[發明專利]高溫爐渣熱能利用系統

有效

• 申請號: 200910303438.6
• 申請日: 2009-06-19
• 公開（公告）號: CN101575993A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 鄒岳明
• 申請（專利權）人: 鄒岳明
• 主分類號: F01K27/02
• 分類號: F01K27/02;F01D15/10;F27D17/00;C01B25/027
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產權代理有限公司
• 代理人: 蔣全強

技術領域

本發明涉及一種高溫爐渣熱能利用系統。

背景技術

黃磷是一種非常重要的化工原料，用于生產磷酸、農藥、洗滌劑、磷肥等數百種產品，廣泛使用在肥料工業，食品工業，醫藥工業、農藥工業，電子工業，紡織工業，飼料工業、玻璃工業、冶金工業和陶瓷工業等，在國防工業上也有重要地位。黃磷的生產原理是將磷礦石和還原劑焦丁在電爐的高溫下起還原反應，從而將五氧化二磷中的磷還原成單質磷，同時產生出大量的尾氣，尾氣中一氧化碳的含量要占80-90％，目前的尾氣基本被放空燃燒掉。

黃磷生產是高耗能行業，每生產1噸黃磷至少要消耗1.4萬千瓦時電和1.6噸碳，中國現有的年產能為80萬噸。同樣，煉鋼、煉鋁、煉銅等行業，也存在類似問題。因此，如何降低黃磷等資源生產的耗能，以相應大幅降低溫室氣體排放，是我國急需解決的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能大幅降低資源生產的耗能的高溫爐渣熱能利用系統。

為解決上述技術問題，本發明的高溫爐渣熱能利用系統，包括：螺旋自轉式的風爐，用于將來自礦物燃燒爐的高溫爐渣與空氣進行換熱；蒸汽蒸發器組，用于利用風爐輸出的高溫空氣將水轉換為過熱蒸汽；汽輪發電機，與蒸汽蒸發器組的過熱蒸汽輸出端相連以發電，然后通過并網控制電路裝置實現并網；所述風爐的內壁上設有耐高溫鋼材制成的螺紋，以在風爐繞其中心軸自轉時，將風爐一端的進料口的高溫爐渣送至風爐另一端的出料口；風爐內的中心軸線上設有水管，水管的末端經所述出料口與高壓水源相連，水管的前端延伸至鄰近所述進料口處，且在水管的前端管壁上分布有多個開口向下的用于定時定量噴水的前端噴水口，水管上鄰近出料口的管壁四周均勻分布有多個的后端噴水口。

本發明相對于現有技術具有積極的效果：(1)本發明的高溫爐渣熱能利用系統，利用螺旋自轉式的風爐將來自黃磷爐的高溫爐渣與空氣進行換熱，然后通過蒸汽蒸發器組將風爐輸出的高溫空氣將水轉換為過熱蒸汽，然后驅動汽輪發電機發電，最后通過并網控制電路裝置實現并網，從而有效利用了高溫爐渣的余熱，能大幅降低磷、鐵、鋁、銅等資源生產的耗能，節約能源并相應減少大量溫室氣體的排放，具有很好的經濟效益和社會效益。其中，風爐內的中心軸線上設有水管，以在鄰近進料口和出料口處高壓噴水，從而使液態高溫爐渣落入進料口后，在高壓噴水的作用下，使爐渣快速固化并產生高溫蒸汽，固化的爐渣在自轉式風爐內翻轉并逐漸碎化并與爐內空氣成分換熱；在鄰近出料口處噴水口，可進一步利用爐渣的余熱生成熱蒸汽，該熱蒸汽、經換熱的空氣和所述高溫蒸汽被抽入蒸汽蒸發器組進行換熱，相對于僅采用普通空氣換熱的方式，采用熱空氣高混合熱蒸汽的方式，其熱容量更大，利于提高換熱效率。另外，由于落入進料口后的高溫爐渣被高壓噴水迅速降溫，且固態的爐渣溫度相對較低，同時風爐始終處于繞其水平中心軸自轉的狀態，使風爐內壁與高溫爐渣的接觸時間控制在一定范圍內，可防止高溫爐渣將爐壁熔化。故而風爐內壁上的螺紋可采用耐高溫鋼材制成，成本相對低廉，生產維護方便。(2)本發明中，風爐包括空心錐體段，故而風爐的出料口的高度相對較高，可防止液態的高溫爐渣直接從風爐的出料口流出；同時利于風爐內的空氣溫度分布均勻。(3)本發明中，在風爐的出風口相對處設置存風箱，可確保將風爐送出的熱風全部送至蒸汽蒸發器組。風爐內鄰近風爐的出風口處具有較大空間，可確保有足夠的高溫空氣送入蒸汽蒸發器組。(4)風爐的入風口為空心小柱體段，其開口相對較小，利于控制進風大小，也可防止熱空氣從所述頂端的開口溢出。(5)本發明中的燃燒爐還是適于燃燒煤炭和天然氣的氣煤兩用燃燒爐；礦物燃燒爐包括：黃磷爐、金屬提煉爐等一切適于產生高溫爐渣的爐體。過熱蒸汽蒸發器的過熱蒸汽出口與汽輪發電機之間還可設置一高壓儲氣罐，以確保向汽輪發電機提供穩定壓強的過熱蒸汽。

附圖說明

圖1為實施例1中高溫爐渣熱能利用系統的結構示意圖；

圖2為圖1的黃磷爐、沉淀池、水洗塔和沉降池的結構示意圖；

圖3為圖1中風爐的剖面結構示意圖；

圖4為圖1中風爐的側視圖；

圖5為圖1中出渣機和礦物預熱干燥房的結構示意圖；

圖6為圖1中熱水塔的結構示意圖；

圖7為實施例1中高溫爐渣熱能利用系統的結構簡圖。