[实用新型]火法炼铜烟气余热利用系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及热能动力及环保技术领域，尤其涉及一种火法炼铜余热资源利用系统，用于对火法炼铜所产生的余热资源加以利用。

背景技术

火法炼铜是当今生产铜的主要方法，目前，世界上80%以上的铜是用火法从硫化铜精矿中提取的。火法炼铜最突出的优点是适应性强，能耗低，生产效率高。图1给出传统火法炼铜的工艺流程。硫化铜精矿经过预处理后，进入到熔炼炉中进行熔炼成为冰铜；然后，将冰铜输入到吹炼炉中进行吹炼生成粗铜；随后，粗铜进入到精炼炉中进行火法精炼生成阳极铜；最后，阳极铜再经过电解精炼成为阴极铜，完成火法炼铜。在熔炼、吹炼、过程中产生的炉气（高温）经过除尘后，送入到制酸设备中生产硫酸。

目前，从上述铜冶炼工艺余热资源构成看，余热资源主要包括三类：即冷却水携带热、炉渣显热和炉气显热。关于冷却水携带热，除熔炼过程所使用的密闭鼓风炉的冷却水套产生部分饱和蒸汽用于生产或生活外，其余工艺的冷却水带走的热量（主要用于保护冶炼炉炉墙，进出口水温约10～20℃）几乎不能回收和利用。关于炉渣显热，炉渣冷却基本采取水淬冷却，其淬渣水余热除部分热交换用于取暖外，目前也没有更好的回收利用技术。因此，铜冶炼行业余热利用将主要针对炉气显热。

对于高温炉气余热资源来说，由于后续制酸工艺的需要，现有技术主要采用两种方式进行降温处理。一种是采用冷却烟道，通过多管烟道散热，直接降温处理，浪费余热资源；另一种是进入到饱和蒸汽余热锅炉中，产生蒸汽供生产生活使用或发电。也有用产生的饱和蒸汽用燃烧炉进行过热，产生过热蒸汽进行发电等。其中，中小型铜冶炼企业（年产精铜15万t以下）余热资源利用率较低，基本全部浪费。而大型铜冶炼企业（年产精铜15万t以上）中有部分企业采用饱和蒸汽发电、供热的方式进行了一定程度的利用，但也只是对熔炼工序的余热进行了利用。虽然在铜冶炼行业出现了利用炉气显热实现过热蒸汽发电的项目，但其过热过程是通过外加热源实现的，而不是直接利用炉气显热中的高品位热能实现的，余热利用水平有待提高。

综上，火法炼铜领域余热资源利用存在的主要问题为大量余热资源未被有效利用，主要表现为：

1、吹炼和精炼工艺过程中所产生的余热资源几乎均未加利用，主要原因是余热资源的间歇性和波动性所导致的技术难度较大；

2、中小型铜冶炼企业余热资源几乎均未加利用，主要原因是资金和管理问题所致；

3、普遍存在余热资源利用效率低的问题。

现有技术中，虽然部分大型铜冶炼企业对熔炼工序的余热资源进行了利用，且实现了热电联产，但均采用饱和蒸汽发电的方式，余热资源利用效率较低，仍有较大部分的余热资源直接排入大气中，造成资源浪费。

实用新型内容

为了解决现有技术中火法炼铜工艺中所产生的余热资源没有被有效利用而造成资源浪费的问题，本实用新型提供了一种火法炼铜烟气余热利用系统，其能有效利用火法炼铜所产生的余热资源。

本实用新型所提供的技术方案为：一种火法炼铜烟气余热利用系统，所述火法炼铜设备包括依次串联设置的熔炼炉、吹炼炉、火法精炼炉和电解精炼炉；所述火法炼铜烟气余热利用系统包括：

用于将外界冷水与所述熔炼炉排出的高温烟气进行热交换、并转化成过热蒸汽的第一过热蒸汽余热锅炉，其与所述熔炼炉的烟气出口连通；

用于将外界冷水与火法精炼炉的高温烟气进行热交换、并转化成过热蒸汽的第二过热蒸汽余热锅炉，其与所述火法精炼炉的烟气出口连通；

利用所述第一过热蒸汽余热锅炉和第二过热蒸汽余热锅炉所产生的过热蒸汽发电的汽轮发电机组，其与第一过热蒸汽余热锅炉和第二过热蒸汽余热锅炉的蒸汽出口连通；

用于将外界冷水与吹炼炉回收高温烟气进行热交换、并转化成饱和蒸汽的饱和蒸汽余热锅炉，其与所述吹炼炉的烟气出口连通；以及，

用于将所述饱和蒸汽余热锅炉所产生的饱和蒸汽输送给外部用汽设备的蒸汽蓄热器，其蒸汽进口与所述饱和蒸汽余热锅炉连通，其蒸汽出口与所述外部用汽设备连通。

进一步的，所述蒸汽蓄热器为调压式蒸汽蓄热器。

进一步的，所述蒸汽蓄热器还与所述汽轮发电机组连通，将输给所述外部用汽设备后富余的蒸汽输入到所述汽轮发电机组中用于除氧。

本实用新型的有益效果是：