[发明专利]富含熔融气化组分的含尘气体余热及组分回收利用工艺

说明书

本发明公开了富含熔融气化组分的含尘气体余热及组分回收利用工艺，属于冶金、化工及节能环保领域。技术方案包括富含熔融气化组分的高温含尘气体经高温旋风除尘器一次除尘后得到富含熔融气化组分的高温气体，所述高温气体从变径流化床冷却塔的进气口切向进入塔下半部的环缝内，经进一步旋风除尘后越过中心管下端口与喷入中心管下端口处的细粉体物料混合、换热并降温。本发明工艺简单，占地面积小，运行安全稳定，系统结构紧凑、密封性和稳定性好，投资和运行成本低，彻底解决了含有熔融气化组分的高温含尘气体在余热回收与熔融组分回收不可兼得的矛盾。

技术领域

本发明属于冶金、化工及节能环保领域，涉及气体余热及固废回收利用，具体的说是涉及富含熔融气化组分的含尘气体余热及组分回收利用工艺。

背景技术

冶金、化工及固体废弃物综合利用等领域，对物料进行高温熔融处理是常见的工艺单元。如在垃圾飞灰无害化处置的固化、化学稳定化、酸液洗涤和熔融固化4种主要方法中，熔融固化技术能同时实现无害化、减量化和资源化,倍受各方关注。常应用高温旋流熔融技术,将焚烧飞灰熔融形成液态渣,飞灰中吸附的有害物质(重金属及二英)完全被分解固化,熔渣可直接用作高速公路修补料或经热处理工艺后制作高级装饰建材微晶玻璃,实现垃圾焚烧飞灰的无害化、资源化安全处置【陈秀彬，李震，高胜斌，垃圾焚烧飞灰高温旋流熔融固化试验，发电设备(2007，(6)：491-494】，处置过程中整个熔融炉内温度控制在1300℃以上。在有色冶炼领域火法炼铜时，每生产1t铜产出2-3t铜渣，渣中含有大量的有价值的组分,其中含铜1.5％左右，含铁40％左右，同时还含有少量的锌、镍、钴等贵重金属。为了回收铜渣的金属元素，通过高温熔融“两步法”分别回收铜和铜铁合金，产生的高温烟气温度高达1600℃【罗光亮,谭凤娟,李帅俊，熔融铜渣回收铜及铜铁合金工艺研究，干燥技术与设备，2010，8(5)：235-238】。在钢铁冶金行业，高炉冶炼及转炉冶炼等生产单元，也产生大量的高温气体。

无论是垃圾高温熔融处置，还是冶金行业的火法冶炼，其产生高温气体除含有大量的粉尘外，还富含有钾、钠等碱金属元素以及锌、铅、硫等有价元素。另外，在煤化工行业，煤气化产生的高温煤气中含有碱金属及焦油、酚类等组分。

这些气体温度高、余热品质优、回收价值大，但由于气体中富含有熔融气化元素或组分，对其进行余热回收利用时，随着气体温度的降低，这些元素或组分会冷凝下来，并沉积粘附在余热回收设备的冷却壁面，降低换热设备的传热效率，甚至堵塞设备，严重影响高温气体余热的回收利用。

为了避免气体冷却设备的堵塞，在对这些富含熔融气化元素或组分的高温气体进行冷却时，只好废弃对其余热进行回收，采取直接的水冷方式，以实现气体的降温和组分的回收。如对焦炉煤气采用喷含氨的废水进行直接冷却、对高炉及转炉煤气直接喷水冷却。由此导致高温气体中的大量显热浪费，同时消耗大量的水资源，还产生相应的废水污染物。

为了有效回收高温气体的余热，同时避免冷却设备的堵塞，王立等发明了一种“具有熔尘自清理功能的高温含尘烟气余热回收方法与装置”【王立，尹少武，刘传平等，具有熔尘自清理功能的高温含尘烟气余热回收方法与装置，CN201711064845.7】，该装置包括烟气入口、烟气入口连接器、烟气换热通道、烟气出口连接器、烟气出口、顺流段换热介质进口、顺流段换热介质进口连接器、顺流段换热介质进口风箱、顺流段分流调节阀、顺流段管排分流箱、逆流段换热介质进口、逆流段换热介质进口风箱、换热管束、下风箱、换热介质出口风箱、换热介质出口连接器、换热介质出口、斜板排渣口。该装置虽然可回收高温烟尘余热和熔渣的自动清理，但由于需要保留熔渣自动清理功能，外排烟气温度较高，余热回收率不高；同时该装置结构复杂，排渣不畅，易造成排渣区域堵塞。