[实用新型]渣灰余热利用设备及包括该设备的硫铁矿制酸装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种热量利用设备及利用该设备的装置，具体涉及一种渣灰余热利用设备以及包括该设备进行硫铁矿制备硫酸的装置，属于化工与有色金属冶金技术领域。

背景技术

化工生产制造及有色金属冶炼等工艺过程中，常常会产生大量的高温炉渣，如，我国每年有色冶金产出的炉渣约250万吨，其温度为1200～1350℃，高温炉渣是量大质高的余热资源。目前的利用途径主要分为水淬法和风淬法两类。水淬法是将炉渣水淬，使渣中热量转换为热水用于加热或采暖。风淬法是将炉渣的余热转换为热空气后加以利用，目前使用渣―空气换热器和直接接触换热有许多困难，换热器价格也必较昂贵。而某些有色冶金也有原料干燥工段，原料干燥需要热量的提供，由于目前没有成熟的余热回收技术，高温炉渣的余热常常会白白耗散，原料干燥也需要另行提供热源，增加浪费；而且，很多时候，生产过程中产生的炉渣冷却后可回收利用，为了实现炉渣的回收利用，通常会使用大量冷却水等对炉渣进行降温冷却，不仅仅造成了大量的冷却水的浪费，另外，由于通过冷却水降温的炉渣含水量较高，其纯度降低，再利用价值相应降低。

以硫铁矿制酸工艺为例：

硫铁矿制硫酸的生产工艺流程包括原料干燥、焙烧、排渣、净化、气体干燥、转化及吸收等操作单元。该原料即硫铁矿，主要成分是FeS₂。

在原料干燥过程中需要使用热媒，通常使用热风炉，消耗大量的燃煤或燃油等能源。以200kt/a硫铁矿制硫酸装置为例：热风炉使用的燃煤小时消耗量：150～250kg/h，燃煤年消耗量：1080～1800t/a(参考文献：《硫铁矿渣显热回收利用的探讨》，硫磷设计与粉体工程，2011，6；此燃煤指工业用煤，由于产地或批次不同而热值不同，此消耗量约合标准煤772～1542t，标准煤平均消耗量1157t/a)，燃煤在生产过程中产生大量含尘二氧化碳气体，会对环境造成一定程度的污染。在排渣工艺过程中还需要消耗大量的水对高温矿渣进行降温、增湿及除尘。以浸没式冷却滚筒(Φ1200×Φ2400×17330)为例：额定消耗水量70t/h(数据引用云浮集团公司40万吨/年硫酸项目设备图纸A701a/b)。

在焙烧工艺过程中同时伴生大量高温硫铁矿渣灰，包括沸腾炉除渣、废热锅炉除灰、旋风除尘器除灰和静电除尘器除灰。沸腾炉除渣温度800～850℃，三种除灰温度范围：300～650℃，每吨渣灰的平均带出热438358kJ～466954kJ，相当于标准煤14.95kg～15.93kg的发热值。如以200kt/a硫铁矿制硫酸装置为例：年排渣灰量约15万吨，显热含量总计约合标准煤2243～2390t的发热值(参考文献：《硫铁矿渣显热回收利用的探讨》，硫磷设计与粉体工程，2011，6)。

另外，硫铁矿渣的粒度分布范围较大，其中旋风除尘器和静电除尘器所排矿渣(尘)粒度较小、含水率低，不需经过筛分、磨粉、干燥加工，可以直接作为无机化工和冶金原料(铁红Fe₂O₃)，单独销售价格较高；沸腾炉和废热锅炉所排大颗粒矿渣宜用于建筑材料。现有排渣生产过程中需要把沸腾炉、废热锅炉、旋风除尘器及静电除尘器等不同设备的排除渣进行混合并增湿，粗渣和细尘混合输送后不易进行分类利用，增加了选矿工作量，降低了硫铁矿渣的价值。

因此，1个硫铁矿制酸装置排出渣灰所含余热是原料干燥所需热量的1.9～2.1倍(按平均值计算)，如能利用渣灰余热的50％～55％，既可满足原料干燥生产所需热量，实现原料干燥、排渣两个工段的自身能量平衡，使硫铁矿制酸生产过程节能、环保，同时获得一定的经济效益。

综上所述，若能将工艺过程中产生的高温炉渣的余热用于原料干燥等，会大大降低工艺过程中的能源消耗。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型的第一目的是针对现有生产工艺对节能、环保及余热利用的需要，提供一种渣灰余热利用设备，本实用新型的第二目的是提供一种包括该渣灰余热利用设备的硫铁矿制酸装置。