[發明專利]一種爐窯煙氣余熱回收用于原液蒸發的方法

有效

• 申請號: 201410014650.1
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN104776726B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 羅振勇
• 申請（專利權）人: 貴陽鋁鎂設計研究院有限公司
• 主分類號: B01D1/22
• 分類號: B01D1/22
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 吳無懼

技術領域

本發明涉及一種爐窯煙氣余熱回收用于原液蒸發的方法，即通過降低煙氣的排煙溫度至水蒸氣露點溫度以下來回收煙氣的顯熱和水蒸汽的潛熱，并將回收的熱量用于原液蒸發的方法。本發明適用于排煙溫度>100℃、水蒸汽含量≥20%的煙氣，特別是氧化鋁廠，可采用該發明回收氫氧化鋁焙燒爐煙氣和燒結法熟料燒成窯煙氣的熱量來進行原液蒸發。

背景技術

目前，節能減排已是我國經濟發展的一項長遠戰略計劃，也是當前一項緊迫的任務，全社會都在開展節能減排，緩解能源和環境壓力，建設節能型社會和環境友好型社會的相關活動。有效降低爐窯的排煙溫度是節能的主要措施之一。國內已對降低電站鍋爐排煙溫度進行了大量的研究工作，目前國內電站鍋爐的排煙溫度約為150℃，新投運的鍋爐排煙溫度也達120~140℃，資料顯示電站鍋爐排煙溫度每降低15~18℃，鍋爐的熱效率可以提高1%。國外已經把電站鍋爐的排煙溫度設計值降低到100℃。

在氧化鋁工業生產中，節能減排也是長期以來的一項重要任務和工作目標，氧化鋁廠中氫氧化鋁焙燒爐以及燒結法熟料燒成窯的排放煙氣溫度高達160~190℃，煙氣不僅帶走大量熱量、水和部分氧化鋁，而且還會造成環境負荷加大等問題。據測算，氫氧化鋁焙燒爐排煙熱損失占到了焙燒工段總熱損失的65~70%。以年產100萬噸的氧化鋁廠為例，氫氧化鋁焙燒爐煙氣排放量約為30萬Nm³/h，其中水蒸汽占46%左右的體積分數，按質量算約100t/h，僅這部分水蒸汽的潛熱就超過200GJ/h。另外，煙氣中含有約50mg/Nm³的氧化鋁或氫氧化鋁粉塵，年排放量約130t。目前國內氧化鋁廠的產能總規模已經超過4000萬噸/年，僅氫氧化鋁焙燒排煙一項，就造成了熱量、水和氧化鋁的巨大損失。

針對此情況，國內外很多氧化鋁廠都采取了各種各樣的措施盡量回收焙燒爐煙氣余熱，這些氧化鋁廠所采用的方法均為將排煙溫度盡量降低，但還是控制在酸露點溫度（~145℃）以上，以防止發生腐蝕，回收的熱量將低溫水加熱用于生活用水或生產洗滌用水等。然而，這種煙氣余熱回收方法僅是利用了煙氣的部分顯熱，對于氫氧化鋁焙燒爐煙氣而言，煙氣的顯熱僅占煙氣總熱量的20%左右，80%左右的熱量是煙氣中水蒸汽的潛熱，因此采用上述方式時，大量的煙氣余熱仍未得到利用。同時，煙氣中的SO₂（SO₃）和粉塵也并沒有得到有效控制。因此，研究如何進行煙氣余熱深度回收利用并回收其中的水和氧化鋁具有重大的現實意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于：提供一種爐窯煙氣余熱回收用于原液蒸發的方法及裝置，改變以往排煙溫度控制在露點溫度以上的傳統做法，提高煙氣余熱利用率，以克服上述現有技術的不足。

本發明的技術方案：一種爐窯煙氣余熱回收用于原液蒸發的方法，爐窯的高溫煙氣通過風機從噴淋塔噴淋區下部進入，噴淋的循環液從噴淋塔上部進入，循環液從噴淋塔底部排出后進入循環液儲槽，然后通過循環泵輸送與冷媒蒸發原液在蒸發器加熱室內間接換熱降溫重新進入噴淋塔；冷媒蒸發原液進入蒸發分離室，原液通過蒸發循環泵進入蒸發器加熱室，加熱后的蒸發原液進入蒸發器分離室，蒸發器分離室中排出的二次蒸汽進入直接接觸冷凝器，采用循環水噴淋冷凝后一同排入冷凝水槽或冷凝水坑，再自流回到循環水站；濃縮后的蒸發原液通過出料泵送回原車間；冷凝器中不凝性氣體由真空泵抽出排至大氣。

所述的風機可以作為鼓風機設置在噴淋塔前，也可以作為引風機設置在噴淋塔后。

所述的噴淋塔形式可以是逆流式或順流式，噴淋塔的主要材質可以選擇玻璃鋼或石墨。

所述的噴淋塔內設置3~6層噴淋層，每個噴淋層設置霧化噴嘴。

所述的噴淋塔的煙氣出口或塔頂設置一級或兩級除霧器。

所述的循環液在進蒸發器加熱室前，溫度控制在75~95℃；出蒸發器加熱室后循環液的溫度控制在55~70℃，即低于排煙溫度3~5℃。

所述的蒸發器加熱室內管走高溫循環液；內管材質可以采用石墨、鈦材等耐酸材料。

蒸發原液的進料溫度不受限制，且其蒸發段可以是一效或者是兩效；當采用兩效蒸發時，蒸發流程可以是順流式、逆流式或錯流式。

??????????由于采用了上述技術方案，本發明具有如下優勢：

（1）能夠有效回收煙氣中水蒸氣的潛熱，提高爐窯煙氣余熱的利用率；

（2）能夠有效回收煙氣中的粉塵（如氧化鋁或氫氧化鋁），降低爐窯煙氣含塵量，減輕環境負荷；