本實用新型涉及有色冶金設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種銅精煉煙氣系統(tǒng)及其煙氣冷卻裝置。

背景技術(shù)：

隨著稀氧燃燒技術(shù)在銅精煉工藝中的應(yīng)用，取消了燃燒風(fēng)機(jī)，煙氣量的大幅減少到原工藝的1/7～1/4，以往配套的陽極爐余熱鍋爐過大，幾乎不產(chǎn)蒸汽。為此，有些冶煉廠計劃或已經(jīng)改造煙氣系統(tǒng)：拆除原有的余熱鍋爐，取而代之的是固定煙罩和陽極爐稀釋風(fēng)機(jī)。

相關(guān)技術(shù)中的銅精煉煙氣系統(tǒng)，冶煉產(chǎn)生的煙氣量雖然有所減少，但是無法回收熱能，并且還需要配置耗能設(shè)備，如風(fēng)機(jī)等，同時，后部收塵設(shè)備因煙氣量增加，配置的設(shè)備容量也需要加大，耗能高，成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實用新型提出了一種用于銅精煉煙氣系統(tǒng)的煙氣冷卻裝置，所述用于銅精煉煙氣系統(tǒng)的煙氣冷卻裝置不僅能夠冷卻煙氣，而且可以回收熱能，具有結(jié)構(gòu)簡單、能耗低、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

本實用新型還提出了一種具有上述煙氣冷卻裝置的銅精煉煙氣系統(tǒng)。

根據(jù)本實用新型的用于銅精煉煙氣系統(tǒng)的煙氣冷卻裝置，所述煙氣冷卻裝置設(shè)在銅精煉煙氣系統(tǒng)的二次燃燒室和出煙裝置之間，所述煙氣冷卻裝置包括：底座、冷卻煙管、外套筒和用于與煙氣換熱的換熱管，所述底座設(shè)有與所述二次燃燒室的煙氣出口連通的進(jìn)煙口；所述冷卻煙管設(shè)在所述底座上，所述冷卻煙管內(nèi)設(shè)有與所述進(jìn)煙口連通且沿豎向延伸的過煙通道，所述過煙通道的出煙口與所述出煙裝置的入煙口連通；所述外套筒套設(shè)在所述冷卻煙道上且與所述冷卻煙道之間限定出儲水腔，所述儲水腔的上部設(shè)有出口，所述儲水腔的下部設(shè)有進(jìn)水口；所述換熱管設(shè)在所述過煙通道內(nèi)且所述換熱管的兩端與所述儲水腔連通。

根據(jù)本實用新型的用于銅精煉煙氣系統(tǒng)的煙氣冷卻裝置，不僅能夠冷卻煙氣，而且可以回收熱能，具有結(jié)構(gòu)簡單、能耗低、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

另外，根據(jù)本實用新型的用于銅精煉煙氣系統(tǒng)的煙氣冷卻裝置還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述換熱管包括間隔開設(shè)置的多個，每個所述換熱管相對于水平方向傾斜延伸。

可選地，所述換熱管的延伸方向與水平面的夾角為α，其中，α滿足：α≥5°。

根據(jù)本實用新型的一些實施例，多個所述換熱管包括平行設(shè)置的多個第一換熱管。

可選地，多個所述換熱管還包括平行設(shè)置的多個第二換熱管，多個所述第二換熱管位于多個所述第一換熱管的上方且與所述第一換熱管空間交叉布置。

根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述儲水腔內(nèi)設(shè)有用于檢測水位的水位計。

根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述用于銅精煉煙氣系統(tǒng)的煙氣冷卻裝置還包括：給所述儲水腔供水的給水泵。

根據(jù)本實用新型實施例的銅精煉煙氣系統(tǒng)，包括：銅冶煉陽極精煉爐、二次燃燒室、煙氣冷卻裝置和出煙裝置，所述二次燃燒室的煙氣進(jìn)口與所述銅冶煉陽極精煉爐的精煉爐出煙口連通；所述煙氣冷卻裝置為根據(jù)本實用新型上述實施例的用于銅精煉煙氣系統(tǒng)的煙氣冷卻裝置，所述煙氣冷卻裝置的進(jìn)煙口與所述二次燃燒室的煙氣出口連通；所述出煙裝置的入煙口與所述出煙口連通。

根據(jù)本實用新型實施例的銅精煉煙氣系統(tǒng)，通過設(shè)置根據(jù)本實用新型上述實施例的煙氣冷卻裝置，可以在冷卻煙氣的同時回收熱能，具有結(jié)構(gòu)簡單、能耗低、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述煙氣冷卻裝置設(shè)在所述二次燃燒室上。

根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述煙氣出口設(shè)在所述二次燃燒室的頂面上，所述煙氣冷卻裝置設(shè)在所述煙氣出口處。

本實用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實用新型實施例的用于銅精煉煙氣系統(tǒng)的煙氣冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本實用新型實施例的銅精煉煙氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中，箭頭所指的方向為煙氣的流向。

附圖標(biāo)記：

1000：銅精煉煙氣系統(tǒng)；

100：煙氣冷卻裝置；200：銅冶煉陽極精煉爐；300：二次燃燒室；400：出煙裝置；

1：底座；2：冷卻煙管；3：外套筒；4：換熱管；5：水位計；

20：過煙通道；30：儲水腔；41：第一換熱管；42：第二換熱管；71：安全閥；81：進(jìn)水管：82：閥門；83：排污管；84：排污閥門；

3a：進(jìn)水口；3b：出口；3c：排污口。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征、“上方”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。

下面結(jié)合圖1和圖2對根據(jù)本實用新型實施例的用于銅精煉煙氣系統(tǒng)的煙氣冷卻裝置100進(jìn)行詳細(xì)描述，其中，上下方向以煙氣冷卻裝置100正常使用時的上下方向為準(zhǔn)。

參考圖1和圖2所示，根據(jù)本實用新型實施例的煙氣冷卻裝置100可以設(shè)在銅精煉煙氣系統(tǒng)的二次燃燒室和出煙裝置之間。如圖1所示，煙氣冷卻裝置100可以包括：底座1、冷卻煙管2、外套筒3、和換熱管4。

具體而言，底座1上可以設(shè)有與二次燃燒室300的煙氣出口連通的進(jìn)煙口，從而二次燃燒室300內(nèi)的煙氣可以通過進(jìn)煙口從底座1進(jìn)入煙氣冷卻裝置100，以進(jìn)行冷卻。

如圖1所示，冷卻煙管2可以設(shè)在底座1上，冷卻煙管2內(nèi)可以形成有過煙通道20，過煙通道20與進(jìn)煙口連通且沿豎向延伸，過煙通道20的出煙口可與出煙裝置的入煙口連通，從而過煙通道20內(nèi)的煙氣可以從出煙口流出冷卻煙管2，接著通過出煙裝置的入煙口流入出煙裝置，然后由出煙裝置排出。

外套筒3可以套設(shè)在冷卻煙管2上，并且外套筒3與冷卻煙管2之間可以限定出儲水腔30，儲水腔30可用于存儲水，具有一定熱量的煙氣在過煙通道20內(nèi)流動時，可以利用煙氣的熱量對儲水腔30內(nèi)的水加熱，煙氣與水進(jìn)行換熱，實現(xiàn)對煙氣的冷卻和對水的加熱。

如圖1所示，儲水腔30的下部可以設(shè)有進(jìn)水口3a，儲水腔30的上部可以設(shè)有出口3b。由此，水從進(jìn)水口3a進(jìn)入儲水腔30，在儲水腔30內(nèi)被加熱成高溫蒸汽或熱水，高溫的蒸汽或熱水可以從上部的出口3b流出，將出口3b接入供暖裝置或其他設(shè)備，從而可以實現(xiàn)煙氣熱能的回收利用。

換熱管4可用于與煙氣換熱，如圖1所示，換熱管4可以設(shè)在煙氣通道內(nèi)，并且換熱管4的兩端可與儲水腔30連通。這樣，儲水腔30內(nèi)的水可以流入換熱管4，換熱管4可以在煙氣通道內(nèi)實現(xiàn)水與煙氣之間的換熱，增大換熱面積，提高換熱效率，從而可以提高煙氣的冷卻效果，加快水的加熱速度，可以更好地實現(xiàn)煙氣熱量的回收利用。

可以理解的是，在對煙氣進(jìn)行冷卻的過程中，只需要向儲水腔30內(nèi)通入低溫的水，并且從出口3b將高溫蒸汽或熱水引入后續(xù)供暖設(shè)備等裝置后，就可以方便地實現(xiàn)煙氣熱能的利用，結(jié)構(gòu)簡單。并且，無需向煙氣冷卻裝置100兌入冷風(fēng)進(jìn)行降溫，也無需設(shè)置風(fēng)機(jī)等裝置，從而降低了能耗，節(jié)約了成本。

根據(jù)本實用新型實施例的用于銅精煉煙氣系統(tǒng)的煙氣冷卻裝置100，通過在冷卻煙管2內(nèi)設(shè)置過煙通道20，將外套筒3套設(shè)在冷卻煙管2上，利用外套筒3和冷卻煙管2限定出儲水腔30，并將換熱管4設(shè)在過煙通道20內(nèi)，將換熱管4的兩端與儲水腔30連通，從而可以實現(xiàn)過煙通道20內(nèi)的煙氣與水的換熱，實現(xiàn)對煙氣的冷卻，并利用煙氣的熱量對水進(jìn)行加熱，實現(xiàn)對煙氣熱能的回收利用，具有結(jié)構(gòu)簡單、能耗低、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)本實用新型的一些實施例，如圖1所示，換熱管4可以包括間隔開設(shè)置的多個，并且根據(jù)需要可以設(shè)置多組，每組換熱管4可相對于水平方向傾斜延伸，由此，可以進(jìn)一步提高水的流動性，利于水的循環(huán)

可選地，如圖1所示，換熱管4的延伸方向與水平面之間的夾角為α，α可以滿足：α≥5°。這樣，一方面可以提高換熱效率，另一方面，可利于水在儲水腔30與換熱管4之間流動，提高換熱管4的溫度均勻性，提高安全性。例如，換熱管4的傾斜角度可以是8°、10°等。當(dāng)然，本實用新型的結(jié)構(gòu)不限于此，換熱管4的傾斜角度不限于以上描述，還可以是其他角度，這對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是可以理解的，在此不再詳細(xì)描述。

根據(jù)本實用新型的一些實施例，如圖1所示，多個換熱管4可以包括平行設(shè)置的多個第一換熱管41，多個第一換熱管41可分別與過煙通道20內(nèi)的煙氣進(jìn)行換熱，不僅可以提高換熱速度，而且能夠進(jìn)一步提高換熱管4溫度的均勻性?？梢岳斫獾氖?，換熱管4布置多少，與煙氣溫度和量有關(guān)系，如果需要可以布置多組換熱管4，以達(dá)到工藝需要的足夠低出口煙溫。

在一些實施例中，多個換熱管4還可以包括平行設(shè)置的多個第二換熱管42，如圖1所示，多個第二換熱管42可以位于多個第一換熱管41的上方，并且，多個第二換熱管42可與第一換熱管41空間交叉布置。由此，過煙通道20內(nèi)的煙氣，與第一換熱管42進(jìn)行換熱后，可以繼續(xù)與第二換熱管42進(jìn)行換熱，從而可以對煙氣進(jìn)行充分冷卻，同時，能夠充分利用煙氣的熱量對水進(jìn)行加熱，使得對煙氣的冷卻效果更好，熱能的利用率更高。

可選地，如圖1所示，煙氣冷卻裝置100還可以包括：進(jìn)水管81和排污管83，其中，進(jìn)水管81可以設(shè)在儲水腔30的下部且與進(jìn)水口3a連通，為儲水腔30供水，進(jìn)水管81可以由閥門82控制，以確保儲水腔30的水量，提高進(jìn)水穩(wěn)定性和安全性。

儲水腔30的底部可以設(shè)有排污口3c，排污管83可以安裝在排污口3c處，以將儲水腔30內(nèi)含有雜質(zhì)的污水排出，避免雜質(zhì)堵塞儲水腔30的其他管路，影響正常生產(chǎn)，并且排污管83處可以設(shè)有排污閥門84，在需要時或定時進(jìn)行排污，以控制儲水腔30內(nèi)的水質(zhì)，確保設(shè)備安全運(yùn)行。

根據(jù)本實用新型的一些實施例，冷卻裝置還可以包括：給水泵(圖中未示出)，給水泵用于給儲水腔30供水，以補(bǔ)充儲水腔30內(nèi)換熱消耗的水。由此，給水泵可以及時補(bǔ)充儲水腔30內(nèi)消耗的水，儲水腔30內(nèi)的水與煙氣進(jìn)行換熱后，水的溫度會升高或者產(chǎn)出高溫蒸汽，高溫蒸汽或熱水可以從出口3b流出儲水腔30，以引至用戶，實現(xiàn)熱能的利用。

在一些實施例中，如圖1所示，儲水腔30內(nèi)可以設(shè)有用于檢測水位的水位計5，水位計5可以設(shè)在儲水腔30的上部，以實時監(jiān)控儲水腔30內(nèi)的水位，便于使用者直觀地了解儲水腔30內(nèi)的水位信息，以在水位過低時開啟給水泵并開啟閥門82向儲水腔30供水，并在水位達(dá)到正常水位時減小給水量或停止供水，從而操作方便省力，安全性高。

這里，需要說明的是，在圖1所示的示例中，水位計5并非設(shè)置在過煙通道20內(nèi)，而是設(shè)置在儲水腔30內(nèi)的，為了表示出水位計5在左右方向上的位置，才將水位計5畫在了過煙通道20內(nèi)，因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員在看到該圖是應(yīng)當(dāng)理解為水位計5是設(shè)在儲水腔30的沿左右方向的中部，并且設(shè)置為便于觀察的360°任意角度，只是要避開壓力表和人孔門即可。

另外，還需要說明的是，當(dāng)出口3b排出高溫蒸汽時，儲水腔30的上部具有蒸汽空間，此時需要通過水位計5檢測水位，以根據(jù)水位控制供水；而當(dāng)出口3b排出熱水時，水可以充滿整個儲水腔30，此時，水位計5可以省略。

可選地，進(jìn)水管81上的閥門82可以采用手動或電動控制，如果要求自動化程度高，可采用電動控制，并與水位計5和給水泵進(jìn)行連鎖，保持水位穩(wěn)定，確保設(shè)備安全運(yùn)行。需要說明的是，這種需要控制水位的，只是在產(chǎn)出高溫蒸汽時，產(chǎn)出熱水時不需要水位計5連鎖，但需要根據(jù)計算水的溫升等，確定給水泵流量。給水泵流量與產(chǎn)出蒸汽時是不同的，產(chǎn)出蒸汽時給水泵能力按照蒸發(fā)量來確定，產(chǎn)出熱水時，水泵流量應(yīng)根據(jù)產(chǎn)出熱水溫升來計算。

可選地，如圖1所示，煙氣冷卻裝置100還可以包括安全閥71，安全閥71可以設(shè)在儲水腔30的水位上方，安全閥71位于常閉狀態(tài)，當(dāng)儲水腔30內(nèi)加入大量的水或產(chǎn)出大量的蒸汽后，儲水腔30內(nèi)的壓力會升高，當(dāng)儲水腔30內(nèi)壓力超過預(yù)定值時，安全閥71會起跳，排出蒸汽或熱水，達(dá)到減壓的目的，以防止安全事故的發(fā)生，保證煙氣冷卻裝置100能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

本實用新型還公開了一種銅精煉煙氣系統(tǒng)1000，其包括根據(jù)本實用新型上述實施例的用于銅精煉煙氣系統(tǒng)的煙氣冷卻裝置100。

參考圖2所示，根據(jù)本實用新型實施例的銅精煉煙氣系統(tǒng)1000包括：銅冶煉陽極精煉爐200、二次燃燒室300、煙氣冷卻裝置100和出煙裝置400。

具體而言，銅冶煉陽極精煉爐200用于進(jìn)行銅的精煉工作。如圖2所示，二次燃燒室300的煙氣進(jìn)口可與銅冶煉陽極精煉爐200的出煙口連通，以對銅冶煉陽極精煉爐200中排出的煙氣進(jìn)行二次燃燒，除去其中的可燃?xì)怏w。

煙氣冷卻裝置100的進(jìn)煙口可與二次燃燒室300的煙氣出口連通，以完成對煙氣的冷卻，并在冷卻過程中實現(xiàn)熱能的回收利用。出煙裝置400的入煙口可與煙氣冷卻出口的出煙口相連，從而完成降溫的煙氣可以由出煙裝置400進(jìn)行后續(xù)處理并排出，以完成銅精煉工序中煙氣的處理工作。

根據(jù)本實用新型的一些實施例，如圖2所示，煙氣冷卻裝置100可以設(shè)在二次燃燒室300上?？蛇x地，煙氣出口可以設(shè)在二次燃燒室300的頂面上，并且煙氣冷卻裝置100可以設(shè)在煙氣出口處。

由此，煙氣流出二次燃燒室300后可以從底部進(jìn)入煙氣冷卻裝置100的過煙通道20，提高進(jìn)煙的順暢性，而且可以提高換熱效率。

銅冶煉陽極精煉爐200中精煉銅產(chǎn)生的煙氣可以進(jìn)入二次燃燒室300，將其中的可燃?xì)怏w燃盡后，可以從煙氣冷卻裝置100的底部進(jìn)入過煙通道20，經(jīng)過如同煙道式的腔室與水進(jìn)行換熱，待煙氣溫度降到合適的溫度后，煙氣可以由煙氣冷卻裝置100的上部出煙口進(jìn)入后部出煙裝置400，由出煙裝置400完成收塵等工作后可以排出。

根據(jù)本實用新型實施例的銅精煉煙氣系統(tǒng)1000，通過將二次燃燒室300的煙氣進(jìn)口與銅冶煉陽極精煉爐200的出煙口連通，并在二次燃燒室300和出煙裝置400之間設(shè)置根據(jù)本實用新型上述實施例的煙氣冷卻裝置100，既冷卻了煙氣，也回收利用了煙氣的熱能，還降低了整個銅精煉煙氣系統(tǒng)1000的能耗和成本。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“實施例”、“具體實施例”、“示例”或“具體示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。