环保冶金炉及其使用方法_2

文档序号:9469541阅读:来源:国知局
了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
[0031]在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,一体地连接,也可以是可拆卸连接;可以是两个元件内部的连通;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0032]参照图1所示,本发明环保冶金炉包括有主炉膛1、投料炉炉膛26、搅拌栗室24。主炉膛1、分别通过第一连接风口 2,第二连接风口 22连接主炉膛I的第一降温室3与第二降温室20、连接于第一降温室3与第二降温室20之间的换向系统16、与换向系统16连接的鼓风机19以及第一引风机7和第二引风机9、分别与鼓风机19、第一引风机7和第二引风机9连接的电脑控制柜15 ;其中,还包括一延伸入炉膛的烧嘴21,烧嘴连接有燃料供应管道4,燃料供应管道上有燃料流量控制装置5,燃料流量控制装置5通过通过燃料控制器13连接电脑控制柜15 ;投料炉炉膛26包含有炉门27 (也是人工投料口)、连续加料机25 ;主炉膛I与投料炉膛26之间的气体通道上设置有催化剂添加系统28 ;搅拌栗室24内有搅拌栗23。第一降温室3与换向系统16之间通过第一连接管道6连接;而第二降温室20与换向系统16之间通过第二连接管道17连接。换向系统16通过进风管道18连接鼓风机19,通过排风管道8连通第一引风机7,第二引风机9通过支管10连通排风管道8。
[0033]第一降温室3与第二降温室20内堆放一定体积和高度的吸放热体。吸放热体材料可以使用市场上的耐高温陶瓷如高铝、刚玉或碳化硅陶瓷,形状可以是小球堆积或使用陶瓷蜂窝体。材料的导热率越高,比热容越大,降温效果越好,使用普通材料,降温室体积相应增大。
[0034]换向系统16可用换向阀等装置,也可采用如图所示的换向板结构,换向板转到一个位置,换向板将关联通道分隔为两部分,鼓风机19抽吸的空气进入降温室中的一个,另一个降温室用来排烟气,换向板转到另一个位置,上次进空气的降温室变为排烟气,上次排烟气的变为进空气。
[0035]鼓风机19设置有鼓风机变频器11 ;所述第一引风机7和第二引风机9设置有第一引风机变频器12和第二引风机变频器14。电脑控制柜15通过鼓风机变频器11与鼓风机19相连、通过第一引风机变频器12和第二引风机变频器14与第一引风机7和第二引风机9相连、通过燃料控制器13与燃料流量控制装置5相连。
[0036]以再生铝冶炼为例,冶金炉启动的第一阶段,第一批投料投入干净的金属原料入到主炉膛1,电脑控制柜15指令鼓风机变频器11、第一引风机变频器12、以及燃料控制器13处于适当的输出,第二引风机9关闭,这时鼓风机19、第一引风机7的风量和压力与燃料的供应量相匹配,主炉膛I和投料炉膛26内为微正压。同时启动气体循环系统。气体循环系统的换向系统按系统设计时间换向,这时常温空气由鼓风机19鼓风、经过进风管道18、换向系统16、再经过第一连接管道6进入第一降温室3时,第一降温室3内的快速吸热、放热材料快速放热给空气,使空气升温达到900°C以上的高温,经过第一连接风口 2进入主炉膛1,该高温空气在主炉膛I内与烧嘴21供应的燃料燃烧形成1000-1100°C的平均炉膛温度;燃烧产物(烟气)经过第二连接风口 22进入第二降温室20,第二降温室20内的快速吸热、放热材料迅速吸收烟气中的热量,烟气温度从1200度降低到150度以下,从第二连接管道17、换向系统16、排风管道8和第一引风机7排放到环保烟道中。
[0037]当换向系统16换向后,常温空气由鼓风机19鼓风、经过进风管道18、换向系统16、再经过第二连接管道17进入第二降温室20时,第二降温室20内的快速吸热和放热材料由吸热变为快速放热,将热量放给空气,使空气升温达到900°C以上的高温,经过第二连接风口 22进入主炉膛1,该高温空气在炉膛内与烧嘴21供应的燃料燃烧形成1000-1100°C的平均炉膛温度;燃烧产物(烟气)经过第一连接风口 2进入第一降温室3,这时第一降温室3内的快速吸热和放热材料不再是放热而是快速吸收烟气中的热量,使烟气的温度迅速从1000 0C的平均温度降到150 °C以下,从第一连接管道6、换向系统16、排风管道8和第一引风机7排放到环保烟道中。
[0038]系统在这种状况下持续运行,直到主炉膛I内金属熔化并升温到可顺畅流动温度(铝液为800°C)进入启动的第二阶段。
[0039]冶金炉启动的第二阶段,当主炉膛I内金属温度达到可顺畅流动时(铝炉为8000C ),电脑控制柜15发出指令启动搅拌栗23,使液态金属从主炉膛I —搅拌栗室24 —投料炉炉膛26 —主炉膛I循环流动起来。启动连续加料机25,废料投入投料炉26后遇到高温液态金属产生含二噁英废气。催化剂添加系统28设有催化剂雾化器,启动催化剂添加系统28,将雾化后的催化剂送到主炉膛I和投料炉炉膛26之间的气体通道上。启动第二引风机9、调节燃料控制器13加大燃料的供给,第二引风机9开启后使主炉膛I产生适当负压,将投料炉炉膛26内含催化剂和二噁英烟气吸入主炉膛1,这时投料炉炉膛26也形成负压,从而从连续加料机25的投料筒吸入适量空气;加大燃料供给可以保持主炉膛I内混合气体平均温度不低于1000°C。到此系统进入正常工作阶段。
[0040]冶金炉进入正常运行阶段后,搅拌栗23使液态金属从主炉膛I —搅拌栗室24 —投料炉炉膛26 —主炉膛I循环流动起来。连续加料机25将废料均匀连续投入投料炉炉膛26,循环中的高温液态金属将废料上的杂质加热气化产生含二噁英废气,再熔化金属废料混合成低温液态金属,雾化后的催化剂在主炉膛I和投料炉炉膛26之间的气体通道里与二噁英废气混合,含催化剂和二噁英的废气和低温液态金属通过各自通道回到主炉膛I。
[0041]含二噁英的废气进入主炉膛I后,在高温环境下二噁英被催化裂解为无害物质,这时主炉膛I内烟气为含二噁英裂解产物的烟气,这些烟气进入气体循环系统,如前所述,烟气被第一降温室3和第二降温室20轮流迅速降温到150°C以下排放到环保烟道,防止了二噁英的再合成,达到了环保目的。同时降低烟气温度时吸收的热量,被用于加热助燃空气,达到了节能的目的。
[0042]第一引风机7和第二引风机9也可以只用一台吸风机,控制其引风量即可。
[0043]下面以90吨再生铝熔化炉为例对比说明现有技术与本发明技术的成本情况。
[0044]90吨再生铝熔化炉是再生铝行业比较普遍使用的反射型冶金炉,国内大型再生铝企业如上海新格集团(年产熔铸铝合金50万吨)、太仓怡球资源再生股份有限公司(年产熔铸铝合金35万吨)、重庆顺博铝合金股份有限公司(年产熔铸铝合金30万吨)、重庆剑涛铝业有限公司(年产熔铸铝合金6万吨)等都在使用。
[0045]—个年产5万吨左右的90吨再生铝熔化炉每天熔化废旧铝材160吨,扣除投料和其他生产过程耗时8小时每天,每小时熔化10吨。每吨废铝熔化时产生平均温度350°C的含二噁英空气100Nm3,即该炉每小时产生1000Nm3 二噁英废气。在传统冶金炉中,二噁英废气的产生是间歇式的,峰值产生量达每小时200000Nm3。
[0046]1、分解炉建设成本。分解炉必须要有处理峰值二噁英废
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