[发明专利]一种熔融还原炉煤气循环利用装置及方法

权利要求书

1.一种熔融还原炉煤气循环利用系统，其特征在于，熔融还原炉煤气循环利用系统包括：依次连接的汽化烟道，旋风除尘器，余热锅炉，布袋除尘器，调压阀组，所述调压阀组出口分别与煤粉制备装置、热风炉、烘干窑连接，所述汽化烟道的入口与熔融还原炉连接。

2.如权利要求1熔融还原炉煤气循环利用系统，其特征在于，汽化烟道依次分为炉口段、烟道1段、烟道2段、烟道3段、烟道4段五部分，截面为圆形，前四部分采用强制循环汽化冷却，每部分都设置了热水循环泵，可以实现强制冷却，最后一部分为自然循环但也能实现强制循环汽化冷却。

3.如权利要求1-2熔融还原炉煤气循环利用系统，其特征在于，旋风除尘器采用上圆筒，下锥体结构，上部为旋风筒，下部为储灰罐，旋风筒内表面设计耐火砖及喷涂料，以防止煤气流的冲刷磨损，进口采用外旋的形式，尽可能的加大除尘器入口加速段，采用两台并列的旋风除尘器，煤气中大颗粒粉尘被沉降收集，通过旋风除尘器降低煤气含尘量，提高煤气的对流换热系数。

4.如权利要求1-3熔融还原炉煤气循环利用系统，其特征在于，经除尘的煤气在余热锅炉中，余热锅炉为绝热炉膛、自然循环、正压、紧身封闭布置、全钢构架余热锅炉。

5.如权利要求1-4熔融还原炉煤气循环利用系统，其特征在于，所述布袋除尘器为干法布袋除尘器，半净煤气从中下部进入布袋除尘箱体，含尘气流经滤袋后，灰尘被阻在滤袋外，滤袋内的净煤气由筒体顶部的净气支管进入到净煤气总管，再经调压阀组减压、消声器降噪进入煤气管网。

6.如权利要求1-5熔融还原炉煤气循环利用系统，其特征在于，煤气管网中的净煤气一部分进入回转窑中，一部分进入煤粉的制备系统，另一部分进入热风炉送风系统。

7.一种利用如权利要求1-6的系统进行余热利用工艺，其特征在于，包括以下工艺步骤：

(1)、在熔融还原炉炉顶煤气室中产生大量高温、高热值、并携带大量炉尘的煤气，煤气温度在1400～1650℃，在生产过程中持续产出；

(2)、高温煤气首先经汽化烟道收集冶炼过程中的高温煤气并将其冷却下来，汽化烟道分为炉口段、烟道1段、烟道2段、烟道3段、烟道4段五部分，截面为圆形，前四部分采用强制循环汽化冷却，每部分都设置了热水循环泵，可以实现强制冷却，最后一部分为自然循环但也能实现强制循环汽化冷却，煤气冷却系统采用强制循环汽化冷却和自然循环汽化冷却相结合的复合循环冷却方式；

(3)、煤气在汽化烟道出口温度降为600～800℃，然后进入旋风除尘器进行除尘处理，去除煤气中携带的较大颗粒烟尘，防止后续煤气管道积灰堵塞，旋风除尘器采用上圆筒，下锥体结构，上部为旋风筒，下部为储灰罐，旋风筒内表面设计耐火砖及喷涂料，以防止煤气流的冲刷磨损，进口采用外旋的形式，尽可能的加大除尘器入口加速段，采用两台并列的旋风除尘器，煤气中大颗粒粉尘被沉降收集，通过旋风除尘器降低煤气含尘量，提高煤气的对流换热系数；

(4)、经除尘的煤气在余热锅炉中，余热锅炉为绝热炉膛、自然循环、正压、紧身封闭布置、全钢构架余热锅炉，利用高温煤气能量采用换热方式将给水加热至饱和蒸汽加以利用，经余热锅炉后煤气冷却至170～200℃；

(5)、冷却后的煤气采用干法布袋除尘器进行净化除尘，半净煤气从中下部进入布袋除尘箱体，含尘气流经滤袋后，灰尘被阻在滤袋外，滤袋内的净煤气由筒体顶部的净气支管进入到净煤气总管，再经调压阀组减压、消声器降噪进入煤气管网；

(6)、为了实现煤气的完全利用，煤气管网中的净煤气分别进入生产工序中进行循环利用；。一部分进入回转窑中，用于矿石的烘干、预热、提温，煤气从回转窑的窑头进入，在煅烧带进行燃烧放热，使窑内温度升高，通过控制煤气的流量来控制回转窑内的温度，进而控制矿粉出料温度。这部分煤气消耗占总煤气量的30％～40％；

一部分进入煤粉的制备系统，用于煤粉的烘干，煤气在热媒发生装置燃烧室内燃烧产生高温废气，与烟气风机引过来的热风炉烟气在混合室混合，生成热烟气，进入煤粉磨机对煤粉进行干燥；这部分煤气消耗占总煤气量的30％～45％；

另一部分进入热风炉送风系统，用于热风炉的升温，通过调节煤气流量控制废气温度、通过调节助燃空气流量来控制燃烧，热风炉产生的废气同样进入煤粉磨机对煤粉进行干燥。这部分煤气消耗占总煤气量的25％～40％。最终实现了在整个工序中内部的循环利用。不仅将高温的煤气物理显热得到充分利用，而且还将煤气的化学热得到了充分的释放，极大地降低了整个工序的能耗，实现了节能降耗的目的。