專利名稱：燃煤高溫煙氣的循環(huán)利用方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃煤的綜合利用方法及裝置，特別是用于燃煤燃燒后高含灰煙氣循環(huán)利用的方法及裝置。
背景技術(shù)：
我國是煤炭生產(chǎn)和消費大國，同時也是農(nóng)業(yè)大國，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量的煤作為一次能源，因此，提高煤炭使用效率和降低物料生產(chǎn)過程的能耗具有重要意義。為了降低化學物料如肥料、飼料添加劑的儲存和運輸成本，通常將肥料或飼料添加劑做成固體顆粒形態(tài)，在物料的干燥過程中需要消耗大量的高溫清潔熱空氣，為了保證物料產(chǎn)品的質(zhì)量和含水量，用于干燥的高溫氣體必須是含塵量小于50mg/Nm3的干凈氣體，物料干燥過程中，根據(jù)干燥過程的不同階段需要600°C -120°C溫度區(qū)間的多種干凈熱空氣，產(chǎn)生干燥用的高溫干凈氣體需要消耗大量的能源。目前我國一次能源的主要原料是煤，我國有大量的燃煤，由于品位低且雜質(zhì)含量高直接作為燃料使用，燃煤燃燒后的大量高溫煙氣由于含塵量大通常在初步除塵并回收部分能量后從煙 排入大氣。燃煤中含有的硫化物在燃燒過程轉(zhuǎn)化為二氧化硫，為了降低煙氣中的二氧化硫?qū)υO(shè)備的腐蝕，通常排煙溫度控制在煙氣的露點以上，為了保證設(shè)備的使用安全排煙溫度大約在220°C以上，220°C以上的煙氣中含有大量可以利用的熱能，如果將直接排放的220°C煙氣循環(huán)使用，就可以回收常溫到220°C的煙氣顯熱，根據(jù)測算，煙氣循環(huán)使用可提高燃煤的利用率20%。

隨著節(jié)能和環(huán)保要求的提高，循環(huán)利用燃煤燃燒過程中大量高溫煙氣并進行能量的綜合利用，對節(jié)能減排具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于:提供一種燃煤高溫煙氣循環(huán)利用的方法及裝置，將煙氣循環(huán)利用，回收因煙氣直接排放帶走的大量熱源，該方法及裝置具有能量綜合利用效率高、能耗低的特點，解決現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)中煙氣利用效率低的問題。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:該燃煤高溫煙氣循環(huán)利用的方法包括以下步驟:首先，從焚燒爐出來的高溫含塵煙氣進入沉降室，除去其中的大顆?；覊m，從沉降室出來的初步除塵高溫煙氣進入一級熱交換器的管程，進行一級降溫，成為中溫含塵煙氣；其次，從一級熱交換器管程出來的經(jīng)過一級降溫的中溫含塵煙氣進入除塵器除塵，達到物料干燥所需要的干凈熱氣體的含塵要求，成為中溫干凈煙氣；最后，從除塵器出來的中溫干凈煙氣進入二級熱交換器的管程，與二級熱交換器殼程的新鮮空氣換熱，加熱后高溫新鮮熱空氣通過助燃風機進入焚燒爐與燃煤燃燒；中溫干凈煙氣在二級熱交換器內(nèi)冷卻為低溫干凈煙氣，從二級熱交換器管程出來的低溫干凈煙氣通過低溫干凈煙氣風機進入一級熱交換器的殼程與一級熱交換器管程中初步除塵高溫煙氣換熱后，被加熱到干燥物料所需要的干凈氣體溫度成為高溫干凈煙氣，高溫干凈煙氣用于物料干燥工段。其中，該燃煤高溫煙氣循環(huán)利用裝置包括焚燒爐、沉降室、一級熱交換器、除塵器、二級熱交換器、低溫干凈煙氣風機和助燃風機，從焚燒爐出來的高溫含塵煙氣經(jīng)高溫含塵煙氣管線進入沉降室，高溫含塵煙氣經(jīng)過沉降室除去大顆?；覊m后成為初步除塵高溫煙氣，由沉降室與一級熱交換器之間的初步除塵高溫煙氣管線進入一級熱交換器的管程，初步除塵高溫煙氣與管外氣體換熱成為中溫含塵煙氣，從一級熱交換器管程出來的中溫含塵煙氣經(jīng)過一級熱交換器與除塵器之間的中溫含塵煙氣管線進入除塵器除塵，中溫含塵煙氣成為達到物料干燥所需的中溫干凈煙氣；從除塵器出來的中溫干凈煙氣經(jīng)過中溫干凈煙氣連接管線進入二級熱交換器的管程與管外氣體換熱成為低溫干凈煙氣；從二級熱交換器管程出來的低溫干凈煙氣從干凈低溫煙氣管線進入干凈低溫煙氣支線一由干凈低溫煙氣風機送到一級熱交換器的殼程，在一級熱交換器內(nèi)被初步高溫除塵煙氣加熱到一定的溫度，成為高溫干凈煙氣，由高溫干凈煙氣管線送到物料干燥工段使用；低溫新鮮空氣從二級熱交換器的低溫新鮮空氣進口管線進入二級熱交換器的殼程，低溫新鮮空氣在二級熱交換器內(nèi)被中溫干凈煙氣加熱后成為高溫新鮮空氣，從二級熱交換器殼程出來高溫新鮮空氣從高溫新鮮空氣管線進入高溫新鮮空氣支線二由助燃空氣風機送到焚燒爐助燃。其中，為了提高換熱效率和節(jié)省一級熱交換器的造價，一級熱交換器根據(jù)煙氣進口到出口的溫度梯度設(shè)計成多段，各段分別選用適合本溫度段的材料制造。
其中，一級熱交換器為間壁式換熱器。其中，二級熱交換器為間壁式換熱器，或為熱管式換熱器，熱管式換熱器提高壁溫避開露點腐蝕。其中，在一級熱交換器各段安裝視鏡，用以觀察一級熱交換器內(nèi)的積灰狀況，當一級熱交換器積灰嚴重時，低溫含塵煙氣從低溫含塵煙氣管線進入低溫含塵煙氣支線二直接進入煙囪，同時高溫新鮮熱空氣從高溫新鮮熱空氣管線進入高溫熱空氣支線一由低溫干凈煙氣風機送到一級熱交換器的殼程，吹除一級熱交換器內(nèi)的積灰，保證一級熱交換器的換熱效率，積灰吹除后煙氣繼續(xù)循環(huán)使用。本發(fā)明循環(huán)利用高溫煙氣，避免或減少高溫煙氣的直接排放，充分利用燃煤的燃燒熱，燃煤煙氣經(jīng)處理后直接用于物料的干燥工藝，提高了燃煤的熱效率，降低了物料干燥的能耗，根據(jù)煙氣的溫度梯度分段選取熱交換器的制造材料，降低設(shè)備的制造費用。


圖1為本發(fā)明的燃煤高溫煙氣循環(huán)利用方法及裝置的方框示意圖。圖中:1焚燒爐，2高溫含塵煙氣管線，3沉降室，4初步除塵高溫煙氣管線，5高溫干凈煙氣管線，6 —級熱交換器，7中溫含塵煙氣管線，8除塵器，9中溫干凈煙氣管線，10二級熱交換器，11新鮮空氣管線，12低溫干凈煙氣管線，13低溫含塵煙氣支線，14煙囪，15低溫干凈煙氣支線一，16高溫新鮮空氣管線，17高溫新鮮空氣支線一，18低溫干凈煙氣風機，19高溫新鮮空氣支線二，20助燃空氣，21助燃空氣風機，22焚燒爐助燃氣管線。
具體實施例方式應(yīng)理解，下面的實施方式只是為了舉例說明本發(fā)明，而非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。為了敘述簡便，本發(fā)明的說明中略去了管道上常規(guī)的閥門、設(shè)備上常規(guī)的管口、人孔、儀表接口、支座等附件，本行業(yè)的一般技術(shù)人員即可根據(jù)需要進行設(shè)計。本行業(yè)的普通技術(shù)人員可以作出許多變型和改進，例如改變物料輸送方式，增加熱交換器或除塵器的數(shù)量，所有這些變型、調(diào)整、改進都應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。如圖1所示，該燃煤高溫煙氣循環(huán)利用裝置包括焚燒爐1、沉降室3、一級熱交換器
6、除塵器8、二級熱交換器10、低溫干凈煙氣風機18和助燃風機21，從焚燒爐I出來的高溫含塵煙氣經(jīng)高溫含塵煙氣管線2進入沉降室3，高溫含塵煙氣經(jīng)過沉降室3除去大顆?；覊m后成為初步除塵高溫煙氣，由沉降室3與一級熱交換器6之間的初步除塵高溫煙氣管線4進入一級熱交換器6的管程，初步除塵高溫煙氣與管外氣體換熱后為中溫含塵煙氣，從一級熱交換器6管程出來的中溫含塵煙氣經(jīng)過一級熱交換器6與除塵器8之間的中溫含塵煙氣管線7進入除塵器除塵，中溫含塵煙氣成為達到物料干燥所需的中溫干凈煙氣；從除塵器8出來的中溫干凈煙氣經(jīng)過中溫干凈煙氣連接管線9進入二級熱交換器10的管程與管外氣體換熱后成為低溫干凈煙氣；從二級熱交換器10管程出來的低溫干凈煙氣經(jīng)過干凈低溫煙氣管線12進入低溫干凈煙氣支線一 15由低溫干凈煙氣風機18送到一級熱交換器6的殼程，在一級熱交換器6內(nèi)被初步高溫除塵煙氣加熱到一定的溫度，成為高溫干凈煙氣，由高溫干凈煙氣管線5送到物料干燥工段使用；低溫新鮮空氣從二級熱交換器10的低溫新鮮空氣進口管線11進入二級熱交換器10的殼程，低溫新鮮空氣在二級熱交換器10內(nèi)被中溫干凈煙氣加熱后成為高溫新鮮空氣，從二級熱交換器10殼程出來高溫新鮮空氣從高溫新鮮空氣管線16經(jīng)高溫新鮮空氣支線二 19由助燃空氣風機21送到焚燒爐I助燃。其中，為了提高換熱效率和節(jié)省一級熱交換器的造價，一級熱交換器6的換熱段分為多段，以初步除塵高溫煙氣進入一級熱交換器的進口為準，材料依次為Cr25Ni20(或310S)、lCrl8Ni9T1、12CrlMoV 和 20 碳鋼。其中，一級熱交換器6為間壁式換熱器。其中，二級熱交換器10為間壁式換熱器，或為熱管式換熱器，熱管式換熱器提高壁溫避開露點腐蝕。 其中，在一級熱交換器6的各段安裝視鏡，用以觀察一級熱交換器6內(nèi)的積灰狀況，當一級熱交換器6積灰嚴重時，低溫含塵煙氣從低溫含塵煙氣管線進入低溫含塵煙氣支線二 13直接進入煙囪14，同時高溫新鮮熱空氣從高溫新鮮熱空氣管線16進入高溫熱空氣支線一 17由低溫干凈煙氣風機18送到一級熱交換器6的殼程，吹除一級熱交換器6內(nèi)的積灰，保證一級熱交換器6的換熱效率，積灰吹除后煙氣繼續(xù)循環(huán)使用。
權(quán)利要求
1.燃煤高溫煙氣循環(huán)利用方法，其特征是該燃煤高溫煙氣循環(huán)利用方法包括以下步驟:首先，從焚燒爐出來的高溫含塵煙氣進入沉降室，除去其中的大顆?；覊m，從沉降室出來的初步除塵高溫煙氣進入一級熱交換器的管程，進行一級降溫，成為中溫含塵煙氣；其次，從一級熱交換器管程出來的經(jīng)過一級降溫的中溫含塵煙氣進入除塵器除塵，達到物料干燥所需要的干凈熱空氣的含塵要求，成為中溫干凈煙氣；最后，從除塵器出來的中溫干凈煙氣進入二級熱交換器的管程，與二級熱交換器殼程的新鮮空氣換熱，加熱后的高溫新鮮熱空氣通過助燃風機進入焚燒爐與燃煤燃燒；中溫干凈煙氣在二級熱交換器內(nèi)冷卻為低溫干凈煙氣，從二級熱交換器管程出來的低溫干凈煙氣與一級熱交換器管程中初步除塵高溫煙氣換熱后，被加熱到干燥物料所需要的干凈空氣溫度成為高溫干凈煙氣，高溫干凈煙氣用于物料干燥工段。
2.燃煤高溫煙氣循環(huán)利用裝置，其特征是:該裝置包括焚燒爐(I)、沉降室(3)、一級熱交換器(6)、除塵器(8)、二級熱交換器(10)、低溫干凈煙氣風機(18)和助燃風機(21)，從焚燒爐(I)出來的高溫含塵煙氣經(jīng)高溫含塵煙氣管線(2)進入沉降室(3)，高溫含塵煙氣經(jīng)過沉降室(3)除去大顆粒灰塵后成為初步除塵高溫煙氣，由沉降室(3)與一級熱交換器(6)之間的初步除塵高溫煙氣管線(4)進入一級熱交換器(6)的管程，初步除塵高溫煙氣與管外氣體換熱后為中溫含塵煙氣，從一級熱交換器(6)管程出來的中溫含塵煙氣經(jīng)過一級熱交換器(6)與除塵器(8)之間的中溫含塵煙氣管線(7)進入除塵器除塵，中溫含塵煙氣成為達到物料干燥所需的中溫干凈煙氣；從除塵器(8)出來的中溫干凈煙氣經(jīng)過中溫干凈煙氣連接管線(9)進入二級熱交換器(10)的管程與管外氣體換熱后成為低溫干凈煙氣；從二級熱交換器(10)管程出來的低溫干凈煙氣經(jīng)過干凈低溫煙氣管線(12)進入低溫干凈煙氣支線一(15)由低溫干凈煙氣風機(18)送到一級熱交換器(6)的殼程，在一級熱交換器(6)內(nèi)被初步高溫除塵煙氣加熱到一定的溫度，成為高溫干凈煙氣，由高溫干凈煙氣管線(5)送到物料干燥工段使用；低溫新 鮮空氣從二級熱交換器(10)的低溫新鮮空氣進口管線(11)進入二級熱交換器(10)的殼程，低溫新鮮空氣在二級熱交換器(10)內(nèi)被中溫干凈煙氣加熱后成為高溫新鮮空氣，從二級熱交換器(10)殼程出來高溫新鮮空氣從高溫新鮮空氣管線(16)經(jīng)高溫新鮮空氣支線二( 19)由助燃空氣風機(21)送到焚燒爐(I)助燃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃煤高溫煙氣循環(huán)利用裝置，其特征是:一級熱交換器(6)的換熱段分為多段，以初步除塵高溫煙氣進入一級熱交換器的進口為準，材料依次為Cr25Ni20(或 310S)UCrl8Ni9TiU2CrlMoV 和 20 碳鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃煤高溫煙氣循環(huán)利用裝置，其特征是:一級熱交換器(6)為間壁式換熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃煤高溫煙氣循環(huán)利用裝置，其特征是:二級熱交換器(10)為間壁式換熱器，或為熱管式換熱器，熱管式換熱器提高壁溫避開露點腐蝕。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃煤高溫煙氣循環(huán)利用裝置，其特征是:在一級熱交換器(6)的各段安裝視鏡，用以觀察一級熱交換器(6)內(nèi)的積灰狀況，當一級熱交換器(6)積灰嚴重時，低溫含塵煙氣從低溫含塵煙氣管線進入低溫含塵煙氣支線二( 13)直接進入煙 (14)，同時高溫新鮮熱空氣從高溫新鮮熱空氣管線(16)進入高溫熱空氣支線一(17)由低溫干凈煙氣風機(18)送到一級熱交換器(6)的殼程，吹除一級熱交換器(6)內(nèi)的積灰，積灰吹除后煙氣繼續(xù)循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了燃煤高溫煙氣循環(huán)利用方法及裝置，包括焚燒爐(1)、沉降室(3)、一級熱交換器(6)、除塵器(8)、二級熱交換器(10)、低溫干凈煙氣風機(18)和助燃風機(21)，焚燒爐的高溫含塵煙氣進入沉降室除塵，沉降室出來的初步除塵高溫煙氣進入一級熱交換器降溫為中溫含塵煙氣；中溫含塵煙氣進入除塵器除塵為中溫干凈煙氣；中溫干凈煙氣進入二級熱交換器與新鮮空氣換熱，高溫新鮮熱空氣經(jīng)助燃風機進入焚燒爐與燃煤燃燒；中溫干凈煙氣在二級熱交換器冷卻為低溫干凈煙氣，低溫干凈煙氣與初步除塵高溫煙氣換熱后成為高溫干凈煙氣用于物料干燥。本發(fā)明避免高溫煙氣直接排放，燃煤煙氣經(jīng)過處理后用于物料干燥，提高燃煤熱效率，降低能耗。
文檔編號F23L15/00GK103234206SQ20131013976
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月22日
發(fā)明者趙秀鳳, 王武謙 申請人:江蘇科圣化工裝備工程有限公司