需的中溫干凈煙氣；從除塵器(8)出來(lái)的中溫干凈煙氣經(jīng)過(guò)中溫干凈煙氣連接管線(9)進(jìn)入二級(jí)熱交換器(10)的管程與管外氣體換熱后成為低溫干凈煙氣；從二級(jí)熱交換器(10)管程出來(lái)的低溫干凈煙氣經(jīng)過(guò)干凈低溫?zé)煔夤芫€(12)進(jìn)入低溫干凈煙氣支線一(15)由低溫干凈煙氣風(fēng)機(jī)(18)送到一級(jí)熱交換器(6)的殼程，在一級(jí)熱交換器(6)內(nèi)被初步高溫除塵煙氣加熱到一定的溫度，成為高溫干凈煙氣，由高溫干凈煙氣管線(5)送到物料干燥工段使用；低溫新 鮮空氣從二級(jí)熱交換器(10)的低溫新鮮空氣進(jìn)口管線(11)進(jìn)入二級(jí)熱交換器(10)的殼程，低溫新鮮空氣在二級(jí)熱交換器(10)內(nèi)被中溫干凈煙氣加熱后成為高溫新鮮空氣，從二級(jí)熱交換器(10)殼程出來(lái)高溫新鮮空氣從高溫新鮮空氣管線(16)經(jīng)高溫新鮮空氣支線二( 19)由助燃空氣風(fēng)機(jī)(21)送到焚燒爐(I)助燃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃煤高溫?zé)煔庋h(huán)利用裝置，其特征是:一級(jí)熱交換器(6)的換熱段分為多段，以初步除塵高溫?zé)煔膺M(jìn)入一級(jí)熱交換器的進(jìn)口為準(zhǔn)，材料依次為Cr25Ni20(或 310S)UCrl8Ni9TiU2CrlMoV 和 20 碳鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃煤高溫?zé)煔庋h(huán)利用裝置，其特征是:一級(jí)熱交換器(6)為間壁式換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃煤高溫?zé)煔庋h(huán)利用裝置，其特征是:二級(jí)熱交換器(10)為間壁式換熱器，或?yàn)闊峁苁綋Q熱器，熱管式換熱器提高壁溫避開(kāi)露點(diǎn)腐蝕。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃煤高溫?zé)煔庋h(huán)利用裝置，其特征是:在一級(jí)熱交換器(6)的各段安裝視鏡，用以觀察一級(jí)熱交換器(6)內(nèi)的積灰狀況，當(dāng)一級(jí)熱交換器(6)積灰嚴(yán)重時(shí)，低溫含塵煙氣從低溫含塵煙氣管線進(jìn)入低溫含塵煙氣支線二( 13)直接進(jìn)入煙 (14)，同時(shí)高溫新鮮熱空氣從高溫新鮮熱空氣管線(16)進(jìn)入高溫?zé)峥諝庵Ь€一(17)由低溫干凈煙氣風(fēng)機(jī)(18)送到一級(jí)熱交換器(6)的殼程，吹除一級(jí)熱交換器(6)內(nèi)的積灰，積灰吹除后煙氣繼續(xù)循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了燃煤高溫?zé)煔庋h(huán)利用方法及裝置，包括焚燒爐(1)、沉降室(3)、一級(jí)熱交換器(6)、除塵器(8)、二級(jí)熱交換器(10)、低溫干凈煙氣風(fēng)機(jī)(18)和助燃風(fēng)機(jī)(21)，焚燒爐的高溫含塵煙氣進(jìn)入沉降室除塵，沉降室出來(lái)的初步除塵高溫?zé)煔膺M(jìn)入一級(jí)熱交換器降溫為中溫含塵煙氣；中溫含塵煙氣進(jìn)入除塵器除塵為中溫干凈煙氣；中溫干凈煙氣進(jìn)入二級(jí)熱交換器與新鮮空氣換熱，高溫新鮮熱空氣經(jīng)助燃風(fēng)機(jī)進(jìn)入焚燒爐與燃煤燃燒；中溫干凈煙氣在二級(jí)熱交換器冷卻為低溫干凈煙氣，低溫干凈煙氣與初步除塵高溫?zé)煔鈸Q熱后成為高溫干凈煙氣用于物料干燥。本發(fā)明避免高溫?zé)煔庵苯优欧牛济簾煔饨?jīng)過(guò)處理后用于物料干燥，提高燃煤熱效率，降低能耗。
文檔編號(hào)F23L15/00GK103234206SQ20131013976
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者趙秀鳳, 王武謙 申請(qǐng)人:江蘇科圣化工裝備工程有限公司