專利名稱：一種用來增加冶煉爐中廢熱鍋爐的容量的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在獨立權(quán)利要求中的前序中所限定的用來增加廢熱鍋爐的容量及減小粉塵的爐結(jié)的方法和裝置，所述廢熱鍋爐用來處理從冶煉爐例如閃速熔煉爐中獲得的氣體。
所使用的連接著冶煉爐的廢熱鍋爐通常是所謂的由直接的氣流所運轉(zhuǎn)的隧道式鍋爐，所述鍋爐被分成兩部分輻射室和對流室。輻射室的目的是冷卻氣體，從而使氣體中所包含的熔融微粒凝固，并且在將氣體引導(dǎo)進入廢熱鍋爐的對流室之前，溫度降低到微粒的燒結(jié)溫度之下。在對流室，由冷卻管道系統(tǒng)回收含有粉塵(dust-bearing)的氣體所保留的最終的熱量。
當設(shè)計一個冶煉工藝時，例如閃速熔煉工藝，當然需要使投資成本最小。由于廢氣中的粉塵含量，連接在冶煉爐上的廢熱鍋爐具有粉塵的爐結(jié)，這將影響廢熱鍋爐的運轉(zhuǎn)和熔煉工藝本身。這些困難會導(dǎo)致在該工藝中產(chǎn)生可能的中斷，這將降低生產(chǎn)量并使成本變得相當高。產(chǎn)生粉塵的爐結(jié)的問題主要發(fā)生在以下方面在廢熱鍋爐的對流室中阻塞了對流冷卻裝置，廢熱鍋爐和連接在其上的濾波器之間的管道被阻塞，或者在濾波器的發(fā)射電極上形成爐結(jié)。在爐結(jié)中，發(fā)現(xiàn)了硫酸銅CuSO4，這就意味著粉塵的硫酸化和爐結(jié)的產(chǎn)生有關(guān)。當粉塵中所包含的氧化銅與氧氣和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)時，就產(chǎn)生硫酸銅。
通常熔煉爐的容量的極限是與充分地降低氣體溫度的工藝有關(guān)的廢熱鍋爐的容量，亦即，廢熱鍋爐的腔室的容量。通過延長輻射室而增加現(xiàn)有技術(shù)中的廢熱鍋爐的容量，其成本相當大，并且在熔煉過程中，為了實現(xiàn)該目的，需要長時間的中斷生產(chǎn)。在對流室之前的溫度必須設(shè)置得足夠低，其目的是在廢熱鍋爐的輻射室中使對該工藝很重要的硫酸化反應(yīng)完全發(fā)生。如果存在反應(yīng)也在對流室中發(fā)生的機會，其結(jié)果是粉塵更容易粘附在傳熱的表面上，在最差的情況下，由于爐結(jié)而使整個氣體管線阻塞并且最終擋住。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，所述問題通過在鍋爐和/或在上風(fēng)道中吹入所謂的硫酸化氣體和/或循環(huán)氣體而得到控制，從而會發(fā)生所需要的反應(yīng)。根據(jù)專利FI74,738，通過向輻射室中吹入含氧氣體而使爐結(jié)的產(chǎn)生得到調(diào)節(jié)。通過向輻射室添加某些含氧氣體例如空氣，而使硫酸化反應(yīng)更容易在輻射室中發(fā)生。接著，向內(nèi)部吹的氣體降低了輻射室所包含的氣體的溫度，反應(yīng)區(qū)域轉(zhuǎn)移到輻射室，在輻射室中，反應(yīng)主要發(fā)生在氣相中占主要地位的粉塵微粒中，從而不會產(chǎn)生粉塵爐結(jié)。然而，通過使用所述方法不可能增加鍋爐容量，這是因為受循環(huán)氣體和空氣所限制的熱量必須在對流室中被回收。另外，如果吹入太多的空氣，就會存在缺陷，即當氧氣的局部壓力增加時，在反應(yīng)中就會有二氧化硫轉(zhuǎn)變成三氧化硫的危險，因此在氣體管線的清洗部分上產(chǎn)生腐蝕問題并增加了多余弱酸的產(chǎn)生。
本發(fā)明的目的是介紹一種新的方法和裝置，用來增加冶煉爐中如閃速熔煉爐中廢熱鍋爐的容量。特別是，本發(fā)明的目的是增加廢熱鍋爐的容量，從而進入廢熱鍋爐的輻射室，并方便地進入其第一端，其中具有注入的液體，例如水，由此輻射室的溫度-同時發(fā)生在輻射室中的反應(yīng)-得到控制。此外，必要時，還將液體添加到熔煉爐中，例如添加到閃速熔煉爐的上風(fēng)道中。
本發(fā)明的特征由獨立權(quán)利要求的特征部分所闡明。本發(fā)明的其他優(yōu)選實施例在其它的權(quán)利要求中闡明。
通過使用本發(fā)明的方法而取得顯著的優(yōu)越性。根據(jù)本發(fā)明，為了增加用來處理從冶金熔煉爐(例如閃速熔煉爐、伊莎銅錳鎳合金熔煉(Isasmelt)、金熔煉(Ausmelt)或Norsmelt反應(yīng)器)中所獲得的氣體的廢熱鍋爐的容量，并且為了減小粉塵的爐結(jié)，就向廢熱鍋爐中添加液體例如水。注入水的任務(wù)是將爐中排出的氣體的溫度有效地降低到一個需要的范圍，從而通過水的噴射所限制的熱量不必從對流室中的氣體中完全消除。部分液體可以由空氣代替，在這種情況下，空氣中所包含的氧氣的任務(wù)是保證在對流室中發(fā)生硫酸化反應(yīng)。除了對流室可能需要很小的延伸外，通過在氣體/液體/噴射劑的設(shè)置中的很少的投資能夠增加冶煉爐的廢熱鍋爐的容量。鍋爐的整個容量的增加與在蒸發(fā)水和將鍋爐加熱到排氣溫度時所消耗的熱量成比例?？梢苑奖愕厥沽蛩峄磻?yīng)在輻射室中發(fā)生，并且能防止氣體管線阻塞。另外，可以將液體/氣體混合物注入爐的上風(fēng)道中，氣體從上風(fēng)道進入廢熱鍋爐。通過在廢熱鍋爐的輻射室的頂部或壁上設(shè)置需要數(shù)量的噴嘴而添加液體，噴嘴也可能設(shè)置在上風(fēng)道的壁上，或設(shè)置在熔煉反應(yīng)器的部件上，而氣體通過該部件進入廢熱鍋爐中。噴嘴的尺寸、方向角度和位置可以調(diào)整。通過噴嘴，液體可以或可能以持續(xù)的水流注入，這樣其中一個噴嘴就不使用。液體量根據(jù)引入的氣體量而控制。
參考附圖，將對本發(fā)明作更詳細的描述。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例的裝置。
圖2為與氣體量成比例的所添加的水量的圖。
根據(jù)圖1，在廢熱鍋爐1的頂部和閃速熔煉爐的上風(fēng)道4中設(shè)置噴嘴2。廢熱鍋爐1的頂部包括一個孔，液體/空氣混合物通過該孔，經(jīng)由一個連接在噴嘴上的吹風(fēng)管道3而注入輻射室5或廢熱鍋爐1中。噴嘴2以相對于從熔煉爐中進入輻射室5的氣流基本為傾斜的方位設(shè)置。圖中還示出了廢熱鍋爐的對流室6，氣體從輻射室5進入對流室6中。當向上風(fēng)道4添加液體時，還可以使用一個相似的噴嘴。當必要時，可以設(shè)置幾個噴嘴，而其中僅僅一部分能夠同時使用。
根據(jù)本發(fā)明的方法和裝置的優(yōu)選實施例的一個示例如下。
示例1根據(jù)該示例，從閃速熔煉爐中所獲得的氣體量為30000Nm3/h，其含量如下
含量總量(Nm3/h)溫度(℃)SO2(g) 48 14,342 1,350H2O(g) 3 8501,350CO2(g) 3 1,012 1,350O2(g) 2 6731,350N2(g) 44 13,123 1,350向廢熱鍋爐中添加了7000Nm3/h的硫酸化氣體，其溫度為25℃，成分為1470Nm3/h的O2(g)和5530Nm3/h的N2(g)。假設(shè)氣體中不包含粉塵。另外，假設(shè)為了保證理想的操作狀態(tài)，將鍋爐的輻射室的溫度降低到750℃，而在另一方面，由于鄰近的濾波器的材料，在對流室之后的鍋爐的最終溫度絕對不能超過420℃。根據(jù)該示例，當應(yīng)該增加鍋爐的容量時，在圖2中示出了注入鍋爐和上風(fēng)道中的水的需要數(shù)量。在該情況下，當增加氣體量時，鍋爐的輻射室的最終的溫度仍為750℃?，F(xiàn)在通過蒸發(fā)水并加熱產(chǎn)生的水蒸氣而限制增加的熱量。
對于本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員，很明顯本發(fā)明的不同的優(yōu)選實施例不僅僅局限于以上解釋性的示例，而可以在所附的權(quán)利要求的范圍內(nèi)變化。
權(quán)利要求
1.一種用于增加廢熱鍋爐(1)的容量并減小粉塵爐結(jié)的方法，所述廢熱鍋爐(1)用來處理由冶煉爐例如閃速熔煉爐中所獲得的氣體，其特征在于，將液體添加到熔煉爐的廢熱鍋爐(1)中。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還將液體添加到冶煉爐例如閃速熔煉爐的上風(fēng)道(4)中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，部分液體可以由空氣取代。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述液體為水。
5.如權(quán)利要求1-4的任一項所述的方法，其特征在于，通過至少一個噴嘴(2)添加液體。
6.一種用于增加廢熱鍋爐(1)的容量并減小粉塵爐結(jié)的裝置，所述廢熱鍋爐(1)用來處理由冶煉爐例如閃速熔煉爐中所獲得的氣體，其特征在于，在廢熱鍋爐中設(shè)置至少一個噴嘴(2)用于添加液體。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，該裝置用于增加廢熱鍋爐(1)的容量并減小粉塵爐結(jié)，所述廢熱鍋爐(1)用來處理由冶煉爐例如閃速熔煉爐中所獲得的氣體，其特征在于，在熔煉爐的上風(fēng)道(4)的壁上設(shè)置至少一個噴嘴(2)用于添加液體。
8.如權(quán)利要求6或7所述的裝置，該裝置用于增加廢熱鍋爐(1)的容量并減小粉塵爐結(jié)，所述廢熱鍋爐(1)用來處理由冶煉爐例如閃速熔煉爐中所獲得的氣體，其特征在于，設(shè)置噴嘴(2)用于增加液體，部分所述液體可以由空氣替代。
9.如權(quán)利要求6、7或8所述的裝置，該裝置用于增加廢熱鍋爐(1)的容量并減小粉塵爐結(jié)，所述廢熱鍋爐(1)用來處理由冶煉爐例如閃速熔煉爐中所獲得的氣體，其特征在于，設(shè)置噴嘴(2)用于添加液體，所述液體為水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于增加廢熱鍋爐(1)的容量并減小粉塵爐結(jié)的方法，所述廢熱鍋爐(1)用來處理由冶煉爐例如閃速熔煉爐中所獲得的氣體，其中，將液體添加到熔煉爐的廢熱鍋爐(1)中。本發(fā)明還涉及一種用于增加廢熱鍋爐(1)的容量并減小粉塵爐結(jié)的裝置，所述廢熱鍋爐(1)用來處理由冶煉爐例如閃速熔煉爐中所獲得的氣體，其中，在廢熱鍋爐中設(shè)置至少一個噴嘴(2)用于添加液體。
文檔編號F27D25/00GK1602405SQ02824820
公開日2005年3月30日 申請日期2002年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月13日
發(fā)明者里斯托·薩里嫩, 伊爾卡·科約 申請人:奧托庫姆普聯(lián)合股份公司