一種冶煉設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種冶煉設(shè)備，包括冷風(fēng)式?jīng)_天爐，所述冷風(fēng)式?jīng)_天爐上設(shè)置有加料口，還設(shè)置有煙囪；其特征是：在冷風(fēng)式?jīng)_天爐的加料口處設(shè)置可調(diào)節(jié)式門閥；在煙囪的頂部設(shè)置板閥；在加料口上部煙囪一側(cè)設(shè)置水平管道，該水平管道連通有燃燒室，所述燃燒室設(shè)置有點(diǎn)火器；所述燃燒室的煙氣出口通過保溫管道接通至陶瓷換熱器上部煙氣入口；陶瓷換熱器的高溫空氣出口通過保溫管道接通至冷風(fēng)式?jīng)_天爐的風(fēng)口；陶瓷換熱器的底部設(shè)置有沉降室；沉降室底部設(shè)置卸灰口。主要是實(shí)現(xiàn)高溫?zé)煔獾臒崮芾们姨岣邿崮芾寐剩⑹狗蹓m排放濃度達(dá)到國標(biāo)要求。
【專利說明】一種冶煉設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及冶金設(shè)備冶煉、鑄造專業(yè)余熱利用及大氣污染治理專業(yè)裝備。
【背景技術(shù)】
[0002]鑄造行業(yè)作為裝備制造業(yè)的基礎(chǔ)之一，得到了長(zhǎng)足發(fā)展，我國現(xiàn)有鑄造廠點(diǎn)約2.6萬個(gè)，其產(chǎn)量位居世界首位，但大多數(shù)廠點(diǎn)規(guī)模小，專業(yè)化程度低，存在著資源消耗大和能源浪費(fèi)嚴(yán)重，是一個(gè)污染物排放嚴(yán)重的行業(yè)，每年排放廢氣約200億m3，粉塵120萬t左右。而沖天爐鑄件產(chǎn)量約占全國鑄鐵件總產(chǎn)量的70%，僅有少數(shù)廠家采用了比較先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備及環(huán)保裝置，在縣鄉(xiāng)一級(jí)企業(yè)中近80%仍在使用冷風(fēng)沖天爐等普通爐型生產(chǎn)。隨著環(huán)境保護(hù)的要求逐漸提高，廠家在煙囪上安裝了煙塵捕集器，而這種除塵裝置僅能對(duì)明火顆粒進(jìn)行滅除，僅能沉降少數(shù)大顆粒粉塵，對(duì)微米級(jí)粉塵不起作用。隨著近年來有些企業(yè)采用了旋風(fēng)及布袋除塵器系統(tǒng)，為達(dá)到布袋除塵器的使用要求，通常是在其前部設(shè)置水冷設(shè)施，將煙氣溫度降低到布袋材料耐受的溫度以下再進(jìn)行除塵，這樣就使得沖天爐排出的煙氣所含的大量熱能被浪費(fèi)掉，并且需要使用大量水資源及水栗用電消耗。除此之外，由于冷風(fēng)沖天爐的熱效率約為40%，排出的煙氣中蘊(yùn)含著大量熱能，經(jīng)測(cè)試統(tǒng)計(jì)煙氣的物理顯熱及化學(xué)潛熱約占到?jīng)_天爐焦炭燃燒所產(chǎn)生熱能的50%，大量的熱能得不到有效利用，隨著C02、C0、SO2, NOx及粉塵一起排放到大氣，造成溫室效應(yīng)對(duì)環(huán)境及人類造成危害。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種冶煉設(shè)備，主要是實(shí)現(xiàn)高溫?zé)煔獾臒崮芾茫⑹狗蹓m排放達(dá)標(biāo)。
[0004]本實(shí)用新型提供的一種冶煉設(shè)備，包括冷風(fēng)式?jīng)_天爐，所述冷風(fēng)式?jīng)_天爐上設(shè)置有加料口，還設(shè)置有煙囪；其特征是:
[0005]在冷風(fēng)式?jīng)_天爐的加料口處設(shè)置可調(diào)節(jié)式門閥；
[0006]在煙囪的頂部設(shè)置板閥；
[0007]在加料口上部煙囪一側(cè)設(shè)置水平管道，該水平管道連通有燃燒室，所述燃燒室設(shè)置有點(diǎn)火器；
[0008]所述燃燒室的煙氣出口通過保溫管道接通至陶瓷換熱器上部煙氣入口 ；
[0009]陶瓷換熱器的高溫空氣出口通過保溫管道接通至冷風(fēng)式?jīng)_天爐的風(fēng)口 ；陶瓷換熱器的底部設(shè)置有沉降室；沉降室底部設(shè)置卸灰口。
[0010]作為該冶煉設(shè)備的進(jìn)一步的技術(shù)方案:該冶煉設(shè)備還包括除塵設(shè)備，除塵設(shè)備包括旋風(fēng)除塵器、脈沖布袋式除塵器；所述陶瓷換熱器的煙氣出口接通旋風(fēng)除塵器的入口 ；旋風(fēng)除塵器的出口通過管道連通脈沖布袋式除塵器的入口 ；旋風(fēng)除塵器的出口與脈沖布袋式除塵器的入口連通的管道上設(shè)置有電控野風(fēng)閥，該管道上還設(shè)置有測(cè)溫控制器，且所述溫控測(cè)量器位于旋風(fēng)除塵器出口與電控野風(fēng)閥之間。
[0011]該實(shí)用新型的有益效果也是區(qū)別于其它沖天爐除塵系統(tǒng)及熱風(fēng)式?jīng)_天爐系統(tǒng)的創(chuàng)新之處是:在原沖天爐加料口處、設(shè)置門閥，控制了該處露天敞口狀態(tài)時(shí)、在除塵風(fēng)機(jī)形成的管道負(fù)壓下混入大量空氣(據(jù)統(tǒng)計(jì)加料口混入空氣約為燃燒焦炭產(chǎn)生煙氣量的1.5-2倍)，從而有效提高了煙氣至換熱器交換時(shí)的溫度，減少了物理顯熱的損失；同時(shí)減少了除塵氣體的處理量，減少了布袋過濾風(fēng)量負(fù)荷，降低了風(fēng)機(jī)電力消耗；
[0012]在原沖天爐上部煙囪上端增設(shè)了控制板閥，避免了該處空氣的大量吸入(測(cè)量數(shù)據(jù)該處混入新鮮空氣量約為燃燒焦炭所產(chǎn)生的煙氣總量的0.5-1.5倍)，同樣減少了物理顯熱損失、減少了除塵空氣處理量、降低了風(fēng)機(jī)電力消耗；
[0013]通過前面兩項(xiàng)的設(shè)置使得到達(dá)燃燒室及換熱器的煙氣溫度保持了高溫狀態(tài)，使得煙氣的物理顯熱得到高效換熱利用；通過調(diào)整門閥的開度適當(dāng)通入部分助燃空氣，通過燃燒室引燃燃燒、釋放出大量化學(xué)潛熱；
[0014]將陶瓷換熱器通過保溫管道緊連在燃燒室之后，使高溫?zé)煔馀c空氣充分、高效進(jìn)行間壁熱交換，獲得高溫助燃空氣，通過保溫管道通入沖天爐風(fēng)口，使熱能返回爐中利用；
[0015]在加料口設(shè)置可調(diào)節(jié)式門閥及同時(shí)在煙囪上部設(shè)置板閥，并且將排煙管道設(shè)置在爐體兩閥位置中部，使該發(fā)明區(qū)別于其他方式而產(chǎn)生有益效果，其原理是:co的燃燒臨界值為12.5%，自燃溫度約為609°C ;原有的方式兩處大量漏風(fēng)混入煙氣中，經(jīng)測(cè)試，⑶濃度及溫度(400°C左右)兩條件無法實(shí)現(xiàn)燃燒，需要設(shè)置燃燒室另外加入大量燃料點(diǎn)燃，額外增加了燃料消耗；雙閉后保持了煙氣中原有CO的濃度含量及溫度，調(diào)節(jié)門閥的適當(dāng)開度、適量控制進(jìn)入空氣，只需引燃就可以使煙氣中的化學(xué)潛熱釋放，高溫?zé)煔膺M(jìn)入換熱器，從而充分回收利用了熱能，這是目前其他方式無法實(shí)現(xiàn)的。
[0016]將旋風(fēng)除塵器設(shè)置在換熱器之后，作為前級(jí)除塵器，在其后設(shè)置脈沖布袋式除塵器；
[0017]通過以上設(shè)計(jì)及工藝設(shè)備布置方式實(shí)現(xiàn)了高溫?zé)煔獾臒崮芾?，以及含塵煙氣的除塵處理。使冷風(fēng)沖天爐的風(fēng)口助燃空氣溫度由原來的環(huán)境溫度(冬季-12°C-夏季38°C )，提高到350°C -700°C ;由原來的煙塵排放濃度1000-6000mg/m3，經(jīng)該系統(tǒng)除塵處理后排放濃度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的30mg/m3范圍之內(nèi)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明:
[0019]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)及使用狀態(tài)示意圖；
[0020]圖2為圖1中門閥的放大示意圖；
[0021]圖3為圖1中門閥處的俯視示意圖；
[0022]圖中:1連桿，2門閥，3加料口，4鉸鏈，5板閥，6點(diǎn)火器，7燃燒室，8陶瓷換熱器，9沉降室，10旋風(fēng)除塵器，11脈沖布袋式除塵器，12電控野風(fēng)閥，13測(cè)溫控制器，14冷風(fēng)式?jīng)_天爐，141爐壁，15水平管道，16風(fēng)口，17加料車，18煙囡，19鼓風(fēng)機(jī)，20保溫管道，21卸灰口，22除塵引風(fēng)機(jī)，23配重，24開度調(diào)節(jié)桿。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1，該冶煉設(shè)備是選取5噸冷風(fēng)式?jīng)_天爐進(jìn)行改造的:
[0024]在冷風(fēng)式?jīng)_天爐14的加料口處設(shè)置可調(diào)節(jié)式門閥2 ;如圖2、3所示，該門閥2由閥瓣板、鉸鏈4、開度調(diào)節(jié)桿24、配重23、連桿I組成。門閥2可直接采用現(xiàn)有技術(shù)得到。在冷風(fēng)式?jīng)_天爐14正常冶煉狀態(tài)時(shí)，該門閥2處于關(guān)閉位置(通過開度調(diào)節(jié)桿24可調(diào)整適當(dāng)開度);當(dāng)加料時(shí)，隨著加料車17運(yùn)行接近至加料口 3位置時(shí)，加料車的車輪接觸并推動(dòng)門閥2的連桿1，隨著加料車的繼續(xù)前移門閥隨動(dòng)逐漸開啟，加料車至卸料位置完成卸料后下行返回，門閥2隨動(dòng)關(guān)閉。
[0025]在煙囪18的頂部設(shè)置板閥5 ;板閥可直接采用現(xiàn)有技術(shù)制造，該板閥5可通過鋼絲繩在地面處人工調(diào)節(jié)或者自動(dòng)調(diào)節(jié)板閥的開啟、關(guān)閉。在正常生產(chǎn)、除塵設(shè)備運(yùn)行正常時(shí)，關(guān)閉該板閥5，避免原來敞開式煙囪吸入大量空氣，在除塵系統(tǒng)故障時(shí)開啟該板閥，或者在停爐休風(fēng)時(shí)開啟該板閥。
[0026]在加料口 3上部煙囪一側(cè)設(shè)置水平管道15，該水平管道15連通有燃燒室7，所述燃燒室7設(shè)置有點(diǎn)火器6。用于引燃煙氣中的CO以及焦炭粉等可燃物質(zhì)，充分釋放煙氣中存在的化學(xué)熱能，提高煙氣溫度。
[0027]所述燃燒室7的煙氣出口通過保溫管道接通至陶瓷換熱器8上部煙氣入口。陶瓷換熱器8的高溫空氣出口通過保溫管道接通至冷風(fēng)式?jīng)_天爐14的風(fēng)口 16。陶瓷換熱器8的底部設(shè)置有沉降室9 ;沉降室9底部設(shè)置卸灰口。
[0028]該冶煉設(shè)備還設(shè)置有除塵設(shè)備，其除塵設(shè)備包括旋風(fēng)除塵器10、脈沖布袋式除塵器11 ;所述陶瓷換熱器8的煙氣出口接通旋風(fēng)除塵器10的入口 ；旋風(fēng)除塵器10的出口通過管道連通脈沖布袋式除塵器11的入口 ；旋風(fēng)除塵器10的出口與脈沖布袋式除塵器11的入口連通的管道上設(shè)置有電控野風(fēng)閥12，該電控野風(fēng)閥12為現(xiàn)有技術(shù)；該管道上還設(shè)置有測(cè)溫控制器13，且所述溫控測(cè)量器13位于旋風(fēng)除塵器10出口與電控野風(fēng)閥12之間。
[0029]基于上述冶煉設(shè)備的煙氣處理方法是:
[0030]I)、在加料車17未到達(dá)冷風(fēng)式?jīng)_天爐14的加料口 3加料時(shí)，使加料口 3處于關(guān)閉狀態(tài)即關(guān)閉門閥2，避免大量冷空氣被吸入煙囪，在加料車到達(dá)加料口 3時(shí)推動(dòng)門閥2的連接桿21，隨著加料車17繼續(xù)向前的動(dòng)力逐漸打開門閥2，加料車17中原料卸入冷風(fēng)式?jīng)_天爐14內(nèi)后，隨著加料車的返回下行，加料口 3處的門閥2也逐漸關(guān)閉。
[0031]2)、在正常生產(chǎn)及除塵設(shè)備運(yùn)行正常時(shí)，關(guān)閉煙囪頂部設(shè)置的板閥5，避免環(huán)境空氣即野風(fēng)的混入，減少除塵引風(fēng)機(jī)22的處理風(fēng)量，避免通過煙囡吸入大量空氣；在除塵設(shè)備故障時(shí)開啟該板閥5，或者在停爐休風(fēng)時(shí)開啟該板閥5。
[0032]3)、在加料口 3上部煙囪一側(cè)的水平管道15將冷風(fēng)式?jīng)_天爐14內(nèi)產(chǎn)生的煙氣輸送至燃燒室7，燃燒室7設(shè)置點(diǎn)火器6，引燃煙氣中包括CO以及焦炭粉的可燃物質(zhì)，充分釋放煙氣中存在的化學(xué)熱能，提高煙氣溫度。
[0033]4)、將燃燒后高溫?zé)煔馔ㄟ^保溫管道接通至陶瓷換熱器8上部煙氣入口，該間壁式管式換熱器采用耐高溫陶瓷材料作為間壁式換熱材料，可以在1200°C溫度下長(zhǎng)期使用，從而不用將煙氣在進(jìn)入換熱器前先通過冷卻裝置降溫后才進(jìn)入換熱器的原有設(shè)計(jì)方式，可以將高溫?zé)煔庵苯訉?dǎo)入換熱器，實(shí)現(xiàn)熱能的充分、高效換熱利用，高溫?zé)煔庠跉こ讨型ㄟ^，使陶瓷間壁熱交換傳熱，鼓風(fēng)機(jī)19向陶瓷換熱器8集管中通入空氣，空氣經(jīng)高溫管壁熱交換及輻射傳導(dǎo)帶走其熱能，換熱后形成350°C -700°C的高溫空氣通過保溫管道20通入冷風(fēng)式?jīng)_天爐14的風(fēng)口 16，作為助燃空氣把熱量帶回沖天爐中，使煙氣余熱得到高效利用，從而提高沖天爐的熱效率，減少焦炭的消耗、提高鐵水產(chǎn)率、降低C02、CO煙氣的排放量。[0034]5)、煙氣在陶瓷換熱器8內(nèi)經(jīng)間壁換熱降溫，從集管中由上至下出來后進(jìn)入沉降室9，由于通風(fēng)截面變大、流速降低，煙塵顆粒在慣性力及重力的作用下沉至陶瓷換熱器8底部卸灰口 21處，在生產(chǎn)過程休風(fēng)時(shí)卸出；與傳統(tǒng)工藝布置不同的是，該設(shè)計(jì)不在換熱器前設(shè)置旋風(fēng)除塵器或重力沉降室，可以避免熱能散失，縮短流程路徑，使煙氣所帶熱能盡可能多的進(jìn)入換熱器；同時(shí)利用煙氣中存在的不同粒級(jí)顆粒粉塵，對(duì)陶瓷管壁粘伏的垢污進(jìn)行隨時(shí)的沖刷清理，以減少或避免垢污形成降低導(dǎo)熱系數(shù)，從而保證間壁換熱始終處于較高的換熱效率。
[0035]6)將換熱、降溫后的煙塵氣體通過旋風(fēng)分離器10離心力除塵，沉降出10 μ m以上粒級(jí)的粉塵；再經(jīng)過脈沖布袋式除塵器11將煙氣排放濃度控制在30mg/m3國標(biāo)范圍以內(nèi)排放。
[0036]在旋風(fēng)除塵器10與脈沖布袋除塵器11連接管道上設(shè)置電控野風(fēng)閥12，當(dāng)設(shè)置在電控野風(fēng)閥12前端管道上的測(cè)溫控制器13測(cè)量到煙氣溫度超過布袋工作溫度時(shí)，自動(dòng)控制打開電控野風(fēng)閥12參入部分空氣，正常工作溫度時(shí)電控野風(fēng)閥12處于常閉狀態(tài)。該檢測(cè)及控制所用的軟件程序?yàn)楝F(xiàn)有軟件程序。
【權(quán)利要求】
1.一種冶煉設(shè)備，包括冷風(fēng)式?jīng)_天爐，所述冷風(fēng)式?jīng)_天爐上設(shè)置有加料口，還設(shè)置有煙囡；其特征是: 在冷風(fēng)式?jīng)_天爐的加料口處設(shè)置可調(diào)節(jié)式門閥； 在煙囪的頂部設(shè)置板閥； 在加料口上部煙囡一側(cè)設(shè)置水平管道，該水平管道連通有燃燒室，所述燃燒室設(shè)置有點(diǎn)火器； 所述燃燒室的煙氣出口通過保溫管道接通至陶瓷換熱器上部煙氣入口； 陶瓷換熱器的高溫空氣出口通過保溫管道接通至冷風(fēng)式?jīng)_天爐的風(fēng)口 ；陶瓷換熱器的底部設(shè)置有沉降室；沉降室底部設(shè)置卸灰口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冶煉設(shè)備，其特征是:還包括除塵設(shè)備，除塵設(shè)備包括旋風(fēng)除塵器、脈沖布袋式除塵器；所述陶瓷換熱器的煙氣出口接通旋風(fēng)除塵器的入口 ；旋風(fēng)除塵器的出口通過管道連通脈沖布袋式除塵器的入口 ；旋風(fēng)除塵器的出口與脈沖布袋式除塵器的入口連通的管道上設(shè)置有電控野風(fēng)閥，該管道上還設(shè)置有測(cè)溫控制器，且所述溫控測(cè)量器位于旋風(fēng)除塵器出口與電控野風(fēng)閥之間。
【文檔編號(hào)】F27B1/18GK203605688SQ201320833363
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】孟春光 申請(qǐng)人:孟春光, 河北吉奧機(jī)械制造有限公司