[发明专利]一种提高矿热炉余热回收利用效果的方法

说明书

技术领域：

本发明属于矿热炉余热回收利用、节能减排技术领域。具体说就是一种改变矿热炉进风温度、降低余热锅炉入口烟气粉尘浓度、改变余热锅炉入口烟气组分、改善余热锅炉清灰效果的方法。

背景技术：

铁合金的生产方法分为高炉法、电炉法、炉外法、转炉法及真空电阻炉法。电炉法是生产铁合金的主要方法，其产量约占全部铁合金产量的80％。电热炉法冶炼过程的热源主要是电能，使用碳质还原剂还原矿石中的氧化物，采用连续式的操作工艺并在还原电炉中进行，这种电热矿石还原炉简称矿热炉。

铁合金在矿热炉内的冶炼过程中，消耗大量电能，同时有大量的CO气体产生，在半密闭罩矿热炉工艺中，这些CO气体在炉口与进入的空气直接燃烧放出燃烧热并生成CO₂气体，所产生的热烟气温度约为350℃-400℃，所含热能约为电热炉消耗电能的55％左右，对这部分烟气的余热进行回收发电可以节电10-20左右。现有余热回收发电技术存在两个问题：一个是余热锅炉排烟温度高达180℃-200℃左右，离指标要求低于140℃差距较大，系统余热利用率低。另一个更大的主要问题是烟气中的粉尘(含量为3-10g/Nm³)粒度小，粘性大、亲水性强，这些粉尘落在锅炉的换热管上很难被清除，粉尘在换热管上的堆积严重影响管壁的换热，并且增加了烟气阻力，使得余热回收系统无法稳定运行而处于瘫痪状态。这些问题严重影响了矿热炉余热回收项目的推广和实施。

发明内容：

针对现有技术存在的以上问题，本发明提供一种提高矿热炉余热回收利用效果的方法。具体发明内容：一是在矿热炉出口的烟气管路上增设了高温变压静电除尘器，该除尘器最高连续使用温度为500℃，并且除尘器所加电压为变压操作，除尘器为双电场或四电场结构，当前一个电场进入低压振打清灰状态时，下一个电场进入高压除尘状态，极板上的电压在高压和低压两个值上周期性变化。这种结构是根据矿热炉烟尘在极板和极线上放电慢造成烟尘在极板上堆积形成反电晕和下落的粉尘容易被二次荷电这一特点设计的。该设计保证了除尘器的除尘效率，使除尘效率达到95％以上，有效地降低了进入余热锅炉的烟尘浓度，从而改善了余热锅炉的运行环境。

二是通过在余热锅炉内或余热锅炉后增加了空气预热器，利用从余热锅炉出来的180℃-200℃烟气预热空气，空气被预热到80℃-100℃，用来做矿热炉的燃烧空气，同时用来喷吹携带烟尘隔离介质，同时从空气预热器出来的烟气温度降低到140℃左右，提高了烟气的余热利用率。由于矿热炉的补燃空气大部分为热空气，这样进余热锅炉的烟气温度就可以提高并稳定在420℃-450℃左右，余热锅炉所产蒸汽压力稳定在2.5MPa左右，温度稳定在380℃左右。

三是：在余热锅炉前增设了烟尘隔离介质加入装置，该装置由安装在烟气管线上的均化室，安装在均化室外的热空气加压设备、隔离介质给料机、料封泵等设备和附件组成。此隔离介质的加入降低了烟尘颗粒之间的粘结度，同时也降低了烟尘颗粒与余热锅炉换热管之间的粘结度，从而使落在换热管上的烟尘很容易的被清除掉。

具体实施方式：

下面通过具体实施例对本发明做进一步说明。

现有一台25500KVA的半密闭罩硅铁电热炉，烟气量是129300Nm³，烟气温度是350℃，烟尘浓度是4.5g/Nm³。采用本发明为其设计的余热回收发电方案是：将从设置在余热锅炉尾部的空气预热器出来的80℃-100℃的热空气，通过管线和阀门送至矿热炉顶部做补燃空气，并对半密闭烟罩进行改造，在不影响加料和刺火等冶炼操作的前提下，尽量减少冷空气吸入量，使冷空气吸入量减少到原来的20％左右，这样矿热炉出口烟气温度就可提高到420℃-450℃。

420℃-450℃的烟气先进入变压高温静电除尘器，该除尘器最高连续使用温度为500℃，并且除尘器所加电压为变压操作，除尘器为双电场或四电场结构，当前一个电场进入低压振打清灰状态时，下一个电场进入高压除尘状态。这种结构是根据矿热炉烟尘在极板和极线上放电慢造成烟尘在极板上堆积形成反电晕和下落的粉尘容易被二次荷电这一特点设计的。该设计保证了除尘器的除尘效率，使除尘效率达到95％以上，有效地降低了进入余热锅炉的烟尘浓度，从而改善了余热锅炉的运行环境。