[發明專利]回轉窯-礦熱電爐冶煉工藝的余熱發電系統

無效

• 申請號: 201210102749.8
• 申請日: 2012-04-10
• 公開（公告）號: CN102620571A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 石拓;嚴氣概
• 申請（專利權）人: 上海瑞恩能源投資有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F01K11/02
• 代理公司: 上海碩力知識產權代理事務所 31251
• 代理人: 王法男

技術領域

本發明涉及一種金屬冶煉余熱利用方法或裝置，尤其是指一種回轉窯-礦熱電爐冶煉工藝的余熱發電系統；屬于環保能源技術領域。

背景技術

目前以氧化鎳礦為原料生產原生鎳的冶煉工藝可以分為火法冶金和濕法冶金兩種，回轉窯-礦熱電爐熔煉工藝即RKEF冶煉工藝為火法冶金的一種。RKFE冶煉工藝礦石基本工藝流程如下：

氧化鎳礦石預烘干燥處理(干燥窯)和還原劑的準備→回轉窯干燥、煅燒至600～900℃，并選擇性還原→封閉熱裝入礦熱電爐進一步還原、冶煉→粗制鎳鐵的爐外脫硫→在轉爐中脫除硅、磷、炭、硫、錳等雜質→精制鎳鐵水鑄塊。

RKEF冶煉工藝的原料、燃料及煙氣工藝流程如圖2所示：

經回轉窯3干燥、焙燒后的礦石在礦熱電爐1中通過電弧冶煉，還原分離出粗制鎳鐵和電爐爐渣，同時產生主含CO(70～75％)，H2、CH4可燃成份的低熱值高溫煙氣，經沉降室2灰分沉降后，一部分送入回轉窯3與煤粉一并作為燃料干燥、加熱、焙燒礦石原料并預還原礦石，后送入干燥窯4干燥礦石原料；另一部分出自礦熱電爐1的煙氣直接送入干燥窯4并混入煤粉與回轉窯3煙氣一起干燥礦石原料；煙氣經干燥窯4利用后，又經脫硫、除塵處理后、由引風機6從煙囪7排放。

盡管與傳統氧化鎳的其它冶煉工藝相比，RKEF冶煉工藝已較為先進，能效已大為提高，但此工藝自引進國內應用至今，工藝技術尚在探索階段，應用尚不完善、成熟，余熱利用更是一片空白。目前國內為數不多企業引進并采用此工藝，盡管已取得較大直接工業成果，但整套工藝實際應用中仍存在以下諸多問題：

1、系統冗長，各環節大量漏風，引風機工況不良，系統負壓不足，導致礦熱電爐負荷不足，很難達到額定負荷；

2、煙管結焦情況嚴重，火焰外冒時有發生，存在安全隱患；熱量大量浪費，煤炭利用能效不高等問題。

上述多種問題的存在，不僅表明該技術在技術性能上具有進一步提高的需要和可能，尤其是如何解決工藝路線中存在的能源利用效率、余熱資源回收、節能環保等問題，就成為該行業科技人員迫切需要解決的課題。

發明內容

本發明的目的：旨在將余熱發電系統引入RKEF冶練工藝，既解決本工藝目前在國內遇到的問題，又能回收余熱資源，節能環保，提高能源利用率。

本發明涉及的回轉窯-礦熱電爐冶煉工藝的余熱發電系統，其特征在于：將整個回轉窯-礦熱電爐冶煉過程中存在的電爐冶煉粗制鎳鐵、礦石干燥、熔渣處理、轉爐精煉工藝中出現的礦熱電爐煙氣余熱、回轉窯煙氣余熱、礦熱電爐熔渣余熱和精煉轉爐煙氣余熱與由至少一個汽輪發電機構成的余熱發電系統組合在一起；形成礦熱電爐煙氣余熱利用子系統、回轉窯煙氣余熱利用子系統、礦熱電爐熔渣余熱利用子系統和精煉轉爐煙氣余熱利用子系統。

其中：所述的礦熱電爐煙氣余熱利用子系統B，包括礦熱電爐1、沉降室2、除塵器5.1、引風機6.1、煙囪7.1和余熱鍋爐8.1，通過輸送管線將礦熱電爐1、沉降室2、余熱鍋爐8.1、引風機6.1和煙囪7.1串接構成一個煙氣排放路徑；礦熱電爐低熱值高溫煙氣經再次充分燃燒后，經余熱鍋爐8.1進行熱交換后的載熱蒸汽送入汽輪機10由發電機11實現余熱發電。

所述的回轉窯煙氣余熱利用子系統A，包括回轉窯3、干燥室4、除塵器5.2、引風機6.2、煙囪7.2和余熱鍋爐8.2，通過輸送管線將回轉窯3、余熱鍋爐8.2、除塵器5.2、引風機6.2和煙囪7.2串接構成一個煙氣排放路徑；回轉窯3煙氣引入余熱鍋爐8.2進行熱交換后的載熱蒸汽送入汽輪機10由發電機11實現余熱發電。

所述的礦熱電爐煙氣余熱利用子系統B，除了通過管線將煙氣接入余熱鍋爐8.1外，同時還通過管線連通回轉窯煙氣余熱利用子系統A中的回轉窯3和干燥窯4。

所述的AOD精煉轉爐煙氣余熱利用系統D，高溫煙氣依次經過汽化冷卻煙道、余熱鍋爐，將產生的蒸汽送入汽輪機10補汽發電；煙氣經除塵器，由引風機送至煙囪排放。

所述的礦熱電爐熔渣余熱利用系統C，高溫熔渣淬水后產蒸汽，經收集后，依其品位作為主汽或補汽送入汽輪機10發電。

根據以上技術方案提出的這種回轉窯-礦熱電爐冶煉工藝的余熱發電系統，不僅保持了RKEF冶煉工藝在實際使用中的眾多優越性能。同時，也為提高能源利用率、減少環境污染和克服國內引進RKEF冶煉工藝消化吸收中存在的一些問題找到了解決辦法。

附圖說明

圖1為本發明的系統示意圖；

圖2為回轉窯-礦熱電爐原燃料及煙氣工藝流程示意圖。