專利名稱：在廢氣和廢液處理中進(jìn)行余熱回收的裝置及其回收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多晶硅生產(chǎn)過程中伴生的高濃度含氯廢氣和含氯廢液進(jìn)行處理回收領(lǐng)域，具體涉及在廢氣和廢液處理中進(jìn)行余熱回收的裝置及其回收方法。
背景技術(shù)：
多晶硅生產(chǎn)過程中伴生的高濃度含氯廢氣和含氯廢液需要進(jìn)行凈化處理，針對(duì)這種廢氣、廢液較先進(jìn)的處理方法為焚燒干法エ藝。該エ藝的核心技術(shù)是將廢液、廢氣進(jìn)入焚燒爐內(nèi)焚燒，在高溫環(huán)境下，廢氣和廢液中的氯化物得到熱氧化和水解，其中二氧化硅以粉末狀態(tài)混合在高溫?zé)煔庵?，氯化氫以氣體狀態(tài)混合在高溫?zé)煔庵?。為了分離混在高溫?zé)煔庵械姆蹱睽搜趸韬吐然瘹?，還需要將高溫?zé)煔庋杆倮鋮s至原溫度的30 %左右，這種低溫?zé)煔饩涂梢赃M(jìn)入金屬過濾器完成ニ氧化硅分離，并加以回收，繼續(xù)進(jìn)入噴淋濃縮裝置完成鹽酸的回收。一般來說，焚燒爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔飧哌_(dá)1000度，而下道エ藝金屬過濾器接受的煙氣溫度在300度以下，因此必需先行降溫，同時(shí)對(duì)產(chǎn)生的大量的余熱實(shí)施高效率回收， 那就可大大降低焚燒干法系統(tǒng)的總能耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的ー個(gè)目的在于提供一種在廢氣和廢液處理中進(jìn)行余熱回收的裝置，能夠?qū)禍刂挟a(chǎn)生余熱實(shí)施高效率回收。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下在廢氣和廢液處理中進(jìn)行余熱回收的裝置，包括一余熱鍋爐，該余熱鍋爐一端設(shè)有高溫?zé)煔膺M(jìn)氣ロ，另一端設(shè)有低溫?zé)煔獬鰵猊?，其特征在于焚燒爐通過管道與余熱鍋爐的高溫?zé)煔膺M(jìn)氣ロ連接，從高溫?zé)煔膺M(jìn)氣ロ向低溫?zé)煔獬鰵猊矸较?，余熱鍋爐依次分為高溫段、中溫段和低溫段，高溫段設(shè)有高溫段蒸發(fā)器，中溫段設(shè)有中溫段蒸發(fā)器，低溫段設(shè)有低溫段蒸發(fā)器，中溫段余熱鍋爐與低溫?zé)煔獬鰵猊碇g設(shè)有旁通煙管，余熱鍋爐爐壁和低溫?zé)煔獬鰵猊砭O(shè)有溫度監(jiān)測(cè)裝置。低溫段蒸發(fā)器的輸入端與冷水入口連接，低溫段蒸發(fā)器的輸出ロ與高溫段蒸發(fā)器的輸入口連接，高溫段蒸發(fā)器的輸出口與中溫段蒸發(fā)器的輸入口連接，中溫段蒸發(fā)器的輸出端與氣水分離器的輸入端連接，氣水分離器的熱水出口與高溫段蒸發(fā)器的輸入端連接。本發(fā)明的另ー個(gè)目的在于提供一種在廢氣和廢液處理中進(jìn)行余熱回收的方法，能夠?qū)禍刂挟a(chǎn)生余熱實(shí)施高效率回收。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下在廢氣和廢液處理中進(jìn)行余熱回收的方法，其特征在干焚燒爐內(nèi)的高溫?zé)煔馔ㄟ^管道進(jìn)入余熱鍋爐的熱交換腔內(nèi)，與余熱鍋爐內(nèi)的蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換，脫鹽水從進(jìn)水口流入低溫段蒸發(fā)器后，與該余熱鍋爐內(nèi)低溫段煙氣進(jìn)行熱交換后，從低溫段蒸發(fā)器輸出口導(dǎo)入高溫段蒸發(fā)器，流經(jīng)高溫段蒸發(fā)器和中溫段蒸發(fā)器，與進(jìn)入余熱鍋爐的高溫段和中溫段的煙氣進(jìn)行熱交換后，從中溫段蒸發(fā)器輸出ロ導(dǎo)出并經(jīng)氣水分離器進(jìn)行水汽分離，蒸汽從蒸汽出口排出，熱水回流至高溫段蒸發(fā)器，同時(shí)進(jìn)入熱交換腔內(nèi)的高溫?zé)煔饨?jīng)過熱交換變?yōu)榈蜏責(zé)煔夂髲牡蜏責(zé)煔獬鰵猊砼懦觥?br> 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)具有降溫速度快、換熱效率高、溫度控制精確、避免了 HCl腐蝕和Si02在換熱管管壁上粘附、換出的蒸汽未受到污染等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)高溫?zé)煔庥酂釋?shí)施高效率回收，可大大降低焚爐系統(tǒng)的能耗，構(gòu)思巧妙，技術(shù)可靠，設(shè)備投資較低，是余熱回收領(lǐng)域創(chuàng)新技術(shù)，產(chǎn)出品市場(chǎng)容量巨大，經(jīng)濟(jì)效果明顯，井能符合節(jié)能減排的要求。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)ー步的描述。如圖I所示，在廢氣和廢液處理中進(jìn)行余熱回收的裝置，包括一余熱鍋爐4，該余熱鍋爐4 一端設(shè)有高溫?zé)煔膺M(jìn)氣ロ 2，另一端設(shè)有低溫?zé)煔獬鰵猊?3，其特征在于焚燒爐I通過管道與余熱鍋爐的高溫?zé)煔膺M(jìn)氣ロ 2連接，余熱鍋爐依次分為高溫段、中溫段和低溫 段，高溫段設(shè)有高溫段蒸發(fā)器5、中溫段設(shè)有中溫段蒸發(fā)器6，低溫段設(shè)有低溫段蒸發(fā)器7，余熱鍋爐中溫段與低溫?zé)煔獬鰵猊?3之間設(shè)有旁通煙管15。低溫段蒸發(fā)器7的換熱管輸入端與冷水入口 13連接，低溫段蒸發(fā)器7的換熱管輸出口與高溫段蒸發(fā)器5的換熱管輸入ロ連接，高溫段蒸發(fā)器5的換熱管輸出口與中溫段蒸發(fā)器6的換熱管輸入口連接，中溫段蒸發(fā)器6的換熱管輸出端與氣水分離器9的輸入端連接,氣水分離器9的熱水出口與高溫段蒸發(fā)器5的換熱管輸入端連接，氣水分離器9的蒸汽輸出端與蒸汽出口 12連接，脫鹽水輸送泵14通過除氧器8與該余熱鍋爐的冷水入口 13連接。從焚燒爐出來的高溫?zé)煔饨?jīng)高溫?zé)煔膺M(jìn)ロ 2進(jìn)入爐腔，按照設(shè)計(jì)的氣流分布，以一定的流速通過三段熱交換區(qū)(高溫段5、中溫段6和低溫段7)，高溫?zé)煔馀c蒸發(fā)器內(nèi)的介質(zhì)水發(fā)生熱交換，使煙氣溫度下降然后從出ロ進(jìn)入下エ序，脫鹽水經(jīng)脫鹽水輸送泵14送入除氧器8，除氧后進(jìn)入低溫段7蒸發(fā)器，從低溫段蒸發(fā)器出來的熱水(不產(chǎn)生蒸氣)與氣水分離器9 (氣包)分離出的熱水混合經(jīng)熱水輸送泵10送入高溫蒸發(fā)器5，爐腔內(nèi)的高、中溫蒸發(fā)器是通過管道串聯(lián)的，產(chǎn)生的蒸氣、高溫水混合物從中溫段6蒸發(fā)器出來，進(jìn)氣水分離器9，在此進(jìn)行氣、水分離后，蒸汽從蒸汽出口送往用戶，高溫水則返回高溫段蒸發(fā)器如此不斷循環(huán)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，高溫段蒸發(fā)器尺寸為2160*1150*889，中溫段和低溫段蒸發(fā)器尺寸為1760*1150*889。兩個(gè)相鄰蒸發(fā)器之間留有間隔，間隔一般為500 700mm，旁通煙管15的一端與余熱鍋爐的中溫段6中部連接，旁通煙管15的另一端與余熱鍋爐低溫?zé)煔獬鰵猊?2連接。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，余熱鍋爐爐膛容積約27立方米，由兩組受熱面并聯(lián)布置可互為備用(一組可滿足エ藝要求)，單組受熱面的爐膛容積約13. 5立方米，每組受熱面由74排Φ38Χ5和Φ42Χ5旗式管(蒸發(fā)器的換熱管)組成，總換熱面積約198平方米，為準(zhǔn)確控制煙氣出ロ溫度，設(shè)有旁通煙管進(jìn)行調(diào)溫，爐壁和出口處均設(shè)有溫度監(jiān)測(cè)裝置，蒸發(fā)器換熱管設(shè)有壓カ監(jiān)測(cè)裝置，采用PLC對(duì)溫度、壓カ實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的自動(dòng)控制來實(shí)現(xiàn)降溫控制，焚燒爐與余熱鍋爐的高溫?zé)煔膺M(jìn)氣連接管道，其尺寸根據(jù)煙氣的流速要求設(shè)計(jì)，采用耐溫同時(shí)又保溫的材質(zhì)，在熱交換過程中，高溫?zé)煔庵泻械腟i02會(huì)有少量粘附在蒸發(fā)器的換熱管外壁上，在爐頂每組換熱管上均采用超聲波清灰裝置，由PLC自動(dòng)控制使Si02不在高低溫蒸發(fā)器換熱管管壁上粘附。確保鍋爐降溫效果，同時(shí)調(diào)節(jié)蒸發(fā)器內(nèi)エ質(zhì)水合理的工作壓カ(2 5公斤)，從而調(diào)節(jié)余熱鍋爐內(nèi)高溫?zé)煔獾睦鋮s速度，將壁溫控制在200 250°C附近，避開HCl對(duì)設(shè)備的腐蝕。在煙氣出ロ設(shè)置測(cè)溫裝置，當(dāng)檢測(cè)到煙氣出ロ溫度低于設(shè)定溫度，則可通過中溫段和煙氣出口之間的旁通煙管將中溫段的較高溫度的煙氣引至煙氣出ロ，以便調(diào)節(jié)煙氣出ロ溫度。該旁通煙管可設(shè)置調(diào)節(jié)閥門，以便調(diào)節(jié)該較高溫度的煙氣的流通速度，從而調(diào)節(jié)煙氣 出口溫度。
權(quán)利要求
1.在廢氣和廢液處理中進(jìn)行余熱回收的裝置，包括一余熱鍋爐，該余熱鍋爐一端設(shè)有高溫?zé)煔膺M(jìn)氣口，另一端設(shè)有低溫?zé)煔獬鰵饪?，其特征在于焚燒爐通過管道與余熱鍋爐的高溫?zé)煔膺M(jìn)氣口連接，從高溫?zé)煔膺M(jìn)氣口向低溫?zé)煔獬鰵饪诜较颍酂徨仩t依次分為高溫段、中溫段和低溫段，高溫段設(shè)有高溫段蒸發(fā)器，中溫段設(shè)有中溫段蒸發(fā)器，低溫段設(shè)有低溫段蒸發(fā)器，中溫段余熱鍋爐與低溫?zé)煔獬鰵饪谥g設(shè)有旁通煙管，余熱鍋爐爐壁和低溫?zé)煔獬鰵饪诰O(shè)有溫度監(jiān)測(cè)裝置。
2.如權(quán)利要求I所述的在廢氣和廢液處理中進(jìn)行余熱回收的裝置，其特征在于低溫段蒸發(fā)器的換熱管輸入端與冷水入口連接，低溫段蒸發(fā)器的換熱管輸出口與高溫段蒸發(fā)器的換熱管輸入口連接，高溫段蒸發(fā)器的換熱管輸出口與中溫段蒸發(fā)器的換熱管輸入口連接，中溫段蒸發(fā)器的換熱管輸出端與氣水分離器的輸入端連接，氣水分離器的熱水出口與高溫段蒸發(fā)器的換熱管輸入端連接。
3.如權(quán)利要求2所述的在廢氣和廢液處理中進(jìn)行余熱回收的裝置，其特征在于爐頂每組換熱管均采用超聲波清灰裝置。
4.在廢氣和廢液處理中進(jìn)行余熱回收的方法，其特征在于在廢氣和廢液處理中進(jìn)行余熱回收的方法，其特征在于焚燒爐內(nèi)的高溫?zé)煔馔ㄟ^管道進(jìn)入余熱鍋爐的熱交換腔內(nèi)，與余熱鍋爐內(nèi)的蒸發(fā)器進(jìn)行熱交換，脫鹽水從進(jìn)水口流入低溫段蒸發(fā)器后，與該余熱鍋爐內(nèi)低溫段煙氣進(jìn)行熱交換后，從低溫段蒸發(fā)器輸出口導(dǎo)入高溫段蒸發(fā)器，流經(jīng)高溫段蒸發(fā)器和中溫段蒸發(fā)器，與進(jìn)入余熱鍋爐的高溫段和中溫段的煙氣進(jìn)行熱交換后，從中溫段蒸發(fā)器輸出口導(dǎo)出并經(jīng)氣水分離器進(jìn)行水汽分離，蒸汽從蒸汽出口排出，熱水回流至高溫段蒸發(fā)器，同時(shí)進(jìn)入熱交換腔內(nèi)的高溫?zé)煔饨?jīng)過熱交換變?yōu)榈蜏責(zé)煔夂髲牡蜏責(zé)煔獬鰵饪谂懦觥?br> 5.如權(quán)利要求4所述的在廢氣和廢液處理中進(jìn)行余熱回收的方法，其特征在于控制蒸發(fā)器內(nèi)工質(zhì)水的工作壓力為2 5公斤，將余熱鍋爐的壁溫控制在200 250°C，當(dāng)檢測(cè)到煙氣出口溫度低于設(shè)定溫度，則通過中溫段和低溫?zé)煔獬鰵饪谥g的旁通煙管將中溫段的煙氣引至低溫?zé)煔獬鰵饪?，以便調(diào)節(jié)煙氣出口溫度。
全文摘要
本發(fā)明公開了在廢氣和廢液處理中進(jìn)行余熱回收的裝置，其特征在于焚燒爐通過管道與余熱鍋爐的高溫?zé)煔膺M(jìn)氣口連接，余熱鍋爐分為高溫段、中溫段和低溫段，高溫段、中溫段和低溫段均設(shè)有蒸發(fā)器，中溫段與低溫?zé)煔獬鰵饪谥g設(shè)有旁通煙管，余熱鍋爐爐壁和低溫?zé)煔獬鰵饪诰O(shè)有溫度監(jiān)測(cè)裝置。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)具有降溫速度快、換熱效率高、溫度控制精確、避免了HCl腐蝕和SiO2在換熱管管壁上粘附、換出的蒸汽未受到污染等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)高溫?zé)煔庥酂釋?shí)施高效率回收，可大大降低焚爐系統(tǒng)的能耗，構(gòu)思巧妙，技術(shù)可靠，設(shè)備投資較低，是余熱回收領(lǐng)域創(chuàng)新技術(shù)，產(chǎn)出品市場(chǎng)容量巨大，經(jīng)濟(jì)效果明顯，并能符合節(jié)能減排的要求。
文檔編號(hào)F23G7/00GK102679300SQ20111006570
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者吳勇, 唐明元, 姜靜, 徐天友, 楊美林, 王宏建, 王忠群, 王紹祖, 程煒, 鄭偉雙 申請(qǐng)人:上海達(dá)源環(huán)境科技工程有限公司, 中核動(dòng)力設(shè)備有限公司, 陜西天宏硅材料有限責(zé)任公司