[发明专利]一种处理钒钛还原回转窑废气的装置及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及钒钛预还原回转窑废气处理领域，尤其涉及一种处理钒钛还原回转窑废气的装置及工艺。

背景技术

在一种钒钛生产工艺过程中会通过回转窑设备对钒钛矿进行预还原处理。回转窑内为正压还原性气氛，不含O₂。回转窑出风口要求控制微正压(10～30pa)。在预还原反应后会产生含有少量H₂、CO(可燃物含量≤15％)和较高含尘量(约20～30g/Nm³)的高温(600～700℃)可燃废气。灰分中含有大量的碳粉(C)，此部分废气必须经过处理后才可以排放。由于可燃物含量很低，高温空气和冷空气混合后的温度约为350℃，并且由于不可燃物质的影响，所以此种废气不易稳定完全燃烧。

发明内容

本发明的目的是提供一种处理钒钛还原回转窑废气的装置及工艺，针对工艺要求和废气成分将废气处理为不含可燃物的安全废气，使燃烧后的废气可被余热锅炉等热回收设备进行热量回收，同时确保达标排放。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种处理钒钛还原回转窑废气的装置，包括高温废气冷却装置、一次风引射装置、点火稳燃蓄热装置、二次风装置、燃烧室、喉部混合区，所述高温废气冷却装置的废气通道与一次风引射装置的废气通道相连通，一次风引射装置的废气通道通过喉部混合区连通燃烧室，所述二次风装置环向布置在燃烧室内壁中；所述一次风引射装置的一次风进口连接高温废气冷却装置的管式换热器，高温废气冷却装置的管式换热器的管程出口连接一次风引射装置的热一次风管道，一次风引射装置的一次热风喷口位于一次风引射装置的中轴、正对喉部混合区，所述点火稳燃蓄热装置设置在喉部混合区、通向燃烧室，所述喉部混合区为收缩扩散结构。

所述高温废气冷却装置包括废气通道、管式换热器，所述管式换热器横向设置在废气通道中。

所述管式换热器的换热管为多层顺列布置，换热管间距大于75mm，换热管管径从上层往下层逐层递减或每两层递减，顶层管束为实心的耐磨保护管，管径比第二层管束管径大。

所述一次引风装置包括废气通道、冷一次风管道、热一次风管道、补偿器、一次热风喷口、螺旋片，冷一次风管道连接管式换热器的管程进口，热一次风管道连接管式换热器的管程出口，热一次风管道的另一端连接一次热风喷口，一次热风喷口从废气通道的侧壁横向伸入，正对喉部混合区，在一次热风喷口内设有螺旋片，所述废气通道的上端连接高温废气冷却装置的废气通道，下端为第一排灰口，在热一次风管道上设置有补偿器。

所述二次风装置包括二次风入口、二次风总管、二次风支管、二次风喷嘴，所述二次风入口从燃烧室端部引入，连接二次风总管，二次风总管环向布置在燃烧室的内壁中，若干个二次风支管轴向设置、径向均布在燃烧室的内壁中，二次风支管的端部连接二次风总管，二次风支管上设置有若干个二次风喷嘴与燃烧室连通，所述二次风喷嘴沿燃烧器轴向分布、与燃烧室径向倾斜设置，所有二次风喷嘴的倾斜方向一致。

所述二次风喷嘴沿燃烧室轴向以不同管径分组布置。

所述燃烧室的一端连接喉部混合区，另一端为燃烧烟气出口，在燃烧室的底部设有排灰口，在燃烧室的内壁上设有耐磨凸台，在燃烧室内出口处设有挡墙。

一种处理钒钛还原回转窑废气的工艺：

通过点火稳燃蓄热装置点火，在喉部混合区向燃烧室内形成长明火焰，对燃烧室进行升温操作，控制燃烧室燃烧烟气出口处压力为0～-50Pa；然后启动一次风机，向一次风引射装置提供一次风，此时回转窑开车生产，高温可燃废气从高温废气冷却装置的低压废气进口进入，一次冷空气从冷一次风管道进入，高温可燃废气走管式换热器的壳程，一次冷空气走管式换热器的管程，被冷却的可燃废气降低流速进入一次风引射装置的废气通道，不可燃大颗粒尘埃降落在一次风引射装置底部的第一排灰口，一次冷空气换热升温后作为一次助燃风从一次热风喷口高流速喷入燃烧室，并将可燃废气引射进入燃烧室内燃烧；当燃烧室温度达到800～900℃时开启二次风机，向燃烧室内通入二次助燃风，调节二次风风量，控制燃烧室燃烧烟气出口温度为850～950℃；不可燃粉尘降落于燃烧室底部的排灰口，不含可燃物的安全废气从燃烧室的燃烧烟气出口排出。

所述一次风的引射流速为60～100m/s。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的结构简单，易于工程实现。