專利名稱：流態(tài)化沸騰焙燒爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及硫鐵礦、鋅精礦焙燒制酸裝置的沸騰焙燒爐；尤其涉及對該種沸騰焙燒爐出渣部分的改進。
背景技術：
流態(tài)化沸騰焙燒爐是硫鐵礦、鋅精礦制酸裝置焙燒工序的主要設備之一，爐子形狀主要有直筒型和上部擴大型兩種。直筒型沸騰焙燒爐多用于有色金屬浮選礦的焙燒，焙燒強度低，而上部擴大型的沸騰爐因焙燒強度大多用于硫鐵礦的焙燒，我國大部分礦焙燒爐屬于此類型。常規(guī)沸騰焙燒爐爐體為鋼殼內襯保溫磚再襯耐火磚結構(含保溫磚內襯1、耐火磚內襯2)。如圖6、7所示，整個爐體可分為幾部分，上部為爐膛，包括沸騰床層8、中部擴大段和上部爐膛7。爐床中裝有冷卻水箱9，以移走沸騰床層8的余熱，降低沸騰床層8壁面的溫度。中部為向上擴大的錐形段，上部爐膛7的截面積比沸騰床層8的面積大，以降低氣速和減少固體粒子帶出。下部是空氣室即下風室3，設有空氣進口管4，中間隔著一個空氣分布板5，上澆注耐火混凝土，埋設有許多空氣分布板風帽6。另外爐體還設有加料口 10、爐渣溢流口 11、爐氣出口 12、二次風進口 13、點火口 14、安全放空口 15等接管。礦的焙燒過程就在爐膛內進行，給料機將合格礦送入沸騰焙燒爐，用風機送來的空氣沸騰焙燒，控制沸騰層溫度850 950°C。沸騰焙燒爐出口氣體溫度約920°C進入余熱鍋爐降溫并回收熱量，沸騰焙燒爐溢流口排出的高溫爐渣900°C進入冷卻系統。從企業(yè)運行情況來看，多存在因沸騰焙燒爐排渣系統故障導致停車。高故障的原因主要是1、排出爐渣溫度高，輸送不銹鋼管道材質易損壞；2、沸騰爐溢流口與冷卻設備距離遠，連接輸送管道長，容易堵塞；3、排渣不連續(xù)導致冷卻設備冷熱不均，焊縫熱脹冷縮易開裂。頻繁檢修影響系統的開車率，維修增加了系統運行成本，對系統長周期穩(wěn)定運行存在安全隱患。另外從資源和環(huán)保角度看，還存在以下問題1、熱損失大，900°C爐渣冷卻多采用噴水降溫到400°C左右送走，爐渣熱沒有回收， 造成了能源浪費。2、冷卻排渣需要消耗大量的水，且對生產環(huán)境造成污染。3、操作環(huán)節(jié)多，涉及排渣、輸送、淋水冷卻、排污調節(jié)，工藝及控制復雜。國家知識產權局1998. 10. 18.公開的公開號“CN1197179A”、名稱為“直接送風式沸騰爐爐渣余熱回收新方法及其系統”的實用新型專利申請文件公開了一種利用空氣冷卻爐渣，將被爐渣加熱后的熱風送入沸騰爐助燃以回收爐渣余熱的方法。具體技術手段是使從沸騰爐的沸騰床排放的爐渣流入爐渣冷卻床，與鼓入爐渣冷卻床的冷空氣進行熱交換， 其特點在于將經爐渣加熱后的熱空氣從沸騰爐的懸浮段引入爐，作為沸騰爐二次燃燒所需的助燃空氣。根據上述直接送風式沸騰爐爐渣余熱回收新方法而設計的直接送風式沸騰爐爐渣余熱回收系統是與沸騰爐結合在一起的。沸騰爐通常由沸騰床、懸浮段、風室、對流管、尾部受熱面及送風機等組成，本系統的主要特點是采用多室流化床作為爐渣冷卻床，多室流化床包括床身、布風板和多風室進風結構，床身上具有入渣口、排渣口和出風口，其布風板水平或傾斜設置，布風板之上的床身中用隔板分隔成不少于3個的室，各室底部相通，布風板之下則有與床身中的室相對應的數目相同的風室，風室之下為進風口。其入渣口通過爐渣輸送管道分別與沸騰床上部的溢流渣滲流口和沸騰床下部的冷渣排出管相連，進風口通過冷風輸送管道連到送風機，出風口則通過熱風輸送管道連到位于沸騰爐懸浮段的熱風入爐口。所說的熱風入爐口位于沸騰爐懸浮段的負壓區(qū)。近年來，隨著現代化工業(yè)朝向規(guī)?；l(fā)展，沸騰爐的規(guī)模已經從早年的1-5萬噸/ 年，發(fā)展到如今的10-50萬噸/年。上述專利技術手段，將爐渣引出爐外采用空氣冷卻已無法適應目前加工業(yè)的需求，一旦爐渣流量、流速增大，在出渣口無法得到該文聲稱的爐渣溫度由900°C降低到50°C。并且在實踐中即便其流化速度(l-3m/s)、風量按該文聲稱的要求實施，其出渣溫度也難以達到50°C。并且該文中采用渣、回風分道的方式，含有大量灰份的回風直接進入上部爐膛，會對整體加工產生不利影響。
實用新型內容本實用新型針對上述缺陷，提供了一種產能大，熱回收效能更高，且不將含大量灰份的回風直接送入上部爐膛的流態(tài)化沸騰焙燒爐。本實用新型的技術方案是所述爐體由下至上包括下風室、沸騰床層、擴大段、上直段和頂蓋；在所述沸騰床層和下風室之間設有空氣分布板，在所述沸騰床層的側邊設有出渣口，所述出渣口下緣高度高于所述空氣分布板板面高度；在爐體外設有爐渣溢流口，所述出渣口與所述爐渣溢流口通過熱交換型后室沸騰床相連；所述熱交換型后室沸騰床包括后室沸騰床體、風室裝置和熱交換裝置；所述后室沸騰床體包括具有中空腔室的本體、進渣口和排渣口 ；所述風室裝置設在所述本體的底部，向本體的腔室內部鼓風；所述熱交換裝置包括冷卻管束，所述冷卻管束伸入所述本體的腔室內部，與所述本體的腔室內部的流動爐渣充分接觸；所述排渣口連接所述爐渣溢流口 ；所述進渣口連接所述沸騰床層側邊的出渣口 ；且所述進渣口兼作將所述后室沸騰床體內的風引導入所述沸騰床層內的風道。所述沸騰床層的內壁上設有冷卻水箱，所述熱交換裝置與所述冷卻水箱相連通。所述進渣口下緣設有外高內底的斜坡，將由后室沸騰床體底部風室裝置鼓出的風導入所述沸騰床層內。所述進渣口下緣的高度高于所述排渣口下緣的高度。在所述后室沸騰床體的外端面設有處理門。所述風室裝置包括風室和風帽，所述風室固定連接在所述后室沸騰床本體底板的下部，所述風帽固定連接在所述后室沸騰床本體的底板上。所述后室沸騰床本體由鋼板內襯保溫磚及耐熱澆注材料構成。所述后室沸騰床本體內的排渣口外側設有排渣室，所述排渣室連接所述爐渣溢流□。
4[0031]本實用新型將熱交換型后室沸騰床與爐本體相連形成一個整體。爐體沸騰床層的爐渣直接流入熱交換型后室沸騰床中，流入后，熱交換型后室沸騰床的冷卻風由下向上作用于爐渣，使爐渣在降溫的同時保持“沸騰”狀態(tài)；并且“沸騰”的爐渣能夠與充滿熱交換介質的冷卻管束充分接觸進行熱交換；冷卻風在對爐渣進行作用的同時被加熱，從爐體沸騰床層的出渣口(熱交換型后室沸騰床的進渣口)逆向滲入爐料中，其中的灰份能被爐料吸收，且經預熱的冷風能使燃燒更加充分。本實用新型的優(yōu)點是1)熱回收裝置的進氣作為二次風在擴大段前直接進入焙燒爐，使燃燒更充分。2)爐渣經過二次空氣沸騰焙燒，得到高含鐵量的鐵渣等，提高了經濟效益。3)冷卻管束回收的爐渣熱量產中壓蒸汽(3.82MPa，256°C)，提高熱量利用率。4)出渣溫度大大降低(480-520°C)，減輕了排渣系統的運行要求。5)結構緊湊，占地面積小、安裝簡便，操作安全。

圖1是本實用新型的結構示意圖，圖2是本實用新型中熱能回收裝置的結構示意圖，圖3是圖1中A-A剖視圖，圖4是本實用新型熱能回收裝置中冷卻管束的結構示意圖，圖5是圖4的俯視圖，圖6是本實用新型背景技術的結構示意圖，圖7是圖6中B-B剖視圖；圖中1為保溫磚內襯、2為耐火磚內襯、3為下風室、4為空氣進口管、5為空氣分布板、6為空氣分布板風帽、7為上部爐膛、8為沸騰床層、81是出渣口、9為冷卻水箱、10為加料口、11為爐渣溢流口、12為爐氣出口、13為二次空氣進口、14為點火口、15為安全放空口、 16為后室沸騰床體、161是進渣口下緣、162排渣口下緣、17為耐火內壁、18為風室、19為進氣口、20為空氣分布板、21為風帽、22為冷卻管束、23為排渣室、M為處理門、25是清理門。
具體實施方式
本實用新型如圖1-5所示，所述爐體由下至上包括下風室3、沸騰床層8、擴大段 (即上部爐膛7)、上直段和頂蓋(頂蓋上設安全放空口 15);在所述沸騰床層8和下風室3之間設有空氣分布板5，在所述沸騰床層8的側邊設有出渣口 81，所述出渣口下緣82高度高于所述空氣分布板5板面高度；在爐體外設有爐渣溢流口 11，所述出渣口 81與所述爐渣溢流口 11通過熱交換型后室沸騰床相連；所述熱交換型后室沸騰床包括后室沸騰床體、風室裝置和熱交換裝置；所述后室沸騰床體包括具有中空腔室的本體16、進渣口和排渣口 ；所述風室裝置設在所述本體16的底部，向本體16的腔室內部鼓風；所述熱交換裝置包括冷卻管束22，所述冷卻管束22伸入所述本體16的腔室內部， 與所述本體16的腔室內部的流動爐渣充分接觸；所述排渣口連接所述爐渣溢流口 11 ；所述進渣口連接所述沸騰床層側邊的出渣口 81 ；且所述進渣口 81兼作將所述后室沸騰床體內的風引導入所述沸騰床層8內的風道。所述沸騰床層8的內壁上設有冷卻水箱9，所述熱交換裝置由所述爐體外部與所述冷卻水箱9相連通。所述進渣口下緣161設有外高內底的斜坡，將由后室沸騰床本體16底部風室裝置鼓出的風導入所述沸騰床層8內。所述進渣口下緣161的高度高于所述排渣口下緣162的高度。以利于渣的排出。在所述后室沸騰床體16的外端面設有處理門M。兩側面分別設有清理門25。便于對后室沸騰床體16內部進行充分的清理。所述風室裝置包括風室18和風帽21，所述風室18固定連接在所述后室沸騰床本體16底板的下部，所述風帽21固定連接在所述后室沸騰床本體16的底板上。所述后室沸騰床本體16由鋼板內襯保溫磚及耐熱澆注材料構成。使得后室沸騰床體16具有耐火內壁17。所述后室沸騰床本體16的排渣口處設有排渣室23，所述排渣室23連接所述爐渣溢流口 11。本實用新型將熱渣冷卻、輸送設備與爐體合二為一，既回收了熱渣熱量、解決了高溫熱渣輸送材質易損問題，簡化了工藝流程。在常規(guī)沸騰焙燒爐的沸騰床出渣口設置了爐渣冷卻、熱量回收及出渣的裝置，該裝置與爐本體相連形成一個整體。熱回收裝置包括排渣室的風室、氣體分布板、冷卻裝置(即熱交換裝置)、排渣箱(即后室沸騰床體16)、排渣室及處理門等。沸騰焙燒爐排出的熱渣在后室沸騰床體內進行二次沸騰冷卻。爐前風機所送空氣通過風室進入，經分布板及熱渣沸騰床層升溫后進入焙燒爐，作為焙燒爐的二次風進入煙氣系統，間接回收了爐渣熱量。通過熱回收裝置冷卻水箱與爐渣進行熱交換，控制熱回收裝置沸騰床溫度在510°C左右，產生中壓蒸汽，提高熱量利用率。以20萬噸/年含硫35%的硫鐵礦制酸裝置為例，沸騰焙燒爐每小時排出爐渣約 lot,按爐渣從900°C降至510°C計算，經計算爐渣每小時移出熱量Q 渣=10X 1000X (0. 956X900-0· 918X510) =3922200KJ/h空氣升溫至510°C需熱量Q空=4900 KJ/h可回收熱量Q= 3922200-4900=3917300 KJ/h可產3. 82MPa、450°C中壓蒸汽1. 21t/h，年增加蒸汽產量為9680t，節(jié)約標煤近
IlOOto爐渣經換熱后溫度約510°C遠低于常規(guī)爐渣溫度900°C，對后序排渣設備的冷卻能力要求大大降低，減少了設備焊口開裂可能性。同時作為沸騰爐的一部分，熱回收裝置后室沸騰床體由Q345鋼板焊接，后室沸騰床體內依次為保溫磚、耐火澆注料等，取消了不銹鋼熱渣輸送管及不銹鋼噴水冷卻設備，節(jié)省了制作成本、安裝簡便，操作上更安全。本實用新型的工作原理是空氣由空氣進口管4進入沸騰爐與經加料口 10進入沸騰焙燒爐的礦料在沸騰床層8進行焙燒，經上部焙燒空間7后經爐氣出口 12進入余熱鍋爐回收余熱，焙燒、冷卻后的熱渣從爐渣溢流口 11進入爐渣熱能回收裝置。來自爐渣熱能回收裝置的進氣口 19的空氣在后室沸騰床(后室沸騰床體16內腔)對熱渣進行二次沸騰焙燒，同時熱渣與冷卻管束22 換熱降溫后進入排渣室23出渣，此時爐渣溫度約510°C，焙燒后的熱空氣經出渣口 81進入沸騰焙燒爐作為二次風。 本實用新型的沸騰焙燒爐后室沸騰床體采用Q345，后室沸騰床體內襯保溫磚及耐火磚，為了進一步回收熱，本實用新型對礦渣熱量進行了回收。
權利要求1.流態(tài)化沸騰焙燒爐，所述爐體由下至上包括下風室、沸騰床層、擴大段、上直段和頂蓋；在所述沸騰床層和下風室之間設有空氣分布板，在所述沸騰床層的側邊設有出渣口，所述出渣口下緣高度高于所述空氣分布板板面高度；在爐體外設有爐渣溢流口，其特征在于，所述出渣口與所述爐渣溢流口通過熱交換型后室沸騰床相連；所述熱交換型后室沸騰床包括后室沸騰床體、風室裝置和熱交換裝置；所述后室沸騰床體包括具有中空腔室的本體、進渣口和排渣口 ；所述風室裝置設在所述本體的底部，向本體的腔室內部鼓風；所述熱交換裝置包括冷卻管束，所述冷卻管束伸入所述本體的腔室內部，與所述本體的腔室內部的流動爐渣充分接觸；所述排渣口連接所述爐渣溢流口；所述進渣口連接所述沸騰床層側邊的出渣口 ；且所述進渣口兼作將所述后室沸騰床體內的風引導入所述沸騰床層內的風道。
2.根據權利要求1所述的流態(tài)化沸騰焙燒爐，其特征在于，所述沸騰床層的內壁上設有冷卻水箱，所述熱交換裝置與所述冷卻水箱相連通。
3.根據權利要求1所述的流態(tài)化沸騰焙燒爐，其特征在于，所述進渣口下緣設有外高內底的斜坡，將由后室沸騰床體底部風室裝置鼓出的風導入所述沸騰床層內。
4.根據權利要求1所述的流態(tài)化沸騰焙燒爐，其特征在于，所述進渣口下緣的高度高于所述排渣口下緣的高度。
5.根據權利要求1所述的流態(tài)化沸騰焙燒爐，其特征在于，在所述后室沸騰床體的外端面設有處理門。
6.根據權利要求1所述的流態(tài)化沸騰焙燒爐，其特征在于，所述風室裝置包括風室和風帽，所述風室固定連接在所述后室沸騰床本體底板的下部，所述風帽固定連接在所述后室沸騰床本體的底板上。
7.根據權利要求1所述的流態(tài)化沸騰焙燒爐，其特征在于，所述后室沸騰床本體由鋼板內襯保溫磚及耐熱澆注材料構成。
8.根據權利要求1-7中任一所述的流態(tài)化沸騰焙燒爐，其特征在于，所述后室沸騰床本體內的排渣口外側設有排渣室，所述排渣室連接所述爐渣溢流口。
專利摘要流態(tài)化沸騰焙燒爐。產能大，熱回收效能更高，且不將含大量灰份的回風直接送入上部爐膛。出渣口與爐渣溢流口通過熱交換型后室沸騰床相連；熱交換型后室沸騰床包括后室沸騰床體、風室裝置和熱交換裝置；后室沸騰床體包括具有中空腔室的本體、進渣口和排渣口；風室裝置設在本體的底部，向本體的腔室內部鼓風；熱交換裝置包括冷卻管束，冷卻管束伸入本體的腔室內部，與本體的腔室內部的流動爐渣充分接觸；排渣口連接所述爐渣溢流口；進渣口連接沸騰床層側邊的出渣口；且進渣口兼作將后室沸騰床體內的風引導入沸騰床層內的風道。燃燒更充分。提高了經濟效益、熱量利用率。出渣溫度大大降低。結構緊湊，占地面積小、安裝簡便，操作安全。
文檔編號F27B15/10GK202329114SQ20112044021
公開日2012年7月11日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權日2011年11月9日
發(fā)明者張元松, 潘慶洋, 邱紅俠, 顧廣龍 申請人:建業(yè)慶松集團有限公司