用于提高電石爐尾氣綜合利用率的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于提高電石爐尾氣綜合利用率的系統(tǒng)和方法，涉及電石爐尾氣回收利用領(lǐng)域，包括尾氣凈化設(shè)備、尾氣燃燒設(shè)備、蒸汽利用設(shè)備、收灰裝置和廢液回收設(shè)備，尾氣凈化設(shè)備與尾氣燃燒設(shè)備、蒸汽利用設(shè)備連接，尾氣燃燒設(shè)備與蒸汽利用設(shè)備、廢液回收設(shè)備連接；尾氣凈化設(shè)備包括尾氣余熱回收裝置、除塵裝置、除焦裝置，尾氣燃燒設(shè)備包括燃燒機、鍋爐、煙氣余熱回收裝置、引風(fēng)機和煙囪；尾氣余熱回收裝置、除塵裝置、除焦裝置、燃燒機、鍋爐、煙氣余熱回收裝置、引風(fēng)機和煙囪順次連接；鍋爐的內(nèi)部設(shè)置有若干采用稀土制成的蓄熱磚，若干蓄熱磚擺放成蜂窩狀；本發(fā)明比較環(huán)保，能夠提高電石爐尾氣的經(jīng)濟價值，提高電石爐尾氣的利用率。
【專利說明】用于提高電石爐尾氣綜合利用率的系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電石爐尾氣回收利用領(lǐng)域，具體涉及一種用于提高電石爐尾氣綜合利 用率的系統(tǒng)和方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)有的電石生產(chǎn)方法通常為電熱法，將生石灰和含碳原料（焦炭、無煙煤或石油 焦）投入電石爐，使用電弧產(chǎn)生高溫，在高溫下生石灰和含碳原料熔化并反應(yīng)，生成電石， 每生產(chǎn)1噸電石能夠產(chǎn)生約400Nm 3的電石爐尾氣。
[0003] 電石爐尾氣的主要成分包括煙氣和粉塵，煙氣包括75?82%的C0、5?15%的 Η 2、1· 5?5%的C02、7. 5?8. 5%的Ν2、0· 15?0· 3的02和1. 5?2%的焦油；粉塵包括 34.07%的(：、40.1%的]\%0、4.84%的八1203、1.46%的？6 203 和10.04%的5102。
[0004] 現(xiàn)階段，企業(yè)通常將電石爐尾氣進行點燃火炬排空，或者將未凈化的電石爐尾氣 用作燃料，用于石灰窯爐所需熱源或者作為熱風(fēng)爐的燃料烘干原料，初步凈化的電石爐尾 氣作為燃料產(chǎn)生飽和蒸汽用于熱能發(fā)電；將凈化后的電石爐尾氣用作碳一化工，如甲酸鈉、 甲酸等原料氣。
[0005] 現(xiàn)有的電石爐尾氣處理方法存在以下缺陷：
[0006] (1)電石爐尾氣燃燒后會產(chǎn)生大量含有N02、S02和S0 3的酸性氣體，酸性氣體進入 大氣和土壤后，容易污染環(huán)境。
[0007] (2)將電石爐尾氣作為燃料烘干礦石、作為磷酸鹽生產(chǎn)系統(tǒng)中的聚合窯爐的熱源， 或者作為熱風(fēng)爐的燃料烘干原料、由于烘干原料和聚合窯爐熱源耗能較少，僅占電石爐尾 氣總產(chǎn)熱量的30%，因此大部分電石爐尾氣只能燃空排放，電石爐尾氣的利用率較低。
[0008] (3)將電石爐尾氣凈化后作為原料氣用于碳一化工，如甲酸鈉、甲酸等生產(chǎn)時，由 于電石爐尾氣的凈化成本較高，加上受技術(shù)所限，目前國內(nèi)所開發(fā)的碳一化工產(chǎn)品附加值 較低，因此，使用電石爐尾氣作為合成原料的經(jīng)濟價值較低，碳一化工的產(chǎn)品產(chǎn)能嚴(yán)重過 剩，產(chǎn)品停產(chǎn)或間斷性生產(chǎn)，電石爐尾氣的利用率較低。
[0009] (4)將電石爐尾氣作為鍋爐燃料產(chǎn)生低壓飽和蒸汽，電石生產(chǎn)環(huán)節(jié)用熱量很小， 基本不予考慮熱能的消耗；會導(dǎo)致飽和蒸汽白白浪費，將飽和蒸汽用于發(fā)電時，發(fā)電效率較 低，同時飽和蒸汽容易造成汽輪葉片汽蝕，由于電石爐尾氣中成份復(fù)雜，燃燒后的氣體中酸 性物質(zhì)較多，腐蝕性較強，容易腐蝕鍋爐，因此，利用電石爐尾氣發(fā)電的成本較高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種用于提高電石爐尾氣綜 合利用率的系統(tǒng)和方法，比較環(huán)保，能夠提高電石爐尾氣的經(jīng)濟價值，提高電石爐尾氣的利 用率，提高電石爐尾氣的發(fā)電效率。
[0011] 為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種用于提高電石爐尾氣綜合利用 率的系統(tǒng)，包括尾氣凈化設(shè)備、尾氣燃燒設(shè)備、蒸汽利用設(shè)備、收灰裝置和廢液回收設(shè)備，所 述尾氣凈化設(shè)備與尾氣燃燒設(shè)備、蒸汽利用設(shè)備連接，尾氣燃燒設(shè)備與蒸汽利用設(shè)備、廢液 回收設(shè)備連接；
[0012] 尾氣凈化設(shè)備包括高溫除塵裝置、尾氣余熱回收裝置、低溫除塵裝置、除焦裝置和 收灰裝置，尾氣燃燒設(shè)備包括燃燒機、鍋爐、煙氣余熱回收裝置、引風(fēng)機和煙囪；所述高溫除 塵裝置、尾氣余熱回收裝置、低溫除塵裝置、除焦裝置、燃燒機、鍋爐、煙氣余熱回收裝置、弓丨 風(fēng)機和煙?順次連接，所述高溫除塵裝置、尾氣余熱回收裝置和低溫除塵裝置均與收灰裝 置連接；
[0013] 所述鍋爐的外側(cè)設(shè)置有出汽閥，出汽閥包括主輸汽口和支輸汽口；所述鍋爐的內(nèi) 部設(shè)置有若干采用稀土制成的蓄熱磚，若干蓄熱磚擺放成蜂窩狀；
[0014] 所述蒸汽利用設(shè)備包括蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、蒸汽分汽缸和供熱系統(tǒng)，蒸汽分汽缸與供 熱系統(tǒng)連接；所述出汽閥的主輸汽口與蒸汽發(fā)電系統(tǒng)連接，支輸汽口與蒸汽分汽缸連接，所 述支輸汽口與蒸汽分汽缸之間設(shè)置有減溫減壓裝置；
[0015] 所述尾氣余熱回收裝置、煙氣余熱回收裝置均通過蒸汽分汽缸與供熱系統(tǒng)連接； 所述煙氣余熱回收裝置、引風(fēng)機和煙?均與廢液回收設(shè)備連接。
[0016] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述燃燒機包括燃燒頭，燃燒機的外側(cè)設(shè)置有用于與 燃燒頭配合使用的燃?xì)夤芎徒语L(fēng)管，燃燒頭的內(nèi)部設(shè)置有燃燒嘴；
[0017] 燃燒頭包括燃?xì)膺M氣端和空氣進氣端，燃?xì)膺M氣端與燃?xì)夤苓B接，空氣進氣端與 接風(fēng)管連接，空氣進氣端與接風(fēng)管之間設(shè)置有空氣風(fēng)壓開關(guān)、用于調(diào)節(jié)燃?xì)馀c空氣比例的 電動調(diào)風(fēng)閥，空氣風(fēng)壓開關(guān)與電動調(diào)風(fēng)閥電連接；燃?xì)膺M氣端與燃?xì)夤苤g依次設(shè)置有電 動調(diào)節(jié)閥、氣動切斷閥和膜合壓力表，燃?xì)膺M氣端與燃?xì)夤苓B接之處設(shè)置有燃?xì)鈮毫﹂_關(guān)， 燃?xì)鈮毫﹂_關(guān)的底部設(shè)置有排污閥；
[0018] 燃燒嘴包括嘴心和套筒，套筒套接于嘴心的外側(cè)，套筒的橫截面呈外徑為30? 70mm的圓環(huán)形，嘴心的橫截面呈半徑為20?50mm的圓形；套筒開有若干空氣孔，嘴心開有 若干燃?xì)饪?，所有空氣孔的面積：所有燃?xì)饪椎拿娣e為2:1?3:1。
[0019] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述燃燒頭的外側(cè)設(shè)置有觀火窗，觀火窗的外側(cè)設(shè)置 有火焰探測器和燃?xì)恻c火槍，燃?xì)恻c火槍的外側(cè)設(shè)置有點火氣動閥和空氣電磁閥，空氣電 磁閥與壓縮空氣管路連接，點火氣動閥與液化氣管路連接。
[0020] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述鍋爐包括爐膛、過熱裝置和對流裝置，爐膛通過過 熱裝置與對流裝置連接，所述蓄熱磚設(shè)置于爐膛的內(nèi)部；爐膛的內(nèi)壁設(shè)置有第一換熱管束， 對流裝置的內(nèi)部設(shè)置有第二換熱管束，過熱裝置的內(nèi)部設(shè)置有過熱管，過熱管包括進汽端 和出汽端，第一換熱管束、第二換熱管束均與過熱管的進汽端連接；過熱管的出汽端與設(shè)置 于過熱裝置頂部的出汽閥相連。
[0021] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述所有空氣孔的面積：所有燃?xì)饪椎拿娣e為2. 5:1。
[0022] -種基于用于提高電石爐尾氣綜合利用率的系統(tǒng)的方法，包括以下步驟：
[0023] S1 :將電石爐尾氣通過高溫除塵裝置和尾氣余熱回收裝置后，得到飽和蒸汽、低溫 尾氣和灰份，將飽和蒸汽通入蒸汽分汽缸，將低溫尾氣依次通入低溫除塵裝置和除焦裝置， 得到凈化尾氣和灰份；將高溫除塵裝置、尾氣余熱回收裝置和低溫除塵裝置產(chǎn)生的灰份均 導(dǎo)入收灰裝置；
[0024] S2:將凈化尾氣通入燃燒機，調(diào)節(jié)燃燒機的電動調(diào)風(fēng)閥調(diào)節(jié)進入燃燒嘴內(nèi)的空 氣壓力與流量，凈化尾氣進入燃燒嘴后與空氣進行旋混并被點火槍點燃，通過電動調(diào)節(jié)閥 調(diào)節(jié)凈化尾氣的流量，使得凈化尾氣在鍋爐的爐膛內(nèi)持續(xù)燃燒；蓄熱磚能夠吸收燃燒產(chǎn) 生的輻射能并不斷蓄熱，蓄熱磚蓄熱后，能夠使鍋爐爐膛內(nèi)的溫度高于1200°C，爐膛內(nèi)的 第一換熱管束，對流裝置內(nèi)的第二換熱管束吸收熱能后，產(chǎn)生大量飽和蒸汽，飽和蒸汽經(jīng) 過過熱裝置過熱后，產(chǎn)生大量過熱蒸汽，設(shè)定蒸汽分汽缸的最小工作壓力P，P值范圍為： 0. 3MPa彡P(guān)彡0. 5MPa，判定蒸汽分汽缸的工作壓力大于P，將所有的過熱蒸汽均通過出汽閥 的主輸汽口引入發(fā)電系統(tǒng)；
[0025] S3:將凈化尾氣燃燒后的低熱煙氣引入余熱回收裝置，低熱煙氣在余熱回收裝置 內(nèi)進行二次換熱，得到飽和蒸汽、第一廢氣和第一酸液；將飽和蒸汽引入蒸汽分汽缸，蒸汽 分汽缸將飽和蒸汽輸入供熱系統(tǒng)，將第一酸液排入廢液回收裝置；
[0026] S4:將第一廢氣導(dǎo)入引風(fēng)機，引風(fēng)機對廢氣進行離心抽引，產(chǎn)生第二酸液和第二廢 氣，將第二酸液排入廢液回收裝置，將第二廢氣引入煙囪；
[0027] S5 :第二廢氣進入煙囪后，在煙管上升的過程中繼續(xù)降溫產(chǎn)生第三酸液和第三廢 氣，將第三廢氣排入大氣，第三酸液排入廢液回收裝置。
[0028] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，步驟S2判定蒸汽分汽缸的工作壓力大于P，將所有的 過熱蒸汽均通過出汽閥的主輸汽口引入發(fā)電系統(tǒng)之后，還包括以下步驟：判定蒸汽分汽缸 的工作壓力小于等于P，調(diào)節(jié)蒸汽電動調(diào)節(jié)閥，將10 %?40 %的過熱蒸汽通過支輸汽接入 減溫減壓裝置，減溫減壓裝置將過熱蒸汽轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽后，將飽和蒸汽接入蒸汽分汽缸。
[0029] 在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述步驟S5之后還包括以下步驟：將廢液回收設(shè)備內(nèi) 的廢液作為化工的基本原料，用于生產(chǎn)氮肥及工業(yè)硝酸鹽。
[0030] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0031] (1)本發(fā)明實施例的用于提高電石爐尾氣綜合利用率的系統(tǒng)和方法，廢氣利用裝 置能夠通過發(fā)電系統(tǒng)及供熱系統(tǒng)將電石生產(chǎn)中的所有尾氣有效合理的全部利用即低位熱 能用于產(chǎn)蒸汽滿足生產(chǎn)用熱需求，高位熱能用于發(fā)電，減少單位產(chǎn)品生產(chǎn)用電需求，降低成 本；與現(xiàn)有技術(shù)中大量的尾氣直接排空燃放相比，能夠節(jié)約大量的能源。
[0032] (2)本發(fā)明的燃燒機包括電動調(diào)風(fēng)閥，電動調(diào)風(fēng)閥能夠調(diào)節(jié)空氣與燃?xì)獾呐滹L(fēng)比 例為2:1?3:1，而且空氣孔位于燃?xì)饪椎耐庵?，空氣能夠與凈化尾氣充分混合，并且通過 空氣的調(diào)壓使得火炬緊湊，加大燃料與空氣的磨擦，使得燃燒火焰保持為高溫藍(lán)色火焰，凈 化尾氣能夠充分燃燒，有效提高了電石爐尾氣的燃燼率；鍋爐內(nèi)設(shè)置有采用稀土制成的蓄 熱磚，蓄熱磚布置成蜂窩狀結(jié)構(gòu)用于加強儲熱，蓄熱磚蓄熱后，使得鍋爐爐膛內(nèi)的溫度高于 1200°C，此時，使得尾氣中的所有可燃?xì)怏w都能在高溫下能夠充分燃燒，在極大提高了凈化 尾氣的燃燼率的同時，有效的加強了爐膛對輻射熱量的吸收，提高了鍋爐的熱效率，產(chǎn)生大 量的過熱蒸汽，過熱蒸汽進入發(fā)電裝置后能夠產(chǎn)生大量的電能，該電能能夠用于電石的生 產(chǎn)，有效降低了電石的生產(chǎn)成本，提高了電石爐尾氣的利用率。
[0033] (3)本發(fā)明實施例包括收灰裝置和廢液回收設(shè)備，收灰裝置能夠回收高溫除塵裝 置、尾氣余熱回收裝置和低溫除塵裝置產(chǎn)生的灰份，灰份能夠作為水泥生產(chǎn)的原料；廢液回 收設(shè)備能夠回收余熱回收裝置、引風(fēng)機和煙囪產(chǎn)生的酸液，酸液能夠作為下游產(chǎn)品的生產(chǎn) 原料，下游產(chǎn)品包括復(fù)合肥料和無機鹽產(chǎn)品等。
[0034] 與現(xiàn)有技術(shù)中直接將灰份、酸液排入空氣與污水中相比，降低了電石爐尾氣燃燒 帶來的環(huán)境污染，不僅比較環(huán)保，而且提高了電石爐尾氣綜合利用的經(jīng)濟效益。
[0035] (4)本發(fā)明實施例包括鍋爐，鍋爐包括爐膛、過熱裝置和對流裝置，爐膛和對流裝 置內(nèi)產(chǎn)生的飽和蒸汽均能夠?qū)脒^熱裝置，并通過過熱裝置轉(zhuǎn)化成過熱蒸汽，過熱裝置的 頂部設(shè)置有出汽閥，出汽閥包括主輸汽口和支輸汽口，主輸汽口與蒸汽發(fā)電系統(tǒng)連接，支輸 汽口通過管道依次與蒸汽電動調(diào)節(jié)閥、減溫減壓裝置、蒸汽分汽缸連接。過熱蒸汽的熱焓比 飽和蒸汽的熱焓要高，所以使用過熱蒸汽發(fā)電，則發(fā)電效率較高。
[0036] 在生產(chǎn)系統(tǒng)中飽和蒸汽供應(yīng)不足的情況下，過熱蒸汽能夠通過減溫減壓裝置轉(zhuǎn)化 為飽和蒸汽，飽和蒸汽能夠通過蒸汽分汽缸接入供熱系統(tǒng)中，提供電石生產(chǎn)所需的電能，提 1?能源的綜合利用率；有效提1? 了鍋爐廣生熱能的利用率。
[0037] 每噸電石生產(chǎn)需要的電能為3230KW/h，將每噸電石生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的電石爐尾 氣作為燃料，其熱能全部用于產(chǎn)生蒸汽，可以產(chǎn)生2噸低壓飽和蒸汽（壓力1.25MPa，溫度 193°C )，熱能產(chǎn)生過熱蒸汽用于發(fā)電，能夠轉(zhuǎn)化為300KW/h電能，將產(chǎn)生的電能用于電石生 產(chǎn)，能夠有效降低電石企業(yè)的生產(chǎn)的成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038] 圖1為本發(fā)明用于提高電石爐尾氣綜合利用率的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0039] 圖2為本發(fā)明中燃燒機的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0040] 圖中：1-電動調(diào)節(jié)閥，2-氣動切斷閥，3-膜合壓力表，4-燃?xì)夤埽?-燃?xì)鈮毫﹂_ 關(guān)，6-排污閥，7-電動調(diào)風(fēng)閥，8-風(fēng)壓開關(guān)，9-接風(fēng)管，10-觀火窗，11-燃燒頭。

【具體實施方式】
[0041] 以下結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。
[0042] 參見圖1所示，本發(fā)明實施例提供一種用于提高電石爐尾氣綜合利用率的系統(tǒng)和 方法，該系統(tǒng)包括尾氣凈化設(shè)備、尾氣燃燒設(shè)備、蒸汽利用設(shè)備和廢液回收設(shè)備，尾氣凈化 設(shè)備與尾氣燃燒設(shè)備連接、蒸汽利用設(shè)備連接，尾氣燃燒設(shè)備與蒸汽利用設(shè)備、廢液回收設(shè) 備連接。
[0043] 尾氣凈化設(shè)備包括高溫除塵裝置、尾氣余熱回收裝置、收灰裝置、低溫除塵裝置、 除焦裝置、煤氣風(fēng)機、氣柜、氣水分離器和安全水封，安全水封內(nèi)設(shè)置有絲網(wǎng)過濾器，氣水分 離器包括進氣端和排氣端。
[0044] 高溫除塵裝置的一端與電石爐尾氣管連接，另一端通過尾氣余熱鍋爐依次與低溫 除塵裝置、除焦裝置、煤氣風(fēng)機、氣柜連接和氣水分離器的進氣端連接，氣水分離器的排氣 端與安全水封的一端連接，安全水封的另一端與燃?xì)夤?連接。
[0045] 高溫除塵裝置、低溫除塵裝置、尾氣余熱回收裝置均與收灰裝置連接。
[0046] 尾氣余熱回收裝置的外側(cè)設(shè)置有進水閥、飽和蒸汽閥和排污閥，尾氣余熱回收裝 置通過進水閥與外部水源連接，排污閥用于將尾氣余熱回收裝置的廢水排除。
[0047] 尾氣燃燒設(shè)備包括燃燒機、鍋爐、煙氣余熱回收裝置、引風(fēng)機和煙囪。
[0048] 燃燒機包括燃?xì)膺M氣端和燃燒嘴，鍋爐包括爐膛、過熱裝置和對流裝置，爐膛通過 過熱裝置與對流裝置連接，過熱裝置頂部設(shè)置有出汽閥，爐膛通過過熱裝置與對流裝置連 接，爐膛的內(nèi)部設(shè)置有若干采用稀土制成的蓄熱磚，若干蓄熱磚擺放成蜂窩狀；爐膛的內(nèi)壁 設(shè)置有第一換熱管束，對流裝置的內(nèi)部設(shè)置有第二換熱管束，過熱裝置的內(nèi)部設(shè)置有過熱 管，過熱管包括入汽端和出汽端，第一換熱管束、第二換熱管束均與過熱管的入汽端連接， 過熱管的出汽端與出汽閥相連，出汽閥位于過熱裝置頂部。
[0049] 過熱裝置的頂部設(shè)置有出汽閥，出汽閥的進汽口與過熱管的出汽端連接，出汽閥 包括主輸汽口和支輸汽口，主輸汽口與蒸汽發(fā)電系統(tǒng)連接，支輸汽口通過管道依次與蒸汽 電動調(diào)節(jié)閥、減溫減壓裝置、蒸汽分汽缸連接。
[0050] 煙氣余熱回收裝置的外側(cè)設(shè)置有進水閥和飽和主蒸汽閥，排污閥，其底部設(shè)置有 第一廢液排出管道。煙氣余熱回收裝置的進水閥與外部水源連接，飽和主蒸汽閥通過管道 與蒸汽分配缸連接，排污閥用于將煙氣余熱回收裝置的廢水排除，第一廢液排出管道用于 將煙氣余熱裝置底部收集的酸液排出，引風(fēng)機的底部設(shè)置有第二廢液排出管道，煙囪底部 設(shè)置有第三廢液排出管道。
[0051] 參加圖2所示，燃燒機包括燃燒頭11，燃燒機的外側(cè)設(shè)置有用于與燃燒頭11配合 使用的燃?xì)夤?和接風(fēng)管9,燃燒頭11包括燃?xì)膺M氣端和空氣進氣端，燃燒頭11的內(nèi)部設(shè) 置有燃燒嘴，燃燒頭11的外側(cè)設(shè)置有觀火窗10。
[0052] 燃燒頭11的燃?xì)膺M氣端與燃?xì)夤?連接，空氣進氣端與接風(fēng)管9連接，空氣進氣 端與接風(fēng)管9之間設(shè)置有空氣風(fēng)壓開關(guān)和用于調(diào)節(jié)燃?xì)馀c空氣比例的電動調(diào)風(fēng)閥7,空氣 風(fēng)壓開關(guān)與電動調(diào)風(fēng)閥7電連接。燃?xì)膺M氣端與燃?xì)夤?之間依次設(shè)置有電動調(diào)節(jié)閥1、氣 動切斷閥2和膜合壓力表3,燃?xì)膺M氣端與燃?xì)夤?連接之處設(shè)置有燃?xì)鈮毫﹂_關(guān)5,燃?xì)?壓力開關(guān)5的底部設(shè)置有排污閥6。
[0053] 觀火窗10的外側(cè)設(shè)置有火焰探測器和燃?xì)恻c火槍，燃?xì)恻c火槍的外側(cè)設(shè)置有點 火氣動閥和空氣電磁閥，空氣電磁閥與壓縮空氣管路連接，點火氣動閥與液化氣管路連接。 觀火窗10用于觀察燃燒頭11內(nèi)的火焰燃燒情況，工作人員能夠根據(jù)火焰情況調(diào)節(jié)電動調(diào) 風(fēng)閥7,控制電石爐尾氣與空氣的比例。
[0054] 燃燒嘴包括用于排出燃?xì)獾淖煨暮陀糜谂懦隹諝獾奶淄?，套筒套接于嘴心的?偵!|，套筒的橫截面呈外徑為30?70mm的圓環(huán)形，嘴心的橫截面呈半徑為20?50mm的圓 形；套筒開有若干空氣孔，嘴心開有若干燃?xì)饪?，所有空氣孔的面積：所有燃?xì)饪椎拿娣e為 2:1?3:1 (最優(yōu)為2. 5:1)，工作人員能夠通過電動調(diào)風(fēng)閥7調(diào)節(jié)空氣與燃?xì)獾呐滹L(fēng)比值大 小，電動調(diào)風(fēng)閥7能夠控制調(diào)節(jié)進入燃燒嘴內(nèi)的空氣壓力與流量。
[0055] 燃燒機的燃?xì)膺M氣端與燃?xì)夤?連接，燃燒機的燃燒嘴內(nèi)嵌于與鍋爐爐膛對應(yīng)的 爐墻內(nèi)，燃燒嘴與爐墻連接之處設(shè)置有采用耐高溫混凝土制成的密封層，空氣調(diào)節(jié)閥通過 空氣管道與鼓風(fēng)機相連，鍋爐的煙氣出口通過連接煙道與余熱回收裝置的煙氣進口連接， 余熱回收裝置通過煙道與引風(fēng)機相連，引風(fēng)機通過煙道與煙?連接。
[0056] 煙氣余熱回收裝置的第一廢液排出管道、引風(fēng)機的第二廢液排出管道和煙囪的第 三廢液排出管道均與廢液回收設(shè)備連接。
[0057] 蒸汽利用設(shè)備包括蒸汽分汽缸、蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)，蒸汽分汽缸與供 熱系統(tǒng)連接，蒸汽輪機發(fā)電系統(tǒng)與過熱裝置的出汽口連接，蒸汽分氣缸的頂部設(shè)置有第一 連接閥、第二連接閥、第三連接閥，第一連接閥與尾氣余熱回收裝置的飽和蒸汽閥連接，第 二連接閥與煙氣余熱回收裝置的飽和主蒸汽閥連接，第三連接閥依次通過減溫減壓裝置、 蒸汽調(diào)節(jié)電動閥與出汽閥的支輸汽口連接。
[0058] 基于上述系統(tǒng)的用于提高電石爐尾氣燃燒熱能利用率的方法包括以下步驟：
[0059] 步驟一：將電石生產(chǎn)得到的尾氣通入高溫除塵器，得到第一灰份和高溫尾氣；將 高溫尾氣通入尾氣余熱回收裝置，得到低溫尾氣、第二灰份和飽和蒸汽（尾氣余熱回收裝 置回收的熱能夠?qū)⑺訜?，得到飽和蒸汽），將飽和蒸汽通過飽和蒸汽閥通入蒸汽分汽缸， 將低溫尾氣通入低溫除塵裝置，得到除灰尾氣和第三灰份，將第一灰份、第二灰份和第三灰 份均引入收灰裝置，定期從收灰裝置中取出灰份。
[0060] 將除灰尾氣通入除焦裝置后，得到粗凈化尾氣，將粗凈化尾氣通過煤氣風(fēng)機進行 壓縮并壓入氣柜，經(jīng)過氣柜調(diào)節(jié)壓縮尾氣的壓力后通入氣水分離器（氣柜能夠用于儲存壓 縮尾氣），氣水分離器除去壓縮尾氣中的水份，得到干燥尾氣，并將干燥尾氣通入絲網(wǎng)過濾 器，絲網(wǎng)過濾器除去干燥尾氣中的有機溶劑和固體雜質(zhì)，得到凈化尾氣，凈化尾氣通過安全 水封進入尾氣管道。
[0061] 步驟二：尾氣管道將凈化尾氣通入燃燒機，調(diào)節(jié)燃燒機的電動調(diào)風(fēng)閥7,使得所有 空氣與燃?xì)獾呐滹L(fēng)比例為2:1?3:1后，進入燒嘴后與空氣進行旋混，經(jīng)過點火裝置點燃 后，燃燒機根據(jù)PDI算法技術(shù)控制風(fēng)量及風(fēng)壓，并通過電動調(diào)節(jié)閥1調(diào)節(jié)凈化尾氣的流量， 使得凈化尾氣在鍋爐的爐膛內(nèi)持續(xù)燃燒，燃?xì)馊紵a(chǎn)生的熱能不僅能夠加熱換熱管束內(nèi)的 水，形成蒸汽，而且燃燒產(chǎn)生的輻射能能夠使得鍋爐內(nèi)的蓄熱磚不斷蓄熱，蓄熱磚蓄熱后， 能夠使鍋爐內(nèi)的溫度高于1200°C，此時，尾氣中的所有可燃?xì)怏w均能夠充分燃燒，在極大提 高了凈化尾氣的燃燼率的同時，有效的加強了爐膛對輻射熱量的吸收，提高了鍋爐的熱效 率，產(chǎn)生大量的過熱蒸汽，過熱蒸汽進入發(fā)電裝置后能夠產(chǎn)生大量的電能，該電能能夠用于 電石的生產(chǎn)。
[0062] 設(shè)定蒸汽分汽缸的最小工作壓力P，P值范圍為：0· 3MPa彡P(guān)彡0· 5MPa，判斷蒸汽 分汽缸的工作壓力是否大于P，若是，將所有過熱蒸汽通過出汽閥的主輸汽口進入發(fā)電系 統(tǒng)；否則，調(diào)節(jié)蒸汽電動調(diào)節(jié)閥，將10%?40%的過熱蒸汽通過支輸汽口接入減溫減壓裝 置，減溫減壓裝置將過熱蒸汽轉(zhuǎn)化為飽和蒸汽后，將飽和蒸汽接入蒸汽分汽缸，滿足生產(chǎn)用 汽的需求。
[0063] 凈化尾氣燃燒后的低熱煙氣通過鍋爐的煙氣連接通道進入煙氣余熱回收裝置，進 行熱能的二次回收利用，低熱煙氣進入煙氣余熱回收裝置后，對煙氣余熱回收裝置內(nèi)的水 進行加熱，產(chǎn)生飽和蒸汽、廢氣和第一酸液，飽和蒸汽通過煙氣余熱回收裝置的飽和主蒸汽 閥與蒸汽分汽缸連接，蒸汽分汽缸將飽和蒸汽輸入供熱系統(tǒng)，廢氣經(jīng)煙管連接到引風(fēng)機，第 一酸液通過第一廢液排出管道進入廢液回收設(shè)備。
[0064] 步驟三：引風(fēng)機對廢氣進行離心抽引過程中，產(chǎn)生第二酸液和第二廢氣，廢氣引入 煙囪，第二酸液排入廢液回收裝置。
[0065] 步驟四：第二廢氣進入煙囪后，在煙管上升的過程中繼續(xù)降溫產(chǎn)生第三酸液和第 三廢氣，第三廢氣經(jīng)煙?排入大氣，第三酸液通排入廢液回收裝置。
[0066] 步驟五：將所有酸液從廢液回收設(shè)備中定期取出，酸液為硫酸、磷酸為主的混合 物，作為氮化工的基本原料，生產(chǎn)氮肥、除銹劑、工業(yè)硝酸鹽等
[0067] 本發(fā)明實施例中用于提高電石爐尾氣燃燒熱能利用率的方法能夠得到電能、飽和 蒸汽、水泥生產(chǎn)及化工生產(chǎn)的原料。
[0068] 以生產(chǎn)1噸電石產(chǎn)生的尾氣為例，米用本發(fā)明實施例的系統(tǒng)和方法，能夠?qū)⑸a(chǎn)1 噸電石產(chǎn)生的尾氣燃燒熱能轉(zhuǎn)化為1500KW?2000KW電能和30?50kg磷酸；或者8?15 噸飽和蒸汽和30?50kg磷酸。
[0069] 經(jīng)濟效益計算方法如下：
[0070] 如果將生產(chǎn)1噸電石產(chǎn)生的尾氣熱能全部用來發(fā)電，電價按0. 8元/KW，則生產(chǎn)1 噸電石產(chǎn)生的尾氣能夠產(chǎn)生240元的商業(yè)價值，如果尾氣熱能全部用來產(chǎn)生飽和蒸汽，蒸 汽價格按200元/噸計算，則生產(chǎn)1噸電石產(chǎn)生的尾氣能夠產(chǎn)生400元的商業(yè)價值。
[0071] 每生產(chǎn)1噸電石大約收集lOOKg?llOKg灰渣，按每噸100元價值計算，生產(chǎn)1噸 電石回收的酸液可產(chǎn)生10元?11元的商業(yè)價值
[0072] 每生產(chǎn)1噸電石大約收集10Kg?15Kg硫酸、磷酸為主的酸液，按每噸1000元價 值計算，生產(chǎn)1噸電石回收的酸液可產(chǎn)生10元?15元的商業(yè)價值。
[0073] 現(xiàn)階段每生產(chǎn)1噸電石需要消耗3150KW?3300KW電量，電石生產(chǎn)成本目前在維 持在2000元?2250元/噸，電石價格目前在2650元?2750元/噸。
[0074] 生產(chǎn)1噸電石，如對產(chǎn)生的尾氣綜合利用后，綜合能耗下降約10%以上，單位生產(chǎn) 成本平均下降420元/噸，節(jié)能效益非常顯著，同時也減輕了對環(huán)境的污染。
[0075] 本發(fā)明不局限于上述實施方式，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離 本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發(fā)明的保護 范圍之內(nèi)。本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于提高電石爐尾氣綜合利用率的系統(tǒng)，其特征在于：包括尾氣凈化設(shè)備、尾 氣燃燒設(shè)備、蒸汽利用設(shè)備、收灰裝置和廢液回收設(shè)備，所述尾氣凈化設(shè)備與尾氣燃燒設(shè) 備、蒸汽利用設(shè)備連接，尾氣燃燒設(shè)備與蒸汽利用設(shè)備、廢液回收設(shè)備連接； 尾氣凈化設(shè)備包括高溫除塵裝置、尾氣余熱回收裝置、低溫除塵裝置、除焦裝置和收灰 裝置，尾氣燃燒設(shè)備包括燃燒機、鍋爐、煙氣余熱回收裝置、引風(fēng)機和煙?;所述高溫除塵裝 置、尾氣余熱回收裝置、低溫除塵裝置、除焦裝置、燃燒機、鍋爐、煙氣余熱回收裝置、引風(fēng)機 和煙?順次連接，所述高溫除塵裝置、尾氣余熱回收裝置和低溫除塵裝置均與收灰裝置連 接； 所述鍋爐的外側(cè)設(shè)置有出汽閥，出汽閥包括主輸汽口和支輸汽口；所述鍋爐的內(nèi)部設(shè) 置有若干采用稀土制成的蓄熱磚，若干蓄熱磚擺放成蜂窩狀； 所述蒸汽利用設(shè)備包括蒸汽發(fā)電系統(tǒng)、蒸汽分汽缸和供熱系統(tǒng)，蒸汽分汽缸與供熱系 統(tǒng)連接；所述出汽閥的主輸汽口與蒸汽發(fā)電系統(tǒng)連接，支輸汽口與蒸汽分汽缸連接，所述支 輸汽口與蒸汽分汽缸之間設(shè)置有減溫減壓裝置； 所述尾氣余熱回收裝置、煙氣余熱回收裝置均通過蒸汽分汽缸與供熱系統(tǒng)連接；所述 煙氣余熱回收裝置、引風(fēng)機和煙?均與廢液回收設(shè)備連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的用于提高電石爐尾氣綜合利用率的系統(tǒng)，其特征在于：所述燃 燒機包括燃燒頭（11)，燃燒機的外側(cè)設(shè)置有用于與燃燒頭（11)配合使用的燃?xì)夤埽?)和接 風(fēng)管（9)，燃燒頭（11)的內(nèi)部設(shè)置有燃燒嘴； 燃燒頭（11)包括燃?xì)膺M氣端和空氣進氣端，燃?xì)膺M氣端與燃?xì)夤埽?)連接，空氣進氣 端與接風(fēng)管（9)連接，空氣進氣端與接風(fēng)管（9)之間設(shè)置有空氣風(fēng)壓開關(guān)、用于調(diào)節(jié)燃?xì)馀c 空氣比例的電動調(diào)風(fēng)閥（7)，空氣風(fēng)壓開關(guān)與電動調(diào)風(fēng)閥（7)電連接；燃?xì)膺M氣端與燃?xì)夤? (4)之間依次設(shè)置有電動調(diào)節(jié)閥（1)、氣動切斷閥（2)和膜合壓力表（3)，燃?xì)膺M氣端與燃?xì)?管（4)連接之處設(shè)置有燃?xì)鈮毫﹂_關(guān)（5)，燃?xì)鈮毫﹂_關(guān)（5)的底部設(shè)置有排污閥（6); 燃燒嘴包括嘴心和套筒，套筒套接于嘴心的外側(cè)，套筒的橫截面呈外徑為30?70mm的 圓環(huán)形，嘴心的橫截面呈半徑為20?50mm的圓形；套筒開有若干空氣孔，嘴心開有若干燃 氣孔，所有空氣孔的面積：所有燃?xì)饪椎拿娣e為2:1?3:1。
3. 如權(quán)利要求2所述的用于提高電石爐尾氣綜合利用率的系統(tǒng)，其特征在于：所述燃 燒頭（11)的外側(cè)設(shè)置有觀火窗（10)，觀火窗（10)的外側(cè)設(shè)置有火焰探測器和燃?xì)恻c火槍， 燃?xì)恻c火槍的外側(cè)設(shè)置有點火氣動閥和空氣電磁閥，空氣電磁閥與壓縮空氣管路連接，點 火氣動閥與液化氣管路連接。
4. 如權(quán)利要求3所述的用于提高電石爐尾氣綜合利用率的系統(tǒng)，其特征在于：所述鍋 爐包括爐膛、過熱裝置和對流裝置，爐膛通過過熱裝置與對流裝置連接，所述蓄熱磚設(shè)置于 爐膛的內(nèi)部；爐膛的內(nèi)壁設(shè)置有第一換熱管束，對流裝置的內(nèi)部設(shè)置有第二換熱管束，過熱 裝置的內(nèi)部設(shè)置有過熱管，過熱管包括進汽端和出汽端，第一換熱管束、第二換熱管束均與 過熱管的進汽端連接；過熱管的出汽端與設(shè)置于過熱裝置頂部的出汽閥相連。
5. 如權(quán)利要求2?4中任一項所述的用于提高電石爐尾氣綜合利用率的系統(tǒng)，其特征 在于：所述所有空氣孔的面積：所有燃?xì)饪椎拿娣e為2. 5:1。
6. -種基于權(quán)利要求4所述的用于提高電石爐尾氣綜合利用率的系統(tǒng)的方法，其特征 在于，包括以下步驟： 51 :將電石爐尾氣通過高溫除塵裝置和尾氣余熱回收裝置后，得到飽和蒸汽、低溫尾氣 和灰份，將飽和蒸汽通入蒸汽分汽缸，將低溫尾氣依次通入低溫除塵裝置和除焦裝置，得到 凈化尾氣和灰份；將高溫除塵裝置、尾氣余熱回收裝置和低溫除塵裝置產(chǎn)生的灰份均導(dǎo)入 收灰裝置； 52 :將凈化尾氣通入燃燒機，調(diào)節(jié)燃燒機的電動調(diào)風(fēng)閥（7)調(diào)節(jié)進入燃燒嘴內(nèi)的空 氣壓力與流量，凈化尾氣進入燃燒嘴后與空氣進行旋混并被點火槍點燃，通過電動調(diào)節(jié)閥 (1)調(diào)節(jié)凈化尾氣的流量，使得凈化尾氣在鍋爐的爐膛內(nèi)持續(xù)燃燒；蓄熱磚能夠吸收燃燒 產(chǎn)生的輻射能并不斷蓄熱，蓄熱磚蓄熱后，能夠使鍋爐爐膛內(nèi)的溫度高于1200°C，爐膛內(nèi) 的第一換熱管束，對流裝置內(nèi)的第二換熱管束吸收熱能后，產(chǎn)生大量飽和蒸汽，飽和蒸汽經(jīng) 過過熱裝置過熱后，產(chǎn)生大量過熱蒸汽，設(shè)定蒸汽分汽缸的最小工作壓力P，P值范圍為： 0. 3MPa彡P(guān)彡0. 5MPa，判定蒸汽分汽缸的工作壓力大于P，將所有的過熱蒸汽均通過出汽閥 的主輸汽口引入發(fā)電系統(tǒng)； 53 :將凈化尾氣燃燒后的低熱煙氣引入余熱回收裝置，低熱煙氣在余熱回收裝置內(nèi)進 行二次換熱，得到飽和蒸汽、第一廢氣和第一酸液；將飽和蒸汽引入蒸汽分汽缸，蒸汽分汽 缸將飽和蒸汽輸入供熱系統(tǒng)，將第一酸液排入廢液回收裝置； 54 :將第一廢氣導(dǎo)入引風(fēng)機，引風(fēng)機對廢氣進行離心抽引，產(chǎn)生第二酸液和第二廢氣， 將第二酸液排入廢液回收裝置，將第二廢氣引入煙囪； S5:第二廢氣進入煙?后，在煙管上升的過程中繼續(xù)降溫產(chǎn)生第三酸液和第三廢氣，將 第三廢氣排入大氣，第三酸液排入廢液回收裝置。
7. 如權(quán)利要求6所述的用于提高電石爐尾氣綜合利用率的方法，其特征在于：步驟 S2判定蒸汽分汽缸的工作壓力大于P，將所有的過熱蒸汽均通過出汽閥的主輸汽口引入發(fā) 電系統(tǒng)之后，還包括以下步驟：判定蒸汽分汽缸的工作壓力小于等于P，調(diào)節(jié)蒸汽電動調(diào)節(jié) 閥，將10%?40%的過熱蒸汽通過支輸汽接入減溫減壓裝置，減溫減壓裝置將過熱蒸汽轉(zhuǎn) 化為飽和蒸汽后，將飽和蒸汽接入蒸汽分汽缸。
8. 如權(quán)利要求6所述的用于提高電石爐尾氣綜合利用率的方法，其特征在于，所述步 驟S5之后還包括以下步驟：將廢液回收設(shè)備內(nèi)的廢液作為化工的基本原料，用于生產(chǎn)氮肥 及工業(yè)硝酸鹽。
【文檔編號】F27D17/00GK104101225SQ201410344096
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】杜強 申請人:武漢東晟捷能科技有限公司