[發明專利]一種煙氣混合裝置及方法

有效

• 申請號: 201711315911.3
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN108014667B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 朱廷鈺;徐文青;李超群
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: B01F5/04
• 分類號: B01F5/04;B01F3/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

本發明公開一種煙氣混合裝置及方法，涉及氣體混合技術領域。所述煙氣混合裝置包括依次連通的煙道入口段、喉口段和煙道出口段，喉口段的側壁環設有多個進氣孔，且喉口段的外周設置有環道腔，環道腔連接有環冷廢氣支管。本發明通過將煙氣混合裝置主體設計為文丘里管結構，使得循環煙氣當流入喉口段時可對環冷廢氣實現加速和引流，并可保證環冷廢氣不經環冷風機增壓即可充分混合進入循環煙道，而且環冷廢氣先后經過環道腔和進氣孔，也均能對循環煙氣起到引流作用，從而解決了現有煙氣混合裝置能耗高和煙氣混合效果不佳的問題。

技術領域

本發明涉及氣體混合技術領域，尤其涉及一種煙氣混合裝置及方法。

背景技術

燒結煙氣循環工藝，是指將燒結過程排出的一部分載熱氣體返回燒結點火器以后的臺車上再循環使用的一種燒結方法。一種燒結煙氣余熱分級循環利用和污染物減排工藝及系統(CN201510140855.9)，燒結低溫余熱循環及排放廢氣減量的方法及裝置(CN200910051731.8)和一種節能環保型燒結廢氣余熱利用和污染物凈化工藝及系統(CN201410309084.7)等相關專利所涉及的燒結煙氣循環工藝均提出，在煙氣循環中為保證燒結礦產質量，應保證循環煙氣中含有充足的氧氣，因此在工藝設計中通常利用環冷機產生的廢氣，來補充燒結煙氣中的氧氣含量。

現有煙氣循環典型的工藝流程，如圖1所示，主要包括的設備有：環冷機1＇、環冷循環風機11＇、煙氣混合器2＇、煙氣密封罩31＇、燒結機32＇、除塵器4＇、燒結循環風機41＇、燒結主抽風機42＇、脫硫塔5＇、煙囪6＇及連接設備之間的管路。其工作過程為：物料在燒結機32＇中進行燒結，燒結機32＇卸下的燒結熱礦經環冷機1＇冷卻后產生環冷廢氣，環冷廢氣經環冷循環風機11＇加壓后，與取自燒結機32＇首尾部且經燒結循環風機41＇增壓的循環煙氣，共同進入煙氣混合器2＇中，并進一步通過位于燒結機32＇機頭的煙氣密封罩31＇進入燒結機32＇。燒結機32＇產生的大部分煙氣(非循環煙氣)通過除塵器4＇，經燒結主抽風機42＇加壓輸送至脫硫塔5＇和煙囪6＇，最后排出。其中環冷循環風機和煙氣混合器聯合實現環冷廢氣和循環煙氣的混合，而空氣的補充多通過在煙氣密封罩上設置通氣閥實現。目前，燒結煙氣用的混合裝置種類很多，如燒結機煙氣混合裝置(CN201220514547.X)所公布的煙氣混合器，通過加裝轉動葉片使煙氣混合均勻，其在使用中存在能量消耗和易損耗等問題；一種氣體混合方法(CN201610051481.8)通過內部導流體使煙氣混合均勻，由于煙氣混合器本身存在較大阻力，因此需在混合器前端必須設置環冷循環風機以克服混合器阻力；基于燒結煙氣脫硫系統的燒結機煙氣混合裝置(CN201320861726.5)所公布的三通煙氣混合器，通過設置轉動葉片和擾流結構，但是該系統能耗將進一步升高。

同時，由于需要混合的兩股煙氣的壓力、溫度、流量和成分等均不同，現有煙氣混合裝置同時存在一定問題，如三通煙道的混合裝置，由于煙道及其彎頭的空間有限，在兩股氣流混合過程中存在氣流折沖渦旋、煙道磨損、積灰和混合效果差等問題，甚至會發生氣流倒吸，導致煙氣循環風機振動加劇以及失速不穩等工況事故；而多混合腔的混合裝置及變徑混合筒的混合裝置雖然可以充分混合煙氣，但是二者均不適于含塵量大的煙氣。因此，設計出一種低阻力且能便捷調控煙道煙氣成分和煙氣溫度、穩定煙氣流量、避免煙道積灰和磨損、保護風機及附屬煙道等設備的煙氣混合裝置對煙氣循環工藝的穩定和高效運行意義重大。

同時現有的煙氣循環工藝是從密封罩中直接補充空氣，由于密封罩空間大，密封罩內的氣體在較短的停留時間內就會被吸入燒結床層參加燃燒反應，因此這種方式存在氧氣在循環煙氣混合不均勻的問題，即在靠近空氣進口的區域氧氣含量較高，而遠離空氣進口的區域氧氣含量低(又稱低氧死區)，這種低氧死區的存在對燒結生產十分不利。因此，通過合理技術手段使得補充進入的空氣所攜帶的氧氣在循環煙氣中混合均勻也是提高煙氣循環工藝穩定的關鍵所在。

因此，亟待需要一種新型煙氣混合裝置來解決上述問題。

發明內容