[发明专利]一种针对矿热炉烟气的错位分段布置立式余热锅炉

说明书

本发明公开了一种针对矿热炉烟气的错位分段布置立式余热锅炉，包括入口烟道、旁路烟道、过热器、高温蒸发器、钢珠清灰装置、灰斗、低温蒸发器、省煤器、吹灰器、导流及调节挡板、钢架。所述余热锅炉分上、下两段错位布置，第一段为光管受热面，采用钢珠清灰；第二段为H型翅片管，设置压缩空气或激波等吹灰器。烟气从入口烟道进入第一段与过热器和高温蒸发器换热，后经导流及调节挡板进入与所述第二段，并与低温蒸发器和省煤器换热后排出烟气。所述第一段发生异常时，导流及调节挡板关闭，并以冷空气降低烟气温度后从旁路烟道直接进入第二段。本发明提高了余热利用效率，实现了长周期安全运行。

技术领域

本发明属于工业烟气余热利用领域，特别涉及一种针对矿热炉烟气的错位分段布置立式余热锅炉。

背景技术

余热属于二次热能，它是主要能源和可燃材料的产品在转换过程后散发的热能，是燃料燃烧过程的工艺项目完成后剩余的热量。余热一般分为以下七类：高温烟气、高温蒸汽、热渣、高温热回收产品(包括中间产品)、冷却介质的热量、可燃废热、化学反应和碳残留的余热。常用的余热回收方法包括：利用余热锅炉生产热水或蒸汽、烟气预热空气、流体热交换器处理高温烟气等。在矿热炉的生产过程中，通常采用碳质还原剂，会生成大量的含有CO、CO₂、H₂等成分的烟气，排烟中在含有大量的余热，烟气中所含的热量相当于约50％的矿热炉总能源消费总量。因此，选用先进工艺技术，回收利用矿热炉烟气能量意义重大，这样可以提高能源利用效率，削减工业生产成本。

矿热炉余热是矿热炉生产中不能有效利用，或加热过程中不能合理利用的热能。矿热炉冶炼过程产生的烟气是目前矿热炉余热利用的主要对象。余热发电不仅可以节约能源，而且有利于环境保护。余热锅炉对于余热发电来说是最重要的设备。余热锅炉利用废弃工质流体的热量作为热源或可燃物质，生产蒸汽用来发电。

矿热炉的排烟中含有大量飞灰颗粒，含尘气流进入余热锅炉时，颗粒可能会在受热面内沉积下来，造成严重危害。灰的导热系数很小，使得热阻变大，受热面传热能力降低。如果高温区域的烟气温度变高，颗粒熔融倾向增强，更易于粘附在壁面，造成结渣，并会引起恶性循环。低温区域的积灰也可能堵塞流动通道，使得阻力变大，风机负荷变大，进而电耗增多。结渣和积灰严重时，锅炉只能低负荷运行甚至停炉检修，导致设备利用率下降，经济损失不可避免。

余热锅炉的高温受热面可能发生结渣，因为该区域烟气温度可达到600℃以上，会使灰颗粒发生熔融形变，在壁面上形成结渣，渣块在烟管正面形成并迎着气流生长，且坚韧而硬难于清除。低温受热面的积灰主要由碰撞到受热面上的飞灰组成，飞灰在凝固点以下呈固体颗粒状，由于矿热炉烟气含大量的细小飞灰颗粒，其吸附力极强，易在低温管束上形成严重积灰，从而影响锅炉的能效。

发明目的

本发明的目的在于克服现有工业硅余热锅炉存在的结渣及积灰问题，提供一种针对工业硅矿热炉烟气的错位分段布置立式余热锅炉，锅炉分两段布置，两段内采用不同的换热元件和清灰方式，在充分利用烟气余热的同时亦能有效减轻受热面结渣及积灰问题。