CN109282293A - 一种电石炉净化灰输送焚烧系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电石炉净化灰输送焚烧系统，包括净化灰管道输送系统、物料管道、燃烧系统、负压吸渣回收系统和氮气回收利用系统，所述的净化灰管道输送系统包括净化灰收集仓、气力输送发生器和氮气输送管路；所述的燃烧系统包括进料系统、灰仓和沸腾炉，所述的负压吸渣回收系统包括风冷式冷却机、渣槽、卸渣装置、渣仓和罗茨真空泵，所述的氮气回收系统包括余热锅炉、蒸汽发电机组、氮气增压系统和氮气存储罐，所述的氮气增压系统包括依次连接的空气压缩机和油水分离器，增压后的氮气存储于氮气存储罐中。本发明可以提高氮气的循环利用率，降低运行成本，同时可以有效解决管道堵塞问题，提高系统运行的稳定性。
Description
技术领域
本发明属于电石炉炉气净化设备技术领域，具体涉及一种电石炉净化灰输送焚烧系统。
背景技术
现代电石生产工艺利用石灰和焦炭作为原料在密闭电石炉内通过电弧热发生固相烙融反应，反应过程中会产生大量的高温电石炉尾气，其主要成分为一氧化碳并含有大量固体粉尘，该固体粉尘一般称之为净化灰。电石炉尾气中粉尘颗粒细小、粘性较强，尾气温度在650至1200℃，粉尘浓度在100至250g/Nm3，含有75％左右的CO及少量的煤焦油成份，因此密闭电石炉尾气易燃、易爆、粉尘显粘性，同时，粉尘颗粒比面积大、比重轻、难溶于水。对炉气处理后产生的废固粉尘，过去一直采用露天堆放或掩埋处理，这种做法不仅占用土地，而且会污染空气和地下水，对企业安全生产及周边环境影响较大，如何能安全环保的将净化灰回收并综合利用，逐步成为各大电石企业研究探讨的热点问題。
CN106440838A公开了一种电石炉净化灰气体输送焚烧装置，其特征在于该装置按照电石炉净化灰流向依次包括净化灰仓(1)、旋流下引式物料发送装置(5)、集中灰仓(8)、焚烧沸腾炉(17)及废渣灰仓(18)，上述设备之间通过输送管道连接，实现了全过程输送零污染，同时避免了电石炉除尘灰在运输、堆放过程中易燃带来的安全隐患，避免了填埋等方式带来的环境污染，解决国内对高耗能电炉净化灰二次污染，有效改善了工作环境。但该发明用氮气直排气力输送进行净化灰的收集运输，氮气用量大，大大增加电石厂氮气成本。
CN107973126A公开了一种净化灰综合利用氮气循环输送系统，包括气体加压装置，净化灰输送装置、净化灰中间仓、料气分离装置和氮气回收装置，所述净化灰输送装置一端与气体加压装置通过输送线路连接，净化灰输送装置另一端与净化灰中间仓连接，所述净化灰中间仓顶部设有料气分离装置，氮气回收装置的进口端与料气分离装置相连，氮气回收装置的出口端与气体加压装置相连，所述净化灰输送装置包括仓斗、进料装置、出料装置、平衡装置、仓泵、主输送装置、主推料装置、料位装置和气源切换装置，所述仓泵顶部连接仓斗，仓斗与仓泵通过进料装置及连通管路连接，所述仓泵上端设有料位装置和平衡装置，仓泵下端出口设有出料装置，所述主输送装置一端与气体加压装置连通，主输送装置另一端与净化灰中间仓连通，所述主推料装置通过连通管路与仓泵连接，所述仓泵的出口与主输送装置的连通管路相通；所述氮气回收装置包括氮气回收管、回收气源缓冲装置、气源冷却装置、气源过滤装置、气源品质检测装置和气源气量平衡装置，实现了电石炉净化灰氮气回收循环输送，能够降低净化灰回收利用的氮气成本，但实际该发明的氮气的回收装置效果差，氮气循环利用率不高，不合格氮气的直排也会污染大气环境。
实际生产过程中，电石炉净化灰输送输送路线长，输送点多，氮气使用量大，成本高，同时经常遇到氮气压力不稳造成的管线堵塞或净化灰输送不完全的问题，检修频繁，劳动强度大，同时容易造成安全事故。因此，亟待提供一种稳定性好，成本低的电石炉净化灰输送焚烧系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种电石炉净化灰输送焚烧系统，可以提高氮气的循环利用率，降低运行成本，同时可以有效解决管道堵塞问题，提高系统运行的稳定性。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种电石炉净化灰输送焚烧系统，包括净化灰管道输送系统、物料管道、燃烧系统、负压吸渣回收系统和氮气回收利用系统；
所述的净化灰管道输送系统包括净化灰收集仓、气力输送发生器和氮气输送管路，所述的净化灰收集仓的排料口通过物料管道与所述的气力输送发生器的进料口连接，所述的氮气输送管路分别与所述的净化灰收集仓、所述的气力输送发生器以及所述的物料管道连接；
所述的燃烧系统包括进料装置、灰仓和沸腾炉，所述进料系统位于所述灰仓的顶部，包括串联的进料旋风除尘器和进料布袋除尘器，所述的进料系统通过物料管道与所述的气力输送发生器的出料口连接，所述进料系统的排料口与所述灰仓连接，所述的灰仓底部的出料口通过旋转供料装置与所述沸腾炉的进料口连接；
所述的负压吸渣回收系统包括风冷式冷却机、渣槽、卸渣装置、渣仓和罗茨真空泵，所述的风冷式冷却机的进渣口与沸腾炉的排渣口连接，所述的风冷式冷却机的出渣口与所述的渣槽连接，所述渣槽与所述的卸渣装置连接，所述卸渣装置的渣口与所述渣仓连接，所述卸渣装置的排气口与所述的罗茨真空泵连接；
所述的氮气回收利用系统包括余热锅炉、蒸汽发电机组、氮气增压系统和氮气存储罐，所述的余热锅炉的进气口与所述进料布袋除尘器的排气口连接，所述余热锅炉的蒸汽出口与蒸汽发电机组连接，所述余热锅炉的排气口与氮气增压系统连接，增压后的氮气存储于氮气存储罐中。
优选地，所述的净化灰收集和所述的气力输送发生器内部设环形吹灰装置。
进一步优选地，所述环形吹灰装置包括环形总管和环形总管上的竖向吹灰管，相邻的竖向吹灰管的间隔为80-100mm，所述吹灰管的出口端与所述净化灰收集仓和/或气力输送发生器的内壁垂直。
进一步优选地，所述的气力输送发生器内部设双层环形吹灰装置。
优选地，所述的物料管道上设吹堵阀门，相邻吹堵阀门之间间隔500-1000mm。
优选地，所述的旋转供料装置为两个串联的旋转供料器。
优选地，所述的灰仓和所述的渣仓底部设空气锤。
优选地，所述的风冷式冷却机的排气口通过管道与烘干车间的进风管连接。
优选地，所述的卸渣装置位于所述渣仓的顶部，包括串联的1号卸料旋风除尘器、2号卸料旋风除尘器和卸料布袋除尘器。
优选地，所述的氮气增压系统包括依次连接的空气压缩机和油水分离器。
本发明与现有相比的有益效果为：
(1)本发明利用净化灰管道输送系统、燃烧系统、负压吸渣回收系统和氮气回收利用系统，实现了全过程输送零污染，避免了电石炉除尘灰在运输、堆放过程中易燃带来的安全隐患，同时，实现了氮气的循环利用，运行成本低。
(2)本发明的氮气回收利用系统，利用系统的余热进行发电，降低了生产成本，同时，循环后的氮气的品质好，提高氮气的循环利用率，降低了净化灰输送的成本。
(3)在净化灰收集仓和灰仓内设环形吹灰装置，在物料管道上设吹灰阀门，通过分布式设置氮气补充源，有效的补充了氮气输送过程中的压力损耗，防止了净化灰输送过程中的管道堵塞，保证了氮气输送过程的稳定性与可靠性。
(4)本发明的净化灰管道输送焚烧系统，采用密闭设计，利用罗茨真空泵营造微低压环境，可以有效防止净化灰逃逸，防止环境污染；设置氮气回收利用系统，可以提高氮气的循环利用率，降低运行成本，同时利用罗茨真空泵降低管道压力，提高输送效率，可以有效防止管道堵塞，提高系统运行的稳定性。
附图说明
图1为本发明电石炉净化灰输送焚烧系统的结构示意图。
图中，1、净化灰收集仓，2、气力输送发生器，3、氮气输送管路，3-1、1号氮气输送分管，3-2、2号氮气输送分管，3-3、3号氮气输送分管、3-4、4号氮气输送分管，4、环形吹堵装置，4-1、环形总管，4-2、竖向吹灰管、5、吹堵阀门，6、进料系统，6-1、进料旋风除尘器，6-2、进料布袋除尘器，7、灰仓，8、1号空气锤，9、旋转供料器，10、沸腾炉，11、风冷式冷却机，12、渣槽，13、卸渣装置，13-1、1号卸渣旋风除尘器，13-2、2号卸渣旋风除尘器，13-3、卸渣布袋除尘器，14、渣仓，15、2号空气锤，16、罗茨真空泵，17、余热锅炉，18、蒸汽发电机组，19、氮气增压系统，19-1、空气压缩机，19-2、油水分离器，20、氮气存储罐，21、物料管道。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明目的的实现、功能特点及优点做进一步说明。
一种电石炉净化灰输送焚烧系统，包括净化灰管道输送系统、物料管道、燃烧系统、负压吸渣回收系统和氮气回收利用系统；
所述的净化灰管道输送系统包括净化灰收集仓1、气力输送发生器2、和氮气输送管路3，所述的净化灰收集仓1的排料口通过物料管道21与所述的气力输送发生器2的进料口连接。
所述的净化灰收集仓1和所述的气力输送发生器2内部设环形吹灰装置4，所述环形吹灰装置4包括环形总管4-1和环形总管4-1上的竖向吹灰管4-2，相邻的竖向吹灰管4-2的间隔为80-100mm，所述的竖向吹灰管4-2的出口端与所述净化灰收集仓1和/或气力输送发生器2的内壁垂直；
所述的气力输送发生器2内部设置双层环形吹灰装置4。
所述的氮气输送管道3包括1号氮气输送分管3-1、2号氮气输送分管3-2、3号氮气输送分管3-3和4号氮气输送分管3-4；
所述的氮气输送管路3的一端与氮气存储罐20连接，另一端与所述的净化灰收集仓1、所述的气力输送发生器2和所述的物料管道21连接；所述的氮气输送管3通过1号氮气输送分管3-1与所述的净化灰收集仓1内的环形吹灰装置4连接，所述的氮气输送3管通过2号氮气输送分管3-2与所述的气力输送发生器2内的吹灰装置4连接，所述的氮气输送管3通过3号氮气输送分管3-3与所述的气力输送发生器2底部的出料口连接。
所述的燃烧系统包括进料系统6、灰仓7和沸腾炉10，所述进料系统6位于所述灰仓7的顶部，包括串联的进料旋风除尘器6-1和进料布袋除尘器6-2，所述的进料系统6通过物料管道21与所述的气力输送发生器2的出料口连接，
所述的物料管道21上设吹堵阀门5，相邻吹堵阀门5之间间隔500-1000mm，所述的氮气输送管3通过4号氮气输送分管3-4与所述的吹堵阀门5连接；
所述进料系统6的排料口与所述灰仓7连接，所述的灰仓7底部的出料口通过旋转供料装置与所述沸腾炉10的进料口连接；
所述的旋转供料装置为两个串联的旋转供料器9，两台旋转供料器9堆叠使用，利用叶轮旋转方向不同实现锁气，同时使旋转供料器9的底部出料口形成微负压，有利于净化灰落入沸腾炉内。
所述的负压吸渣回收系统包括风冷式冷却机11、渣槽12、卸渣装置13、渣仓14和罗茨真空泵16，所述的风冷式冷却机11的进渣口与沸腾炉10的排渣口连接，所述的风冷式冷却机11的出渣口与所述的渣槽12的进渣口连接，所述的渣槽12的排渣口与所述的卸渣装置13的进渣口连接，所述卸渣装置13的排渣口与所述的渣仓14顶部的进渣口连接，所述卸渣装置13的排气口与所述的罗茨真空泵16连接；
所述的风冷式冷却机11的排气口通过管道与烘干车间的进风管连接。
所述的卸渣装置13位于所述渣仓14的顶部，包括串联的1号卸渣旋风除尘器14-1、2号卸渣旋风除尘器14-2和卸渣布袋除尘器14-3。
为了防止所述灰仓7和所述渣仓14内的物料发生堵塞，在所述灰仓7和所述渣仓14的底部分别设1号空气锤8和2号空气锤15。
所述的氮气回收利用系统包括余热锅炉17、蒸汽发电机组18、氮气增压系统19和氮气存储罐20，所述的余热锅炉17的进气口与所述的进料布袋除尘器6-2的排气口连接，所述余热锅炉17的蒸汽出口与蒸汽发电机组18连接，所述余热锅炉17的排气口与氮气增压系统19连接，增压后的氮气存储于氮气存储罐20中。
所述的氮气增压系统19包括依次连接的空气压缩机19-1和油水分离器19-2。
净化灰进入净化灰收集仓，在气力输送发生器的作用下，将净化灰输送到灰仓内，灰仓内的净化灰通过旋转进料器进入沸腾炉将净化灰进行焚烧，焚烧后的残渣落入渣槽内，在渣仓末端罗茨真空泵的作用下，通过负压将渣槽内的残渣吸入渣仓中。
为了防止净化灰在输送过程中发生堵塞和/或安全隐患，本发明利用氮气作为净化灰输送的动力，在净化灰收集仓和气力输送发生器内设置环形吹堵装置，在物料管道上设吹堵阀门，通过分布式设置氮气补充源，有效的补充了氮气输送过程中的压力损耗，防止了净化灰输送过程中的管道堵塞，保证了氮气输送过程的稳定性与可靠性。
同时，在灰仓和渣仓的底部分别设空气锤，防止净化灰发生堆积，堵塞出口。
利用氮气回收系统，实现了氮气的压缩净化的循环过程，保证了循环氮气的质量，同时，回收氮气中的余热进行发电，降低了电石生产过程中的能耗，有利于降低生产成本。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种电石炉净化灰输送焚烧系统，包括净化灰管道输送系统、物料管道、燃烧系统、负压吸渣回收系统和氮气回收利用系统，其特征在于，所述的净化灰管道输送系统包括净化灰收集仓、气力输送发生器和氮气输送管路，所述的净化灰收集仓的排料口通过物料管道与所述的气力输送发生器的进料口连接，所述的氮气输送管路分别与所述的净化灰收集仓、所述的气力输送发生器以及所述的物料管道连接；
所述的燃烧系统包括进料系统、灰仓和沸腾炉，所述进料系统位于所述灰仓的顶部，包括串联的进料旋风除尘器和进料布袋除尘器，所述的进料系统的进料口通过物料管道与所述的气力输送发生器的出料口连接，所述进料系统的排料口与所述灰仓顶部的进料口连接，所述的灰仓底部的出料口通过旋转供料装置与所述沸腾炉的进料口连接；
所述的负压吸渣回收系统包括风冷式冷却机、渣槽、卸渣装置、渣仓和罗茨真空泵，所述的风冷式冷却机的进渣口与沸腾炉的排渣口连接，所述的风冷式冷却机的出渣口与所述的渣槽连接，所述渣槽通过吸渣管与所述的卸渣装置连接，所述卸渣装置的排渣口与所述渣仓连接，所述卸渣装置的排气口与所述的罗茨真空泵连接；
所述的氮气回收利用系统包括余热锅炉、蒸汽发电机组、氮气增压系统和氮气存储罐，所述的余热锅炉的进气口与所述的进料布袋除尘器的排气口连接，所述余热锅炉的蒸汽出口与蒸汽发电机组连接，所述余热锅炉的排气口与氮气增压系统连接，增压后的氮气存储于氮气存储罐中。
2.根据权利要求1所述的电石炉净化灰输送焚烧系统，其特征在于，所述的净化灰收集和所述的气力输送发生器内部设环形吹灰装置。
3.根据权利要求2所述的电石炉净化灰输送焚烧系统，其特征在于，所述环形吹灰装置包括环形总管和环形总管上的竖向吹灰管，相邻的竖向吹灰管的间隔为80-100mm，所述吹灰管的出口端与所述净化灰收集仓和/或气力输送发生器的内壁垂直。
4.根据权利要求2所述的电石炉净化灰输送焚烧系统，其特征在于，所述的气力输送发生器内部设双层环形吹灰装置。
5.根据权利要求1所述的电石炉净化灰输送焚烧系统，其特征在于，所述的物料管道上设吹堵阀门，相邻吹堵阀门之间间隔500-1000mm。
6.根据权利要求1所述的电石炉净化灰输送焚烧系统，其特征在于，所述的旋转供料装置为两个串联的旋转供料器。
7.根据权利要求1所述的电石炉净化灰输送焚烧系统，所述的灰仓和渣仓底部设空气锤。
8.根据权利要求1所述的电石炉净化灰输送焚烧系统，其特征在于，所述的卸渣装置位于所述渣仓的顶部，包括串联的1号卸渣旋风除尘器、2号卸渣旋风除尘器和卸渣布袋除尘器。
9.根据权利要求1所述的电石炉净化灰输送焚烧系统，其特征在于，所述的氮气增压系统包括依次连接的空气压缩机和油水分离器。
10.一种根据权利要求1-9任意一项所述的电石炉净化灰输送焚烧系统在电石炉净化灰处理中的应用。
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