本發(fā)明涉及金屬鎂冶煉，具體涉及一種以氫能為燃料的金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、白云石煅燒回轉(zhuǎn)窯和金屬鎂還原爐是金屬鎂生產(chǎn)工藝的核心設(shè)備。目前，國(guó)內(nèi)應(yīng)用的金屬鎂還原爐及回轉(zhuǎn)窯普遍還是采用水煤漿或煤粉作為燃料進(jìn)行加熱還原，水煤漿和煤粉燃燒后會(huì)釋放大量的有害物質(zhì)，如一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、煙塵、放射性飄塵、氮氧化物等，對(duì)環(huán)境造成很大的壓力，不節(jié)能也不環(huán)保，而且在處理這些有害物質(zhì)時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量的廢水、廢渣等，這些有害物質(zhì)及廢水、廢渣會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，不僅對(duì)人體健康構(gòu)成直接威脅，浪費(fèi)了水資源，還會(huì)引發(fā)酸雨和溫室效應(yīng)等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，有必要提供一種以氫能為燃料的金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的污染環(huán)境和水資源浪費(fèi)的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

3、一種以氫能為燃料的金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)，包括氫能及氫能燃燒系統(tǒng)、煅燒白云石的回轉(zhuǎn)窯、金屬鎂冶煉還原爐、尾氣冷凝回收裝置、余熱發(fā)電裝置、蒸汽噴射泵，所述氫能及氫能燃燒系統(tǒng)包括第一氫氣燃燒器和第二氫氣燃燒器，第一氫氣燃燒器和第二氫氣燃燒器分別設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯及金屬鎂冶煉還原爐的燃燒口上，所述回轉(zhuǎn)窯、金屬鎂冶煉還原爐的尾氣出口與余熱發(fā)電裝置的尾氣進(jìn)口相連接，余熱發(fā)電裝置的尾氣出口與尾氣冷凝回收裝置的進(jìn)口相連接，尾氣冷凝回收裝置的凈水口與余熱發(fā)電裝置的進(jìn)水口相連接，余熱發(fā)電裝置的蒸汽出口與蒸汽噴射泵的進(jìn)口相連接，蒸汽噴射泵設(shè)置在金屬鎂冶煉還原爐上，蒸汽噴射泵的負(fù)壓抽吸口與金屬鎂冶煉還原爐內(nèi)的還原罐相連接，煅燒后的白云石進(jìn)入金屬鎂冶煉還原爐的還原罐內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)，回轉(zhuǎn)窯、金屬鎂冶煉還原爐排出的高溫尾氣穿過余熱發(fā)電裝置后進(jìn)入尾氣冷凝回收裝置內(nèi)，利用尾氣冷凝回收裝置對(duì)尾氣中的水分回收，尾氣冷凝回收裝置將所回收的凈水輸向余熱發(fā)電裝置內(nèi)，余熱發(fā)電裝置利用回轉(zhuǎn)窯、金屬鎂冶煉還原爐排出的高溫尾氣將凈水轉(zhuǎn)化成高壓蒸汽，進(jìn)行余熱發(fā)電，并同時(shí)將高壓蒸汽輸向蒸汽噴射泵，利用蒸汽噴射泵對(duì)金屬鎂冶煉還原爐內(nèi)的還原罐進(jìn)行持續(xù)負(fù)壓抽吸，使還原罐保持負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行還原反應(yīng)。

4、優(yōu)選的，所述的以氫能為燃料的金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)還包括金屬鎂精煉爐，金屬鎂冶煉還原爐內(nèi)的還原罐出料端與所述金屬鎂精煉爐的進(jìn)料端相連接，所述金屬鎂精煉爐對(duì)還原罐內(nèi)還原反應(yīng)生成的粗鎂進(jìn)行精煉。

5、優(yōu)選的，所述的以氫能為燃料的金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)還包括固體氧化物燃料電池，所述氫能及氫能燃燒系統(tǒng)的氫氣輸出端與固體氧化物燃料電池的氫氣輸入端連接，以向固體氧化物燃料電池輸送氫氣，所述固體氧化物燃料電池的尾氣出口與余熱發(fā)電裝置的尾氣進(jìn)口相連接，固體氧化物燃料電池排出的高溫尾氣進(jìn)入余熱發(fā)電裝置內(nèi)進(jìn)行余熱利用后，并同樣進(jìn)入尾氣冷凝回收裝置內(nèi)進(jìn)行水分回收，固體氧化物燃料電池與余熱發(fā)電裝置所發(fā)出的電用于供回轉(zhuǎn)窯或金屬鎂精煉爐進(jìn)行使用。

6、優(yōu)選的，所述尾氣冷凝回收裝置包括尾氣冷卻塔、澄清池、第一循環(huán)泵、第二循環(huán)泵，所述余熱發(fā)電裝置的尾氣出口與尾氣冷卻塔的進(jìn)口相連接，澄清池設(shè)置在尾氣冷卻塔的下方，尾氣冷卻塔的出口正對(duì)澄清池，尾氣冷卻塔內(nèi)的頂部設(shè)置有噴淋器，所述第一循環(huán)泵和第二循環(huán)泵的輸入端分別與澄清池的凈水口相連接，第一循環(huán)泵和第二循環(huán)泵的輸出端分別與所述噴淋器、余熱發(fā)電裝置的進(jìn)水口相連接，第一循環(huán)泵將澄清池內(nèi)的凈水輸向噴淋器，利用噴淋器對(duì)余熱發(fā)電裝置排出的尾氣進(jìn)行噴淋冷凝，使回轉(zhuǎn)窯排出的尾氣中的粉塵及冷凝后的水分進(jìn)入澄清池內(nèi)進(jìn)行沉淀，第二循環(huán)泵將澄清池內(nèi)的凈水輸向余熱發(fā)電裝置，余熱發(fā)電裝置利用回轉(zhuǎn)窯、金屬鎂冶煉還原爐及固體氧化物燃料電池排出的高溫尾氣將凈水轉(zhuǎn)化成高壓蒸汽，進(jìn)行余熱發(fā)電，并同時(shí)將高壓蒸汽輸向蒸汽噴射泵，利用蒸汽噴射泵對(duì)金屬鎂冶煉還原爐內(nèi)的還原罐進(jìn)行持續(xù)負(fù)壓抽吸，使還原罐保持負(fù)壓狀態(tài)。

7、優(yōu)選的，所述的以氫能為燃料的金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)還包括混料及成型裝置，所述混料及成型裝置的進(jìn)料口與回轉(zhuǎn)窯的出料口相連接，混料及成型裝置的出料口與金屬鎂冶煉還原爐內(nèi)的還原罐進(jìn)料端相連接，煅燒后的白云石經(jīng)過混料及成型裝置進(jìn)行混料、成型后，被輸入還原罐內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)。

8、優(yōu)選的，所述混料及成型裝置包括混料機(jī)、球磨機(jī)及壓球機(jī)，所述混料機(jī)的進(jìn)料口與回轉(zhuǎn)窯的出料口相連接，混料機(jī)的出料口與球磨機(jī)的進(jìn)料口相連接，球磨機(jī)的出料口與壓球機(jī)的進(jìn)料口相連接，壓球機(jī)的出料口與金屬鎂冶煉還原爐內(nèi)的還原罐進(jìn)料端相連接，煅燒后的白云石經(jīng)過混料機(jī)混料后，依次進(jìn)入球磨機(jī)混磨、進(jìn)入壓球機(jī)成型，最后被輸入還原罐內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)。

9、優(yōu)選的，所述余熱發(fā)電裝置與尾氣冷卻塔之間還設(shè)置有熱管式空氣預(yù)熱器，余熱發(fā)電裝置的尾氣出口與熱管式空氣預(yù)熱器的尾氣進(jìn)口相連接，熱管式空氣預(yù)熱器的尾氣出口與尾氣冷卻塔的尾氣進(jìn)口相連接，熱管式空氣預(yù)熱器的空氣換熱口分別與第一氫氣燃燒器、第二氫氣燃燒器的進(jìn)風(fēng)口相連接，熱管式空氣預(yù)熱器利用余熱發(fā)電裝置排出的尾氣對(duì)進(jìn)入各氫氣燃燒器的空氣進(jìn)行預(yù)熱，以輔助氫氣燃燒，并將換熱后的尾氣導(dǎo)入尾氣冷卻塔內(nèi)，利用尾氣冷卻塔對(duì)尾氣中的水分回收和降塵。

10、優(yōu)選的，所述熱管式空氣預(yù)熱器的空氣換熱口上設(shè)置有風(fēng)機(jī)，通過風(fēng)機(jī)向各氫氣燃燒器內(nèi)送風(fēng)，以輔助氫氣燃燒。

11、優(yōu)選的，所述澄清池的底部設(shè)置有排污口。

12、本發(fā)明采用上述技術(shù)方案，其有益效果在于：通過將氫能及氫能燃燒系統(tǒng)分別設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯及金屬鎂冶煉還原爐的燃燒口上，將回轉(zhuǎn)窯、金屬鎂冶煉還原爐的尾氣出口分別與余熱發(fā)電裝置的尾氣進(jìn)口相連接，將余熱發(fā)電裝置的尾氣出口與尾氣冷凝回收裝置的進(jìn)口相連接，尾氣冷凝回收裝置的凈水口與余熱發(fā)電裝置的進(jìn)水口相連接，余熱發(fā)電裝置的蒸汽出口與蒸汽噴射泵的進(jìn)口相連接，蒸汽噴射泵設(shè)置在金屬鎂冶煉還原爐上，蒸汽噴射泵的負(fù)壓抽吸口與金屬鎂冶煉還原爐內(nèi)的還原罐相連接，回轉(zhuǎn)窯、金屬鎂冶煉還原爐排出的高溫尾氣穿過余熱發(fā)電裝置后進(jìn)入尾氣冷凝回收裝置內(nèi)，利用尾氣冷凝回收裝置對(duì)尾氣中的水分和粉塵回收，并將凈水輸向余熱發(fā)電裝置，余熱發(fā)電裝置利用高溫尾氣將凈水轉(zhuǎn)化成高壓蒸汽，進(jìn)行余熱發(fā)電，并同時(shí)將高壓蒸汽輸向蒸汽噴射泵，利用蒸汽噴射泵對(duì)金屬鎂冶煉還原爐內(nèi)的還原罐進(jìn)行持續(xù)負(fù)壓抽吸，使還原罐保持負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行還原反應(yīng)。如此，不需要外界供蒸汽，也不需要再單獨(dú)開啟螺桿真空泵等其它真空設(shè)備，即可維持還原罐中的負(fù)壓狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)了自給自足，能源循環(huán)利用，節(jié)約了水資源和節(jié)能降耗的目的，并且，該金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)采用將回轉(zhuǎn)窯、金屬鎂冶煉還原爐排出的高溫尾氣合并輸入余熱發(fā)電裝置進(jìn)行余熱發(fā)電，提高余熱利用率，降低設(shè)備和能源消耗成本，而且，以氫氣作為燃料，不會(huì)排出有害物質(zhì)，有利于環(huán)境保護(hù)，滿足了當(dāng)前社會(huì)對(duì)環(huán)保的要求，其次，氫能燃燒溫度易控制，有利于提高白云石煅燒的質(zhì)量及金屬鎂的還原率和產(chǎn)量，對(duì)于金屬鎂冶煉行業(yè)來說，具有很大的技術(shù)應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)特征：

1.一種以氫能為燃料的金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：包括氫能及氫能燃燒系統(tǒng)、煅燒白云石的回轉(zhuǎn)窯、金屬鎂冶煉還原爐、尾氣冷凝回收裝置、余熱發(fā)電裝置、蒸汽噴射泵，所述氫能及氫能燃燒系統(tǒng)包括第一氫氣燃燒器和第二氫氣燃燒器，第一氫氣燃燒器和第二氫氣燃燒器分別設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯及金屬鎂冶煉還原爐的燃燒口上，所述回轉(zhuǎn)窯、金屬鎂冶煉還原爐的尾氣出口與余熱發(fā)電裝置的尾氣進(jìn)口相連接，余熱發(fā)電裝置的尾氣出口與尾氣冷凝回收裝置的進(jìn)口相連接，尾氣冷凝回收裝置的凈水口與余熱發(fā)電裝置的進(jìn)水口相連接，余熱發(fā)電裝置的蒸汽出口與蒸汽噴射泵的進(jìn)口相連接，蒸汽噴射泵設(shè)置在金屬鎂冶煉還原爐上，蒸汽噴射泵的負(fù)壓抽吸口與金屬鎂冶煉還原爐內(nèi)的還原罐相連接，煅燒后的白云石進(jìn)入金屬鎂冶煉還原爐的還原罐內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)，回轉(zhuǎn)窯、金屬鎂冶煉還原爐排出的高溫尾氣穿過余熱發(fā)電裝置后進(jìn)入尾氣冷凝回收裝置內(nèi)，利用尾氣冷凝回收裝置對(duì)尾氣中的水分回收，尾氣冷凝回收裝置將所回收的凈水輸向余熱發(fā)電裝置內(nèi)，余熱發(fā)電裝置利用回轉(zhuǎn)窯、金屬鎂冶煉還原爐排出的高溫尾氣將凈水轉(zhuǎn)化成高壓蒸汽，進(jìn)行余熱發(fā)電，并同時(shí)將高壓蒸汽輸向蒸汽噴射泵，利用蒸汽噴射泵對(duì)金屬鎂冶煉還原爐內(nèi)的還原罐進(jìn)行持續(xù)負(fù)壓抽吸，使還原罐保持負(fù)壓狀態(tài)下進(jìn)行還原反應(yīng)。

2.如權(quán)利要求1所述的以氫能為燃料的金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：還包括金屬鎂精煉爐，金屬鎂冶煉還原爐內(nèi)的還原罐出料端與所述金屬鎂精煉爐的進(jìn)料端相連接，所述金屬鎂精煉爐對(duì)還原罐內(nèi)還原反應(yīng)生成的粗鎂進(jìn)行精煉。

3.如權(quán)利要求2所述的以氫能為燃料的金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：還包括固體氧化物燃料電池，所述氫能及氫能燃燒系統(tǒng)的氫氣輸出端與固體氧化物燃料電池的氫氣輸入端連接，以向固體氧化物燃料電池輸送氫氣，所述固體氧化物燃料電池的尾氣出口與余熱發(fā)電裝置的尾氣進(jìn)口相連接，固體氧化物燃料電池排出的高溫尾氣進(jìn)入余熱發(fā)電裝置內(nèi)進(jìn)行余熱利用后，并同樣進(jìn)入尾氣冷凝回收裝置內(nèi)進(jìn)行水分回收，固體氧化物燃料電池與余熱發(fā)電裝置所發(fā)出的電用于供回轉(zhuǎn)窯或金屬鎂精煉爐進(jìn)行使用。

4.如權(quán)利要求3所述的以氫能為燃料的金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述尾氣冷凝回收裝置包括尾氣冷卻塔、澄清池、第一循環(huán)泵、第二循環(huán)泵，所述余熱發(fā)電裝置的尾氣出口與尾氣冷卻塔的進(jìn)口相連接，澄清池設(shè)置在尾氣冷卻塔的下方，尾氣冷卻塔的出口正對(duì)澄清池，尾氣冷卻塔內(nèi)的頂部設(shè)置有噴淋器，所述第一循環(huán)泵和第二循環(huán)泵的輸入端分別與澄清池的凈水口相連接，第一循環(huán)泵和第二循環(huán)泵的輸出端分別與所述噴淋器、余熱發(fā)電裝置的進(jìn)水口相連接，第一循環(huán)泵將澄清池內(nèi)的凈水輸向噴淋器，利用噴淋器對(duì)余熱發(fā)電裝置排出的尾氣進(jìn)行噴淋冷凝，使回轉(zhuǎn)窯排出的尾氣中的粉塵及冷凝后的水分進(jìn)入澄清池內(nèi)進(jìn)行沉淀，第二循環(huán)泵將澄清池內(nèi)的凈水輸向余熱發(fā)電裝置，余熱發(fā)電裝置利用回轉(zhuǎn)窯、金屬鎂冶煉還原爐及固體氧化物燃料電池排出的高溫尾氣將凈水轉(zhuǎn)化成高壓蒸汽，進(jìn)行余熱發(fā)電，并同時(shí)將高壓蒸汽輸向蒸汽噴射泵，利用蒸汽噴射泵對(duì)金屬鎂冶煉還原爐內(nèi)的還原罐進(jìn)行持續(xù)負(fù)壓抽吸，使還原罐保持負(fù)壓狀態(tài)。

5.如權(quán)利要求4所述的以氫能為燃料的金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：還包括混料及成型裝置，所述混料及成型裝置的進(jìn)料口與回轉(zhuǎn)窯的出料口相連接，混料及成型裝置的出料口與金屬鎂冶煉還原爐內(nèi)的還原罐進(jìn)料端相連接，煅燒后的白云石經(jīng)過混料及成型裝置進(jìn)行混料、成型后，被輸入還原罐內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)。

6.如權(quán)利要求5所述的以氫能為燃料的金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述混料及成型裝置包括混料機(jī)、球磨機(jī)及壓球機(jī)，所述混料機(jī)的進(jìn)料口與回轉(zhuǎn)窯的出料口相連接，混料機(jī)的出料口與球磨機(jī)的進(jìn)料口相連接，球磨機(jī)的出料口與壓球機(jī)的進(jìn)料口相連接，壓球機(jī)的出料口與金屬鎂冶煉還原爐內(nèi)的還原罐進(jìn)料端相連接，煅燒后的白云石經(jīng)過混料機(jī)混料后，依次進(jìn)入球磨機(jī)混磨、進(jìn)入壓球機(jī)成型，最后被輸入還原罐內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)。

7.如權(quán)利要求4或6所述的以氫能為燃料的金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述余熱發(fā)電裝置與尾氣冷卻塔之間還設(shè)置有熱管式空氣預(yù)熱器，余熱發(fā)電裝置的尾氣出口與熱管式空氣預(yù)熱器的尾氣進(jìn)口相連接，熱管式空氣預(yù)熱器的尾氣出口與尾氣冷卻塔的尾氣進(jìn)口相連接，熱管式空氣預(yù)熱器的空氣換熱口分別與第一氫氣燃燒器、第二氫氣燃燒器的進(jìn)風(fēng)口相連接，熱管式空氣預(yù)熱器利用余熱發(fā)電裝置排出的尾氣對(duì)進(jìn)入各氫氣燃燒器的空氣進(jìn)行預(yù)熱，以輔助氫氣燃燒，并將換熱后的尾氣導(dǎo)入尾氣冷卻塔內(nèi)，利用尾氣冷卻塔對(duì)尾氣中的水分回收和降塵。

8.如權(quán)利要求7所述的以氫能為燃料的金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述熱管式空氣預(yù)熱器的空氣換熱口上設(shè)置有風(fēng)機(jī)，通過風(fēng)機(jī)向各氫氣燃燒器內(nèi)送風(fēng)，以輔助氫氣燃燒。

9.如權(quán)利要求4所述的以氫能為燃料的金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于：所述澄清池的底部設(shè)置有排污口。

技術(shù)總結(jié)
該發(fā)明提供一種以氫能為燃料的金屬鎂冶煉節(jié)能系統(tǒng)，包括氫能及氫能燃燒系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯、金屬鎂冶煉還原爐、尾氣冷凝回收裝置、余熱發(fā)電裝置、蒸汽噴射泵，氫能及氫能燃燒系統(tǒng)分別設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯及金屬鎂冶煉還原爐上，回轉(zhuǎn)窯、金屬鎂冶煉還原爐的尾氣出口與余熱發(fā)電裝置的尾氣進(jìn)口連接，余熱發(fā)電裝置的尾氣出口與尾氣冷凝回收裝置的進(jìn)口連接，尾氣冷凝回收裝置的凈水口與余熱發(fā)電裝置的進(jìn)水口相連接，余熱發(fā)電裝置的蒸汽出口與蒸汽噴射泵相連接，蒸汽噴射泵的負(fù)壓抽吸口與金屬鎂冶煉還原爐內(nèi)的還原罐相連接，利用尾氣冷凝回收裝置對(duì)尾氣中的水分回收并輸向余熱發(fā)電裝置內(nèi)進(jìn)行余熱發(fā)電，余熱發(fā)電裝置向蒸汽噴射泵輸送高壓蒸汽，使還原罐保持負(fù)壓狀態(tài)。

技術(shù)研發(fā)人員：王西來
受保護(hù)的技術(shù)使用者：王西來
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19