[發明專利]一種巖棉生產的燃氣沖天爐熱量梯級利用的方法

有效

• 申請號: 201310553218.5
• 申請日: 2013-11-11
• 公開（公告）號: CN103601363A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 崔永章;賈明剛;張林華
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: C03B37/005
• 分類號: C03B37/005
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于熱能利用領域，尤其涉及一種巖棉生產的燃氣沖天爐熱量梯級利用的方法。

背景技術

隨著國民經濟發展和國家節能政策的落實，建筑和工業保溫隔熱用高性能巖棉制品的需求量越來越大。市場巖棉制品多為低端產品，巖棉纖維短、脆，制品耐候性較差，強度低，且保溫隔熱性能差，因此對巖棉技術開發提出了很多要求

傳統的巖棉熔煉設備是使用焦炭的沖天爐，存在啟停困難、爐內升溫慢，燃燒不充分，產量和質量波動等問題，特別是二氧化硫、一氧化碳等廢氣排放等問題，屬于高污染、低效率的設備。

近幾年來，巖棉生產的熱源利用引起重視。中國發明專利(申請號201210469953.3)公開了“用于巖棉生產的熱能再利用方法”。方法是將廢氣先經U型換熱器進行助燃空氣預熱到400-600℃，后將廢氣引至固化爐，利用若干熱循環風機維持固化爐溫度190-250℃，最后將廢氣排至脫硫設備。存在問題是該廢氣含有大量一氧化碳、二氧化硫等，惡化固化爐操作環境。另外采用熱風固化，速度慢，且有揚塵。

中國發明專利(申請號201210057253.3)公開了“一種利用沖天爐廢氣給巖棉固化提供熱源的裝置”，其特征是在廢氣通道中安裝換熱器預熱空氣；其中部分送入固化爐中。本技術方案僅利用部分能量，且采用風作為介質，熱風管道尺寸大且需要大量保溫，導致固化爐外圍環境溫度較高。

燃氣無焦沖天爐是以天然氣、焦爐煤氣、液化氣等為燃料的沖天爐，屬于當今世界范圍內鑄鐵熔化的最先進技術，上世紀60-70年代英法美蘇等發達國家先后進行燃氣沖天爐的研究與使用，典型技術為美國專利(專利號US5224985)。90年代，由于焦炭匱乏，開發焦炭的替代品，逐步研究了焦炭與天然氣合用、純天然氣的沖天爐，使該技術在歐盟、中東、美國、印度、日本、韓國等一定范圍內使用。

雖然燃氣沖天爐大大降低一氧化碳、顆粒物等的排放，但其存在大量的廢熱，主要包含三個方面，一是煙氣帶走熱量，二水冷爐排冷卻水帶走的熱量，三是間歇運行烘爐排煙熱量。其中水冷爐排耗能約占總熱量10％，預熱空氣和物料的煙氣帶走熱量約占總熱量15-30％。

國外先進的燃氣沖天爐運行時，需要預熱和熔化的物料均堆積在陶瓷球上，因此冷卻爐排需要承受陶瓷球和物料的重力，增加了冷卻爐排的機械強度要求，降低了冷卻爐排外管的溫度，增加了冷卻爐排帶走的熱量，也降低了燃燒室、熔化段陶瓷球的溫度。

隨著天然氣價格快速上漲，燃料成本和環保成本成為行業關注熱點。如何提高優質燃氣能量，降低巖棉生產成本，成為行業關注問題。

本發明在現有國外先進燃氣沖天爐的基礎上，考慮冷卻爐排熱量和煙氣熱量，在考慮預熱空氣、預熱原料、巖棉固化等溫度要求，進行了梯度利用，最大限度利用燃氣能量，降低運行成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種巖棉生產的燃氣沖天爐熱量梯級利用的方法，旨在最大限度利用巖棉生產的燃氣沖天爐燃氣能量，降低運行成本。

本發明是這樣實現的，一種巖棉生產的燃氣沖天爐熱量梯級利用的方法，將巖棉生產料熔化段后的高溫煙氣，煙氣溫度1400-1800℃，采用噴流、對流強化、再燃的噴射輻射換熱器進行預熱，使助燃空氣溫度達到500-900℃；將預熱空氣后的煙氣進入吊籠式換熱器來預熱原料，使排煙溫度降低到200℃左右；預熱原料后的煙氣，進入冷凝換熱器產生50-80℃的供暖熱水，供應取暖和洗浴熱水；沖天爐爐排采用導熱油作為冷卻介質，導熱油循環最高溫度為300℃左右；在冷卻爐排預熱的導熱油，通過管道送到巖棉固化爐中，利用輻射管使巖棉固化成型。

進一步，具體步驟如下：

步驟一、預熱空氣、天然氣和氧氣分別進入燃燒器，在燃燒段內形成1600-1800℃的高溫煙氣；

步驟二、爐排下高溫煙氣向上經導熱油冷卻爐排冷卻，導熱油經套管爐排加熱到300℃左右，經油管送入巖棉固化爐，通過輻射加熱進行巖棉的固化；

步驟三、高溫煙氣經爐排，進入熔化段，將熔化段陶瓷球加熱到1400-1600℃，將間歇落入的原料熔化；

步驟四、經熔化段高溫煙氣進入熔化段上部的空氣預熱器段，經輻射換熱后，將空氣預熱到500-900℃；

步驟五、經高壓鼓風機過來的冷空氣，先進入冷風箱，再經多排均勻布置的噴流口，噴射在空氣預熱段的內壁。實現噴流換熱后，空氣經過空氣預熱段內筒和外筒之間的豎向肋片加強空氣側換熱后，進入熱空氣箱，經風管進入燃燒器；