| 权 利 要 求 书 1、 分离高温气体携带的熔化状态粉尘的方法, 其特征在于: 将携带熔化状 态粉尘的高温气体在粘附分离器的内空中冲刷粘附分离器内的壁面., 熔化状态 的粉尘在粉尘自身粘性作用下粘附在壁面上与高温气体分离, 粘附在壁面上的 熔化状态粉尘在自身重力的作用下向下流动到粘附分离器底部的液态排放口输 出粘附分离器, 高温气体从粘附分离器的出气口输出。 2、 根据权利要求 1所述的分离高温气 携带的熔化状态粉.尘的方法, 其特 征在于: 所述粘附分离器包含离心式粘附分离器、 过滤式粘附分离器两种类型 之一或组合; 所述离心式粘附分离器是将携带熔化状态粉尘的高温气体在离心式粘附分 离器的内空中旋转或沿着旋转的内空进行旋转运动产生离心力, 在粘附分离器 内空中高温气体携带的熔化状态的粉尘在离心力的作用下被甩离高温气体粘附 到离心式粘附分离器内的壁面上并在自身重力的作用下流到离心式粘附分离器 底部的液态排放口排出, 净化后的高温气体从离心式粘附分离器出气口输出; 所述过滤式粘附分离器是将携带熔化状态粉尘的高温气体从过滤式粘附分 离器内的过滤材料堆砌的过虑层的空隙中穿过, 熔化状态的粉尘粘附在过滤材 料的壁面上并在自身重力或与自身重力同流向的高温气体的 用下从过滤层的 空隙中流到底部的液态排放口排出, 净化后的高温气体从过滤式粘附分离器出 气口输出; 所述粉尘包含金属、 矿物原料、 矿物原料熔融产物之一或组合; 所述熔化状态的粉尘是指粉尘在粉尘熔点温度以上从固体状态熔^:为液体 状态; . 所迷高温气体的温度大于粉尘的熔点温度。 3、 根据权利要求 2所述的分离高温气体携带的熔化状态粉尘的方法, 其特 征在于: 高温气体携带的熔化状态粉尘包含以下三种之一或组合: (1 ) 高温气 体在输入粘附分离器内空之前携带的熔化状态粉尘; (2 )将固体材料或固体燃 料分散到输入粘附分离器内空的气体中发生物理和 /或化学反应产生高温气体 携带的熔化状态粉尘; (3 ) 气体在输入过滤式粘附分离器后与过滤式粘附分离 器中的过滤材料发生物理和 /或化学反应产生高温气体携带的熔化状态粉尘。 4、 根据权利要求 3所述的分离高温气体携带的熔化状态粉尘的方法, 其特 征在于:所述输入粘附分离器的气体是经过间壁式换热器加热到 200 °C以上或经 过蓄热式换热器加热到 500 °C以上再输入粘附分离器。 5、 根据上述任一项权利要求所述的分离高温气体携带的熔化状态粉尘的方 法, 其特征在于: 通过增加粘附分离器内壁面的面积, 使高温气体携带的熔化 状态粉尘在冲刷壁面的过程中更多地粘附在壁面上, 直到高温气体携带的 80— 100%的熔化状态粉尘都粘附到壁面上, 再将净化后的高温气体从粘附分离器出 气口输出; .在熔化状态的粉尘从壁面上流动到液态排放口输出粘附分离器的过程中保 持粉尘的溫度大于粉尘的熔点温度。 6、 实施上述权利要求所述方法的设备是粘附分离器, 其特征在于:. 所述粘 附分离器包含外壳 la、 至少一个进气口 lb、 壁面、 内空 ld、 至少一个出气口 lc、 至少一个液态排放口 If; 所述外壳 la包含内衬耐火材料金属外壳、 内衬耐火材料水冷金属外壳、 水 冷金属外壳或耐火材料外壳四种之一或组合; ' 所述进气口 lb供携带或不携带粉尘的气体或高温气体输入粘附分离器; 所述壁面由包含在粘附分离器外壳内的固定形状和 /或不固定形状的固体 材料表面组成壁面; 所述内空 Id 是由壁面围成的固定和 /或不固定形状的空间, 供输入粘附分 离器的高温气体通过并冲刷壁面后输出到出气口 lc, 供粘附在壁面上的熔化状 态的粉尘流动到底部的液态排放口 If; 所述出气口 lc 供分离出熔化状态粉尘的净化后的高温气体输出粘附分离 器; 所述液态排放口 If 连接内空 Id和粘附分离器的外界, 在内空 Id的下游, 供分离出的熔化状态粉尘从内空 Id输出粘附分离器。 7、 根据权利要求 6所述的粘附分离器, 其特征在于: 所述粘附分离器包含 离心式粘附分离器、 过滤式粘附分离器两种类型之一或组合; 所述离心式粘附分离器包含以下 A、 B两种类型之一或组合: A类离心式粘附分离器: A类离心式粘附分离器的内空 Id是一个或 个并联的基本为圓筒的形状, 内空 Id的一端设进气口 lb, 另一端设出气口 lc, 底部设液态排放口 If; 有如下三种能使气体在进入内空 Id中产生旋转运动的结构之一或组合: ( 1 ) 进气口 lb与内空 Id相切; ( 2 ) 出气口 lc与内空 Id相切; ( 3 ) 基本为圓筒状的壁面上有斜切于内壁轴向的气体旋转导向凸出条 le; B类离心式粘附分离器: B类离心式粘附分离器的内空 Id是一个或多个并联的基本为弹簧状的旋转 螺旋, 进气口 lb在内空 Id的一端、 出气口 lc在内空 Id的另一端, 底部设液 态排放口 If; 所述过滤式粘附分离器由外壳 la、 进气口 lb、 由过滤材料堆成含有空隙的 过滤层、 出气口 lc、 底部的液态排放口 If 组成。 8、 根据权利要求 7所述的粘附分离器, 其特征在于: 所述离心式粘附分离. 器包含多个基本为圓筒状或多个基本为弹簧状旋转螺旋的并联内空 Id, 多个基 本为圆筒状或多个基本为弹簧状旋转螺旋的并联内空 Id有至少一个公共进气口 lb、 至少一个公共出气口 lc和至少一个公共的底部液态排放口 I f ; 基本为圆筒状的壁面上有斜切于壁面轴向的气体旋转导向凸出条 le; 所述过滤式粘附分离器中的过滤材料包^ ^金属材料、 耐火材料、 矿物原料 或固体燃料四种材料之一或组合。 9、 根据权利要求 8·所述的粘附分离器, 其特征在于: 所述离心式粘附分离 器的多个基本为圓筒状或多个基本为弹簧状旋转螺旋的并联内空 Id由筒形耐火 砖 lg砝放而成, 筒形耐火砖 lg的外形基本为方形或长方形, 筒形耐火砖 lg的 内空 Id基本是圆柱状或弹簧状旋转螺旋; 基本为圆柱状的壁面上有斜切于壁面轴向的气体旋转导向凸出条 le; 所述过滤式粘附分离器中的过滤材料堆砌成的过滤层由基本为矩形的耐火 砖 lh砝放成多层多排多列的格子状构成; 所述壁面的总面积满足分离 80— 10.0%高温气体携带的熔化状态粉尘。 10、、 应用粘附分离器回收携带熔化状态粉尘的高温气体所含有的热量。 11、 根据权利要求 10所述应用粘附分离器回收携带熔化状态粉尘的高温气 体所含有热量, 其特征是: 先用粘附分离器分离高温气体携带的熔化状态粉尘, 再将粘附分离器输出的净化后的高温气体输入换热器, 通过换热器将热量传递 给需要加热的气体。 12、 根据权利要求 11所述应用粘附分离器回收携带熔化状态粉尘的高温气 体所含有的热量, 其特征在于: 所述换热器是间壁式换热器 5a或蓄热式换热器 5。 • 13、 应用粘附分离器燃烧固体燃料。 14、 根据权利要求 13所述应用粘附分离器燃烧固体燃料, 其特征在于: 将 颗粒状或粉状固体燃料与含氧气体混合燃烧生成温度高于固体燃料中所含灰份 熔点温度的高温气体和熔化状态的灰份, 将含有熔化状态灰份的高温气体输入 粘附分离器分离熔化状态的灰份并输出净化后的高温气体, 将净化后的高温气 体作为热源输入工业窑炉中加热物料或锅炉中生产蒸汽。 15、 根据权利要求 14所述应用粘附分离器燃烧固体燃料, 其特征在于: 将 工业窑炉中加热物料后输出的烟气或锅炉排出的烟气再输入换热器加热所述输 入燃烧室或旋风炉 2中的含氧气体。 16、 根据权利要求 14或 15所述应用粘附分离器燃烧固体燃料, 其特征是: 所述工业窑炉包含轧钢加热炉或冶金反射炉 14。 17、 应用粘附分离器生产可燃性气体。 18、根据权利要求 17所述应用粘附分离器生产可燃性气体, 包含以下步聚: ( 1 ) 由间壁式换热器 5a或蓄热式换热器 5将含氧气或水蒸汽的气体加热 至 200— 1600 °C作为气化剂; ( 2 )选自下面 A或 B两个步聚之一: ' A、 将粉状固体燃料分散到 200— 1600°C的气化剂中气化生成温度高于固体 燃料中所含灰份熔点温度的含 C0、 H2的高温可燃性气体和熔化状态的灰份, 将 携带熔化状态灰^ ί分的高温可燃性气体输入粘附分离器 1 中分离熔化状态的灰份 并输出净化后的高温可燃性气体; Β、将 200— 1600 °C的气化剂输入以颗粒状或块状固体燃料为过滤材料 11的 过滤式粘附分离器 1 中气化所述颗粒状或块状固体燃料, 生成温度高于固体燃 料中所含灰份熔点温度的含 C0、 H2的高温可燃性气体和熔化状态的灰份, 携带 熔化状态灰份的高温可燃性气体在通过颗粒状或块状固体燃料过滤层 11的同时 分离熔化状态的灰份并输出净化后的高温可燃性气体, 粘附分离器中消耗的颗 粒状或块状固体燃料由过滤材料加入设备 10输入补充; ( 3 )将净化后的高温可燃性气体输入步聚( 1 )所述间壁式换热器 5a或蓄 热式换热器 5中与所述含氧气或水蒸汽的气体热交换降温至 80 (TC以下再输出。 19、 根据权利要求 18所述应用粘附分离器生产可燃性气体, '其特征在于: 所述含氧气或水蒸汽的气体包含空气、 氧气、 水蒸汽三种气体之一或组合, 所 述固体燃料包含煤炭、 石油焦、 生物质材料、 含碳矿物燃料、 含可燃物的生活 或工业垃圾其中之一或组合。 . 、 20、 应用粘附分离器生产高温可燃性气体输入工业窑炉燃烧加热物料。 21、 根据权利要求 20所述应用粘附分离器生产高温可燃性气体输入工业窑 炉燃烧加热物料, 包含以下步聚: . ( 1 ) 由蓄热式换热器5将含氧气体加热到 500— 1600 °C作为气化剂; ( 2 )将粉状固体燃料分散到气化剂中气化生成温度高于固体燃料所含灰份 熔点温度的含 C0、 112的高温.可燃性气体和熔化状态的灰份, 将携带熔化状态灰 份的高温可燃性气体输入粘附分离器 1 中分离熔化状态的灰份并输出净化后的 高温可燃性气体; ( 3 )将净化后的高温可燃性气体输入工业窑炉 20与输入工业窑炉 20的含 氧气体混合燃烧产生 1200— 200(TC的高温烟气加热工业窑炉 20中的物料; ( 4 )将工业窑炉 20中加热物料后的烟气输入蓄热式换热器 5 , 用于加热第 ( 1 ) 步聚所述的含氧气体和第 ( 3 ) 步聚所述的输入工业窑炉 20的含氧气体。 22、 根据权利要求 21所述应用粘附分离器生产高温可燃性气体输人工业窑 炉燃烧加热物料, 其特征是: 所述工业窑炉 20包含玻璃熔窑、 冶金反射炉或轧 4冈力口热炉。 23、 应用粘附分离器炼铁。 ' 24、 根据权利要求 23所述应用^附分离器炼铁, 包含以下步聚: ( 1 ) 由蓄热式换热器 5将含氧气体加热到 500— 1600°C作为氧化剂, 将氧 化剂分作第一和第二两部份; ( 2 )将步聚( 1 )所述的第一部份氧化剂与燃料混合不完全燃烧产生 1500 以上的含 C0、 H2的高温还原性气体; ( 3 )将粉状铁矿石分散到 150(TC以上的高温还原性气体中, 粉状铁矿石在 有熔化状态的铁矿石、 液态铁和熔化状态的炉渣的高温还原性气体输入粘附分 离器. 1 中分离输出净化的高温还原性气体, 在粘附分离器 1 中的壁面上粘附的' 未完全还原的熔化状态的铁矿石在高温还原性气体的作用下继续还原析出液态 铁和熔化状态的炉渣, 液态铁和熔化状态的炉渣从粘附分离器 1 的液态排放口 I f 中输出, 通过撇渣器将液态铁与炉渣分离; ' ( 4 )将粘附分离器 1 中分离净化输出的高温还原性气体与步聚(1 )所述 的第二部份氧化剂混合完全燃烧升温产生 1500°C以上的高温烟气后输入蓄热式 换热器 5换热冷确后排出, 蓄热式换热器 5回收的热量用于加热步聚(1 )所述 的含氧气体。 25、 根据权利要求 24所述应用粘附分离器炼铁, 其特征在于: 将粘附分离 器 1 收集的熔化状态的铁矿石、 液态铁和熔化状态的炉渣再输入一层块煤或焦 碳的过滤层 16, 未完全还原的熔化状态的铁矿石在块煤或焦碳层中继续还原析 出液态铁和熔化状态的炉渣, 最后液态铁和熔化状态的炉渣从液态排放口 If输. 出, 通过撇渣器将液态铁与炉渣分离。 . 26、 根据权利要求 24所述应用粘附分离器炼铁, 其 征在于: 所述粘附分 离器 1是过滤式粘附分离器, 过滤式粘附分离器中的过滤材料是块煤或焦碳。 27、 根据权利要求 23所述应用粘附分离器炼铁, 包含以下步聚: ( 1 ) 由蓄热式换热器 5将含氧气体加热到 500— 1600°C作为氧化剂, 将氧 化剂分作第一和第二两部份; ( 2 )将步聚( 1 )所述的第一部份氧化剂与燃料混合不完全燃烧产生 1500 以上的含 C0、 H2的高温还原性气体; ( 3 )将高 还原性气体输入以颗粒状或块状铁矿石 11 为过滤层的粘附分 离器 1 , 颗粒状或块状铁矿石 11在高温还原性气体作用下受热熔化并还原析出 液态铁和熔化状态的炉渣, 液态铁和熔化状态的炉渣从粘附夯离器 1 的液态排 放口 I f 输出, 通过撇渣器将液态铁与炉渣分离; ( 4 )将粘附分离器 1 中分离净化输出的高温还原性气体与步聚(1 ) 所述 的第二部份氧化剂混合完全燃烧升温产生 150 (TC以上的高温烟气后输入蓄热式 换热器 5换热冷确后排出, 蓄热式换热器 5回收的热量用于加热步衆( 1 )所述 '的含氧气体。 . . 28、 根据权利要求 27所述应用粘附分离器炼铁, 其特征在于: 将熔化状态 的铁矿石、 液态铁和熔化状态的炉渣再输入一层块煤或焦碳的过滤层 16, 未完 后液态铁和炉渣从液态排放口 I f 输出, 通过撇渣器将液态铁与炉渣分离。 29、 应用粘附分离器熔化粉状固体物料。 30、 根据权利要求 29所述应用粘附分离器熔化粉状固体物料, 包含以下步 聚: ( 1 ) 由蓄热式换热器 5将含氧气体加热到 500— 16 Q(TC ; ( 2 )将燃料与步聚( 1 )所述的 500— 1600°C的含氧气体输入到反应塔 2中 混合燃烧产生 1200_ 2000 °C的高温烟气; ( 3 )将粉状固体物料分散到反应塔.2中的 1200— 2000 °C的高温烟气中熔化 成为液态粉尘, 将含有液态粉尘的高温气体输入粘,附分离器 1 , 从液态排放口 I f输出熔化为液体状态的熔融物, 从出气口输出净化后的高温烟气; ( 4 )将净化后的高温烟气输入蓄热式换热器 5中换热冷确后排出, 蓄热式 换热器 5回收的热量用于加热步聚(1 ) 所述的含氧气体。 . . 31、根据权利要求 30所述应用粘附分离器熔化粉状固体物料,其特征在于: 所述固体物料是玻璃配合料, 所述液体状态的熔融物是液体状态的玻璃, 将液 态排放口 I f输出的熔化为液体状态的玻璃输入澄清池消除气泡后输入成型设备 成型, 再输入退火设备降温退火后得到玻璃制品。 32、根据权刊要求 30所述应用粘附分离器熔化粉状固体物料,其特征在于: 所述反应塔 2是冶金闪速炉, 所述粉状固体物料包含粉状硫化矿物。 33、 应用粘附分离器熔制耐火砖。 34、 才艮据权利要求 33所述应用粘附分离器熔制耐火砖, .包含以下步聚: ( 1 ) 由蓄热式换热器 5将含氧气体加热到 800— 1600°C; ( 2 )将燃料分散到步聚( 1 )所述的 800—160(TC的含氧气体中混合燃烧产 生 1600—3000°C的高温烟气; ( 3)将 1600— 3000°C的高温烟气输入以耐火砖原料 11为过滤层的粘附分 离器 1,耐火砖原料 11在 1600— 300(TC的高温烟气作用下受热熔化成液体状态, 从液态排放口 If 输出浇注成型并冷确得到需要形状的耐火砖, 从粘附分离器 1 输出净化后的高温烟气;. ( 4 )将净化后的高温烟气与低温气体混合冷确到 1800°C以下输入蓄热式换 热器 5中换热冷确后排出, 蓄热式换热器 5回收的热量用于加^步聚(1 )所述 的含氧气体。 35、 根据权利要求 34所述应用粘附分离器熔制耐火砖, 其特征在于: 所述 耐火砖原料的主要成份包含 A1203、 Zr02、 Si02三种成份之一或组合。 36、 应用粘附分离器熔化廈金属。 37、 根据权利要求 36所述应用粘附分离器熔化废金属, 包含以下步聚: ( 1 ) 由蓄热式换热器 5将含氧气体加热到 50Q—1500°C; ( 2 )将固体粉状燃料分散到步聚( 1 )所述的 500—1500°C的含氧气体中混 合燃烧产生 1400— 1700°C的高温烟气和熔化状态的固体燃料中的灰份; ( 3)将携带熔化状态的固体燃料灰份的 1400— 1700°C的高温烟气输入离心 式粘附分离器 1或以耐火材料为过滤材料的过滤式粘附分离器 1,从液态排放口 输出熔化状态的灰份, 从出气口输出净化后的高温烟气; (4)将净化后的高温烟气输入以废金属 11 为过滤材料的过滤式粘附分离 器, 废金属 11在高温烟气加热作用下熔化成液态从下部液态排放口输出浇铸成 型冷确得到金属锭; (5)将净化后的高温烟气输入蓄热式换热器 5中换热冷确后排出, 蓄热式 换热器 5回收的热量用于加热步聚( 1 )所述的含氧气体。 |
技术领域
本发明涉及分离或收集高温气体携带的熔化状 态粉尘的技术, 具体讲涉及 燃料燃烧、 固体燃料气化、 固体物料加热熔化、 玻璃熔制、 冶金等高温化学化 应中产生的高温气体和高温气体携带的熔化状 态的金属或矿物粉尘的分离方法 和技术, 通过应用本发明实现高效分离高温气体携带的 熔化状态的金属或矿物 粉尘, 还可以进一步改进上述高温化学反应的方法和 技术, 实现提高生产效率、 节约能源、 改善环境的目的。 '
背景技术
在燃料燃烧、 固体燃料气化、 固体物料加热熔化、 玻璃熔制、 冶金等高温 化学反应的技术领域中, 如何分离高温气体携带的熔化状态的粉尘, 目前还没 有较成熟的方法和设备, 在上述高温化学反应的领域, 由于现有技术的制约, 生产效率、 能源利用效率等都有待提高。
. 1、 在固体燃料燃烧技术领域, 特别是煤的燃烧技术领域, 由于煤中的灰份 难于净化, 煤的使用范围受到很多限制, 在许多要求燃料洁净程度高的窑炉中 要使用价格吊贵的液体燃料或气体燃料。
在申请号为 200620012646. 2,发明名称是: "以煤代油洁净燃烧器" ,该实用 新型专利介绍了煤的洁净燃烧和液态除渣,但 煤中的灰份分离效率不高,一般在 50 - 80%,在陶瓷、玻璃等对燃料洁净度要求很高的 业领域,难以得到广泛应用; 在燃煤发电技术领域, 煤粉旋风炉是比较先进的燃烧技术, 但是旋风炉的液 态排渣除渣率不高, 仅 50-70%左右, 造成煤灰粘附在锅炉管壁上, 影响传热效 率, 有效分离旋风炉中烟气携带的熔化状态的灰份 一直是困扰发电行业的难题。
2、 在固体燃料气化, 特别是煤气化技术领域, 一般采用固定床煤气发生炉, 煤中的灰份呈固体状态排除, 煤的气化温度较低, 要求低千煤中灰份的熔融温 度, 一般在 1100—1250°C之间, 煤在这种低温状态的气化效率较低, 煤气的热 值不高, 煤气中含很多焦油污染环境, 用于气化的煤种要求也较高, 价格较贵。
在煤制类天然气的技木领域, 申请号为 200610075185. 8,发明名称为 "煤制 类天然气或氢气" ,分离煤灰的方法是帑携带熔化状态煤灰的高 可燃性气体与 冷的可燃性气体混合激冷降温使熔化状态的煤 灰冷确成固体后再经旋风收尘器 收集, 这种方法不利于收集高温可燃性气体所含有的 热量, 需要用非常复杂的 方法制备煤气化用的高温蒸汽,造成系统复杂 投资高、 热转换效率不到 80%。
3、 在玻璃、 轧钢、 冶金等工业窑炉中, 从工业窑炉输出的烟气温度很高, 如果利用蓄热室或换热器技术将含氧气体加热 到较高温度做煤粉的气化剂, 能 有效利用工业窑炉烟气余热, 有利于煤粉在高于煤的灰份熔点温度生产煤气 , 提高煤气的热转换效率, 由于没有有效的分离高温气体携带的熔化状态 灰份的 设备, 还没有报导利用工业窑炉烟气加热含氧气体气 化粉煤生产煤气的技术。 '
4、 在玻璃生产技术领域, 目前广泛使用玻璃池窑, 在玻璃池窑内玻璃配合 料浮在玻璃液面上受到上部火焰辐射传热逐渐 熔化, 传热效率不高。 如果将玻 璃配合料研磨成粉状喷入高温气体中, 粉状物料的比表面积非常高, 传热效率 极高, 可以使玻璃配合料迅速熔化, 如研制出高效率的分离高温气体携带的熔 化状态玻璃'配合料的设备, 将可以实现上述构思, 大幅降低玻璃生产能耗。
5、在冶金化学领域,如《冶金工程设计》第 册(冶金工业出版社出版 2 006 年 6月第 1版第三章)介绍, 闪速炉使用 A广泛, 具有热效率高的特点, 但由 于烟气中含尘量大, 容易堵塞上升烟道和余热锅炉。 如研制出高效率的分离高 温气体携带的熔化状态粉尘的设备, 将高温烟气净化后再输入蓄热室回收热量 加热闪速炉内需要的含氧气体, 有利于回收高温烟气中的余热, 改善环境。
6、 在冶金化学领域, 特别是炼铁技术领域, 主要采用高炉炼铁技术, 该技 术是将颗粒状或块状铁矿石与焦碳混合投入高 炉, 在高炉内的高温还原气氛中 将铁矿石还原提炼铁。 由于颗粒状或块状铁矿石的比表面积很低, 传热和还原 炼铁的反应速度很慢, 需要耗费大量的焦碳和热能。 如将粉状的铁矿石分散在 高温还原气体中, 粉状铁矿石的比表面积很大, 传热和还原的效率很高, 粉状 离高温气体中携带的液态铁和熔化状态炉渣的 设备回收液态铁和熔化状态的炉 渣, 可以创新炼铁方法。 利用煤粉与高温的含氧气体不完全燃烧可以制 造出高 温.还原气体, 这样还可以不用或少用焦炭炼铁。
在其他高温化学反应中, 凡是涉及分离高温气体携带的熔化状态粉尘, 都需 要有效的方法和设备, 实现高效的分离高温气体携带的熔化状态粉尘 , 可以提 高生产效率, 节约能源, 改善环境。 发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种分离高 温气体携带的熔化状态粉尘 的方法和实施该方法的设备, 实现高效率地分离高温化学化应中产生的高温 气 体和高温气体携带的熔化状态粉尘; 在燃料燃烧、 固体燃料气化、 固体物料熔 化、 玻璃熔制、 冶金等高温化学反应中, 通过应用本发明进一步改进上述高温 化学反应的方法和技术, 实现提高生产效率、 节约能源、 改善环境的目的。
为解决上述技术问题, 本发明分离高温气体携带的熔化状态粉尘的方 法是: 将携带熔化状态粉尘的高温气体在粘附分离器 的内空中冲刷粘附分离器内 的壁面, 熔化状态的粉尘在粉尘自身粘性作用下粘附在 壁面上与高温气体分离, 粘附在壁面上的熔化状态粉尘在自身重力的作 用下向下流动到粘附分 '离器底部 的液态排放口输出粘附分离器, 高温气体从粘附分离器的出气口输出。
所述粘附分离器包含离心式粘附分离器、 过滤式粘附分离器两种类型之一 或组合;
所述离心式粘附分离器是将携带熔化状态粉尘 的高温气体在离心式粘附分 离器的内空中旋转或沿着旋转的内空进行旋转 运动产生离心力, 在粘附分离得 内空中高温气体携带的熔化状态的粉尘在离心 力的作用下被甩离高温气体粘附 到离心式粘附分离器内的壁面上并在自身重力 的作用下流到离心式粘附分离器 底部的液态排放口排出, 净化后的高温气体从离心式粘附分离器出气口 输出; 所述过滤式粘附分离器是将携带熔化状态粉尘 的高温气体从过滤式粘附分 ; 离器内的过滤材料堆砌的过虑层的空隙中穿过 , 熔化状态的粉尘粘附在过滤材 料的壁面上并在自身重力或与自身重力同流向 的高温气体的作用下从过滤层的, 空隙中流到底部的液态排放口排出, 净化后的高温气体从过滤式粘附分离器出 气口输出;
所述粉尘包含金属、 矿物原料、 矿^原料熔融产物之一或组合;
所述熔化状态的粉尘是指粉尘在粉尘熔点温度 以上从固体状态熔化为液体 状态; . '
所述高温气体的温度大于粉尘的熔点温度;
高温气体携带的熔化状态粉尘包含以下三种之 一或组合: ( 1 )高温气体在输 入粘附分离器内空之前携带的熔化状态粉尘; (2 ) 将固体材料或固体燃料分散 到输入粘附分离器内空的气体中发生物理和 /或化学反应产生高温气体携带的 熔化状态粉尘; ( 3 ) 气体在输入过滤式粘附分离器后与过滤式粘附 分离器中的 过滤材料发生物理和 /或化学反应产生高温气体携带的熔化状态粉 ;
■ 所述输入粘附分离器的气体是经过间壁式换热 器加热到 200 °C以上或经过 蓄热式换热器加热到 500 °C以上再输入粘附分离器; : '
通过增加粘附分离器内壁面的面积, 使高温气体携带的熔化状态的粉尘在 沖刷壁面的过程中更多地粘附在壁面上, 直到高温气体携带的 80— 1 00%的熔化 状态粉尘都粘附到壁面上, 再将净化后的高温气体从粘附分离器出气口输 出; 为避免熔化状态的粉尘粘结在离心式粘附分离 器中或过滤式粘附分离器 中, 在熔化状态的粉尘从壁面上流动到液态排放口 输出粘附分离器的过程中保 持粉尘的温度大于粉尘的熔点温度, 使熔化状态的粉尘粘附在离心式粘附分离 器或过滤式粘附分离器中时能够依靠自身重力 向下流动, 直到液态排放口排出 : 。
本发明实施上述分离高温气体携带的熔化状态 粉尘的方法的设备是粘附分 离器。 ' 所述粘附分离器包含外壳 la、 至少一个进气口 lb、 壁面、 内空 ld、 至少一 个出气口 lc、 至少一个液态排放口 If;
所述外壳 la包含内衬耐火材料金属外壳、 内衬耐火材料水冷金属外壳、 水 冷金属外壳或耐火材料外壳四种之一或组合;
所述进气口 lb供携带或不携带粉尘的气体或高温气体输入 附分离器; ' 所述壁面由包含在粘附分离器外壳内的固定形 状和 /或不固定形状的固体 材料表面组成壁面;
所述内空 Id 是由壁面围成的固定和 /或不固定形状的空间, 供输入粘附分 离器的高温气体通过并沖刷壁面后输出到出气 口 lc, 供粘附在壁面上的熔化状 态的粉尘流动到底部的液态排放口 1 f;
所述出气口 lc 供分离出熔化状态粉尘的净化后的高温气体输 出粘附分离 器; . ' 所述液态排放口 If 连接内空 Id和粘附分离器的外界, 在内空 Id的下游, 供分离出的熔化状态粉尘从内空 Id输出粘附分离器。 '
所述粘附分离器包含离心式粘附分离器、 过滤式粘附分离器两种类型之一 · 或组合。 (
所述离心式粘附分离器包含以下 A、 B两种类型之一或组合:
A类: 离心式粘附分离器的内空 Id是一个或多个并联的基本为圓筒的形状, 内空 Id的一端设进气口 lb, 另一端设出气口 lc, 底部设液态排放口 If;
有如下三种能使气体在进入内空 Id中产生旋转运动的结构之一或组合:
( 1 ) 进气口 lb与内空 Id相切;
( 2 ) 出气口 lc与内空 Id相切;
( 3 )基本为圆筒状的壁面上有斜切于内壁轴向的 体旋转导向凸出条 le; B类: 离心式粘附分离器的内空' Id是一个或多个并联的基本为弹簧状的旋 转螺旋, 进气口 lb在内空 Id的一端、 出气口 lc在内空 Id的另一端, 底部设 液态排放口 lf。
所述过滤式粘附分离器由外壳 la、 进气口 lb、 由过滤材料堆成含有空隙的 过滤层、 出气口 lc、 底部的液态排放口 If 组成。
当处理的高温气体量较大时, 为提高高温气体携带的熔化状态粉尘的分离 效率 , 所述离心式粘附分离器包含多个基本为圆筒状 或多个基本为弹簧状旋转 螺旋的并联内空 Id, 可以将大量的高温气体分散成小股气流进入每 个基本为圆 筒状或弹簧状旋转螺旋的内空 Id中离心旋转, 多个基本为圆筒状或多个基本为 弹簧状旋转螺旋的并联内空 Id有至少一个公共进气口 lb、至少一个公共出气口 1 c和至少一个公共的底部液态排放口 1 f , 基本为圆筒状的壁面上有斜切于壁面 轴向的气体旋转导向凸出条 le。 ' : ' 所述过滤式粘附分离器中的过滤材料包含金属 材料、 固定或不固定形状的 耐火材料、 矿物原料或固体燃料四种材料之一或组合。
为便于制作, 所述离心式粘附分离器的多个基本为圆筒状或 多个基本为弹 簧状旋转螺旋的并联内空 Id由筒形耐火砖 lg砝放而成, 筒形耐火砖 lg的外形 基本为方形或长方形, 筒形耐火砖 lg的内空 Id基本是圓柱状或弹簧状旋转螺 旋, 基本为圆柱状的壁面上有斜切于壁面轴向的气 体旋转导向凸出条 le。
所述过滤式粘附分离器中的过滤材料堆砌成的 过滤层由基本为矩形的耐火 砖 lh砝放成多层多排多列的格子状构成。
所述壁面的总面积满足分离 80—100%高温气体携带的熔化状态粉尘。
本发明所述分离高温气体携带的熔化状态粉尘 的方法和实施该方法的设 备, 在燃料燃烧、 固体燃料气化、 固体物料熔化、 玻璃生产、 冶金化学反应及 其他高温化学反应的技术领域中, 凡是需要分离高温气体携带的熔化状态粉尘, 通过应用本发明可以进一步改进上述高温化学 反应的方法和技术, 实现提高生 产效率、 节约能源、 改善环境的目的。 本发明实施分离高温气体携带的熔化状 态粉尘方法的设备——粘附分离器在以下几方 面的应用:
1、 应用粘附分离器回收携带熔化状态粉尘的高温 气体所含有的热量。
为了更好地理解如何应用粘附分离器回收携带 熔化状态粉尘的高温气体所 含有的热量, 本发明给出下述方法: 先用粘附分离器分离高温气体携带的熔化 状态粉尘, 将粘附分离器输出的净化后的高温气体再输入 换热器 通过换热器 将热量传递给需要加热的气体;
所述换热器是间壁式换热器 5a或蓄热式换热器 5。
2、 应用粘附分离器燃烧固体燃料。
为了更好地理解如何应用粘附分离器燃烧固体 燃料, 本发明给出下述方法:. 将颗粒状或粉状固体燃料与输入燃烧室或旋风 炉 2 中的含氧气体混合燃烧生成 温度高于固体燃料中所含灰份熔.点温度的高 气体和熔化状态的灰份, 将含有 熔化状态灰份的高温气体输入粘附分离器 1 分离熔化状态的灰份并输出净化后 的高温气体, 将净化后的高温气体作为热源输入工业窑炉中 加热物料或锅炉中 生产蒸汽;
作为本发明的一种改进是: 将工业窑炉中加热物料后输出的烟气或锅炉排 出的烟气再输入换热器加热所述输入燃烧室或 旋风炉 2中的含氧气体;
所述工业窑炉包含轧钢加热炉或冶金反射炉。
4、 应用粘附分离器生产可燃性气体。 ,
为了更好地理解如何应用粘附分离器生产可燃 性气体,. 本发明给出下述方 法, 该方法 '包含以下步聚:
( 1 ) 由间壁式换热器 5a或蓄热式换热器 5将含氧气或水蒸汽的气体加热 至 2 00— 1 60(TC作为气化剂;
( 2 )选自下面 A或 B两个步聚之一:
A、 将粉状固体燃料分散到 200— 1600 °C的气化剂中气化生成温度高于固体 燃料中所含灰份熔点温度的含 C0、 H 2 的高温可燃性气体和熔化状态的灰份, 将 携带熔化状态灰份的高温可燃性气体输入粘附 分离器 1 中.分离熔化状态的灰份 并输出净化后的高温可燃性气体;
B、将 200— 1600 °C的气化剂输入以颗粒状或块状固体燃料为过 滤材料 1 1的 过滤式粘附分离器 1 中气化所述颗粒状或块状固体燃料, 生成温度高于固体燃 料中所含灰份熔点温度的含 C0、 H 2 的高温可燃性气体和熔化状态的灰份, 携带 熔化状态灰份的高温可燃性气体在通过颗粒状 或块状固体燃料过滤层 1 1的同时 分离熔化状态的灰份并输出净化后的高温可燃 性气体, 粘附分离器中消耗的颗 粒状或块状固体燃料由过滤材料加入设备 1 0输入补充;
( 3 )将净化后的高温可燃性气体输入步聚( 1 )所述间壁式换热器 5a或蓄 热式换热器 5中与所述含氧气或水蒸汽的气体热交换降温 800 °C以下再输出。
所述含氧气或水蒸汽的气体包含空气、 氧气、 水蒸汽三种气体之一或组合, 所述固体燃料包舍煤炭、 石油焦、 生物质材料、 含碳矿物燃料、 含可燃物 的生活或工业垃圾其中之一或组合。
5、 应用粘附分离器生产高温可燃性气体输入工业 窑炉燃烧加热物料。
为了更好地理解如何应用粘附分离器生产高温 可燃性气体输入工业窑炉燃 烧加热物料, 本发明给出下述方法, 该方法包含以下步聚:
( 1 ) 由蓄热式换热器 5将含氧气或水蒸汽的气体加热到 5 00— 160 (TC作为 气化剂;
( 2 )将粉状固体燃料分散到气化剂中气化生成温 高于固体燃料所含灰份 熔点温度的含 C0、 H 2 的高温可燃性气体和熔化状态的灰份, 将携带熔化状态灰 份的高温可燃性气体输入粘附分离器 1 中分离熔化状态的灰份并输出净化后的 高温可燃性气体;
( 3 )将净化后的高温可燃性气体输入工业窑炉 20与输入工业窑炉 20的含 氧气体混合燃烧产生 1200—200(TC的高温烟气加热工业窑炉 20中的物料;
( 4 )将工业窑炉 2 0中加热物料后的烟气输入蓄热式换热器 5, 用于加热第 ( 1 ) 步聚所述的含氧气或水蒸汽的气体和第 (3 ) 步聚所述的输入工业窑炉 20 的含氧气体;
所述工业窑炉 20包含玻璃熔窑、 冶金反射炉或轧钢加热炉。 6、 应用粘附分离器炼铁。
为了更好地理解如何应用粘附分离器炼铁, 本发明给出下述第一和第二两 种方法:
第一种方法包含以下步聚:
( 1 ) 由蓄热式换热器 5将含氧气体加热到 500— 1600。C作为氧化剂, 将氧 化剂分作第 1和第 2两部份;
( 2 )将步聚( 1 )所述的第 1部份氧化剂与燃料')昆合不完全燃烧产生 OO °( 以上的含 C0、 H 2 的高温还原性气体;
' ( 3 )将粉状铁矿石分散到高温还原性气体中, 粉状铁矿石在高温还原性气 体中熔化成液体状态并还原析出液态铁和熔化 状态的炉渣, 将含有熔化状态的 铁矿石、 液态铁和熔化状态炉渣的高温还原性气体输入 粘附分离器 1 中分离输 出净化的高温还原性气体, 在粘附分离器 1 中的壁面上粘附的未完全还原的熔 炉渣, 液态铁和熔化状态的炉渣从粘附分离器 1的液态排放口 if 中输出 用撇 渣器将液态铁与炉渣分离;'
( 4 )将粘附分离器 1 中分离净化输出的高温还原性气体与步聚(1 )所述 的第 2部份氧化剂混合完全燃烧升温产生 1500°C以上的高温烟气后输入蓄热式 换热器 5换热冷确后排出, 蓄热式换热器 5回收的热量用于加热步聚( 1 )所述 的含氧气体。
本发明第一种方法还可以将上述步聚(3 )粘附分离器 1收集的熔化状态的 铁矿石、 液态铁和熔化状态的炉渣再输入一层块煤或焦 碳的过滤层 16 , 未完全 的炉渣, 最后液态铁和熔化状态的炉渣从液态排放口 If输出, 通过撇渣器将液 态铁与炉渣分离。
本发明第一种方法还可以将上述步聚(3 )所述粘附分离器 1采用过滤式粘 附分离器, .过滤式粘附分离器中的过滤材料采用块煤或 碳层 16 , 未完全还原 的熔化状态的铁矿石在块煤或焦碳层 16中会继续还原析出液态铁和熔化状态的 炉渣, 最后液态铁和熔化状态的炉渣从液态排放口 If 输出, 通过撇渣器将液态 铁与炉渣分离。
第二种方法包含以下步聚:
( 1 ) 由蓄热式换热器 5将含氧气体加热到 500— 1600°C作为氧化剂, 将氧 化剂分作第一和第二两部份;
- ( 2 )将步聚( 1 )所述的第一部份氧化剂与燃料混合不完全燃 产生 1500 以上的含 C0、 H 2 的高温还原性气体; ― ( 3 )将高温还原性气体输入以颗粒状或块状铁矿 11 为过滤层的粘附分 离器 1, 颗粒状或块状铁矿石 11在高温还原性气体作用下受热熔化并还原析 液态铁和熔化状态的炉渣, 液态铁和熔化状态的炉渣从粘附分离器 1 的液态排 放口 if 中输出, 用撇渣器将液态铁与炉 分离;
( 4 )将粘附分离器 1 中分离净化输出的高温还原性气体与步聚(1 )所述 的第二部份氧化剂混合完全燃烧升温产生 1500°C以上的高温烟气后输入蓄热式 换热器 5换热冷确后排出, 蓄热式换热器 5回收的热量用于加热步聚( 1 )所述 的含氧气体。 '
本发明第二种方法还可以将步聚(3 )所述熔化状态的铁矿石、 液态铁和熔 化状态的炉渣再输入一层块煤或焦碳的过滤层 16 , 未完全还原的熔化状态的铁 矿石在块煤或焦碳层中会继续还原析出液态铁 和炉渣, 最后液态铁和炉渣从液 态排放口 I f输出, 通过撇渣器将液态铁与炉渣分离。
8、 应用粘附分离器熔化粉状固体物料。
• 为了更好地理解如何应用粘附分离器熔化粉状 固体物料, 本发明给出下述 方法, 该方法包含以下步聚:
( 1 ) 由蓄热式换热器 5将含氧气体加热到 500— 1600°C ;
( 2 )将燃料与步聚( 1 )所述的 500—1600°C的含氧气体输入到反应塔 2中 混合燃烧产生 1200—200(TC的高温烟气;
( 3 )将粉状固体物料分散到反应塔 2中的 1200— 2000Ό的高温烟气中熔化 成为液态粉尘, 将含有液态粉尘的高温气体输入粘附分离器 1 , 从液态排放口 I f 输出熔化为液体状态的熔融物, 从出气口输出净化后的高温烟气;
( 4 )将净化后的高温烟气输入蓄热式换热器 5中换热冷确后排出, 蓄热式 换热器 回收的热量用于加热步聚(1 )所述的含氧气体。
如步聚(3 )所述粉状固体物料是玻璃配合料, 所述液体状态 熔融物就是 液体状态的玻璃, 将液态排放口 If输出的熔化为液体状态的玻璃输入澄清池消 除气泡后输入成型设备成型, 再输入退火设备降温退火后得到玻璃制品。
'上述步聚(1 ) 至 (4 ) 中所述反应塔 2 还可以是冶金闪速炉, 所述粉状固 体物料包含粉状硫化矿物。 这种冶金闪速炉与传统闪速炉相比, 增加了粘附分 离器, 能够有效分离熔化状态的粉尘, 输出洁净的高温气体, 将高温气体再输 入蓄热式换热器回收热量加热含氧气体, 热效率大幅提高。
9、 .应用粘附分离器熔制耐火砖。
为了更好地理解如何应用粘附分离器熔制耐火 砖, 本发明给出下述方'法, 该方法包含以下步聚:
( 1 ) 由蓄热式换热器 5将含氧气体加热到 800— 1600°C ; ( 2 )将燃料分散到步聚( 1 )所述的 800— 160(TC的含氧气体中混合燃烧产 生 1600— 300(TC的高温烟气;
( 3 )将 1600— 3000°C的高温烟气输入以耐火砖原料 11为过滤层的粘附分 离器 1 ,耐火砖原料 11在 1600_ 300(TC的高温烟气作用下受热熔化成液体状态, 从液态排放口 I f 输出浇注成型并冷确得到需要形状的耐火砖, 从粘附分离器 1 输出净化后的高温烟气; ·
( 4 )将净化后的高温烟气与低温气体混合冷确到 1800°C以下输入蓄热式换 热器 5中换热冷确后排出, 蓄热式换热器 5回收的热量用于加热步聚( 1 )所述 的含氧气体。
所述耐火砖原料的主要成份包含 A1 2 0 3 、 Zr0 2 、 S i0 2 三种成份之一或组合。 10、 应用粘附分离器熔化廈金属。
为了更好地理解如何应用粘附分离器熔化废金 属, 本发明给出下述方法, 该方法包含以下步聚: -
( 1 ) 由蓄热式换热器 5将含氧气体加热到 500— 150.0°C ;
( 2 )将固体粉状燃料分散到步聚( 1 )所述的 500—1500°C的含氧气体中混 合燃烧产生 1400— 1700°C的高温烟气和熔化状态的固体燃料中的 份;
( 3 )将携带熔化状态的固体燃料灰份的 1400_1700°C的高温烟气输入离心 式粘附分离器 1或以耐火材料为过滤材料的过滤式粘附分离 1 ,从液态排放口 输出熔化状态的灰份, 从出气'口输出净化后的高温烟气;
( 4 )将净化后的高温烟气输入以废金属 11 为过滤材料的过滤 (粘附分离 器, 废金属 11在高温烟气加热作用下熔化成液态从下部液 排放口 If 输出浇 铸成型冷确得到金属锭;
( 5 -)将净化后的高温烟气输入蓄热式换热器 5中换热冷确后排出, 蓄热式 换热器 5回收的热量用于加热步聚( 1 ) 所述的含氧气体。
以上应用实例并非穷举, 凡是应用本发明所述分离高温气体中的熔化状 态 粉尘的方法和设备, 均落入本发明的保护范围。
附图说明
下面结合附图详细描述本发明所述的实施方式 :
图 1是一个内空为圓筒的离心式粘附分离器
图 2是一个带有气体旋转导向凸出条的筒形砖, 砖体 lg外形基本为方形或 长方形, 内空 Id基本为圓柱状, 内空的壁面上有一斜切于壁面轴向的气体旋转 导向凸出条 le , 砖体由耐火材料制作而成。
图 3是一个内空为弹簧状旋转螺旋的离心式粘附 离器的内空示意图。 图 4是一个由图 2筒形砖多排多列多层组合而成的离心式粘附 离器。 图 5是一个过滤式粘附分离器, 其过滤层由多排多列多层矩形耐火砖 lh码 放成格子状 成。
图 6是一个应用粘附分离器燃烧固体燃料的热风 。
图 7—图 .18是应用换热器和粘附分离器组合的窑炉, 用于回收含有熔化状 态粉尘的高温气体中的热量, 通过粘附分离器分离高温气体携带的熔化状态 粉 尘, 通过换热器将净化后的高温气体中的热量传递 给需要加热的气体, 需要加 热的气体被加热后参与到窑炉中的高温化学反 应中, 有效利用.了高温气体中的 热能, 提高了热效率, 通过图 7—图 18各种方式的组合, 分别用于可燃性气体 制造、 炼铁、 轧钢钢坯加热、 熔化玻璃.、 有色金属冶炼或耐火材料熔制等。
图 7或图 15所示窑炉用于生产可燃性气体。 '
图 8所示窑炉用于生产可燃性气体、 熔化玻璃或有色金属冶炼。 ' 图 9一图 12所述四种窑炉用于炼铁。
图 13或图 14所述窑炉用于熔化玻璃或有色金属冶炼。
图 16所述窑炉用于熔制耐火材料。 '
图 17所述窑炉用于轧钢钢坯加热、 有色金属冶炼或废金属熔化加热。
图 18所述窑炉用于废铜或其他金属熔化加热。
图中各序号所指示装置或物料含义如下:
la—外壳, lb—进气口, lc一出气口, Id—内空, le—气体旋转导向凸出条, I f—液态排放口, . lg_砖体, lh—矩形耐火砖, 1一粘附分离.器, 1A—离心式粘 附分离器, 2—燃烧室或旋风炉或反应塔, 2a—燃料输入口, 2b—进风口, 3—燃 料和 /或粉状物料输送和流量控制设备, 4一气体输入设备(气体包含空气、 富 氧空气、 氧气、 水蒸汽或含氧气体与'水蒸汽的混合气体, 气体输入设备包含风 机、 富氧气体发生设备、 制氧设备或蒸汽锅炉 '), 5a—间壁式换热器, 5—蓄热 式换热器, 6—烟气输出口 (如用于生产可燃性气体的窑炉则代表可燃性 气体输 出口), '7—烟气换向闸板(如用于生产可燃性气体的 炉则代表可燃性气体换 向闸板),' 8—气体换向闸板, 9一粉状物料输送管路换向阀门, 10—颗粒或块状 物料加入设备, 11一颗粒或块状物料, 12—高温含氧气体输送管路, 13—流量 调节阀—, 14一轧钢加热炉或冶金反射炉, 15—颗粒状或块状煤碳或焦碳加料设 备, 16—颗粒状或块状煤碳或焦碳, 17—鼓风装置, 18—鼓风换向闸板, 19一 调温风入口, 20—工业窑炉, 21—待加热物料 具体实施方式
实施例 1
一种分离高温气体中熔化状态粉尘的离心式粘 附分离器, 如图 1 所示, 包 含进气口 lb、 外壳 la、 气体旋转导向凸出条 le、 圓筒状内空 ld、 出气口 lc、 液态排放口 I f ; 外壳 la采用耐火材料外壳, 还可以是内衬耐火材料金属外壳。
使用方法是: 将携带熔化状态粉尘的高温气体从进气口 lb输入, 在离心式 粘附分离器的内空 Id中旋转, 在粘附分离器内空中高温气体携带的熔化状态 的 粉尘在离心力的作用下被甩离高温气体粘附到 离心式粘附分离器内的壁面上并 在自身重力的作用下流到离心式粘附分离器底 部的液态排放口 I f 排出, 净化后 的高温气体从离心式粘附分离器出气口 lc输出, 高温气体的温度大于粉尘的熔 点温度。 所述粉尘包含金属、 矿物原料、 矿物原料熔融产物之一或组合, 如煤 的灰份或粉状金属铁。
实施例 2 I 一种分离高温气体中熔化状态粉尘的离心式粘 附分离器, 如图 4 所示, 由' 图 2 筒形砖多排多列多层组合而成, 包含进气口 lb 、 外壳 la、 筒形砖上的气 体旋转导向凸出条 le 、 筒形砖内空 ld、 出气口 lc、 液态排放口 I f。 使用方法 与实施例 1相同。
实施例 3
一种分离高温气体中熔化状态粉尘的过滤式粘 附分离器, 如图 5.所示, 其 过滤层由多排多列多层矩形耐火砖码放成格子 状砌成, 包含进气口 lb、外壳 la、' 矩形耐火砖 lh、 由矩形耐火砖 lh码放隔成的格子状内玄 ld、 出气口 lc、 液态 排放口 l f。 过滤层中的矩形耐火砖 lh的壁面的总面积满足分离 80— 100%高温' 气体携带的熔化状态粉尘。
使用方法是: 将携带熔化状态粉尘的高温气体从进气口 lb输入, 从过滤式 粘附分离器内的过滤材料堆砌的过虑层的空隙 中穿过, 熔化状态的粉尘粘附在 过滤材料的壁面上并在自身重力或与自身重力 同流向的高温气体的作用下从过 滤层的空隙中流到底部的液态排放口排出 l f, 净化后的高温气体从过滤式粘附 分离器出气口 lc输出。
实施例 4
一种分离高温气体中熔化状态粉尘的过滤式粘 附分离器, 其过滤层由金属 或固体物料堆积而成, 包含如图 5所示进气口 lb、 外壳 la、 出气口 lc 、 液态 排放口 I f ,壳体内的矩形耐火砖 lh由适当厚度的金属 料或固体材料堆积而成。' 所述金属材料包含废铜或废铁, 所述固体材料包含焦碳、 块状煤或矿物原料。
实施例 5
一种分离高温气体中熔化状态粉尘的离心式粘 附分离器与过滤式粘附分离 器的组合, 如图 7所示, 由离心式粘附分离器 1A和过滤式粘附分离器 1组成。
实施例 6 一种分离高温气体中熔化状态粉尘的离心式粘 附分离器, 包含进气口 lb、 外壳 la、 如图 3所示弹簧状螺旋内空、 出气口 lc、 液态排放口 l f。
实施例 7
一种分离高 气体中熔化状态粉尘的离心式粘附分离器, 包含进气口 l b、 外壳 la、 多排多列多层弹簧状螺旋内空的筒形砖、 出气口 l c、 液态排放口 l f。
实施例 8
如图 6所示的应用粘附分离器燃烧固体燃料的热风 , 由风机 4将助燃风 从进风口 2b输入旋风炉 2 , 由粉状燃料输送与流量控制设备 3将粉状固体燃料 从燃料输入口 2a输入旋风炉 2与助燃风混合点燃, 生成温度高于粉状固体燃料 所含灰份熔点的高温烟气,将这种含有熔化状 态灰份的高温烟气输入与旋风炉 2 连接的粘附分离器 1 , 在粘附分离器 1的分离作用下, 熔化状态的灰份从液态渣 排放口 I f 排出, 从热风出口输出净化后的高温热风, 将这种净化后的高温热风 输入工业窑炉加热物料或输入锅炉生产蒸汽。
实施例 9
如图 7 所示的应用粘附分离器和间壁式换热器的可燃 性气体发生炉, 由气 体输入设备 4将含氧气体输入间壁式换热器加热到选自 200— 700 °C之间某一温 度值', 例如加热到 35 (TC后从进风口 2b输入离心式粘附分离器 1A , 由粉状燃料 输送与流量控制设备 3将粉状固.体燃料从燃料输入口 2a输入离心式粘附分离器 1 A 内点燃发生气化反应, 生成温度高于粉状固体燃料所含灰份熔点的高 温可燃 性气体, '例如 1600 °C的高温可燃性气体, 将这种含有熔化状态灰份的高温可燃 性气体输入与离心式粘附分离器 1A连接的粘附分离器 1, 在离心式粘附分离器 1 A和粘附分离器 1的分离作用下, 熔化状态的灰份从液态渣排放口 I f排出、 净 化后的高温可燃性气体再输入间壁式换热器 5a, 将热量传递给含氧气体, 可燃 性气体冷确到 800 °C以下任一温度值, 例如 500 °C后从输出口 6输出。
所述气体输入设备 4 采用风机, 在输入的空气中加入水蒸汽, 或通过富氧 空气发生设备、 制氧设备提高含氧量, 并加入部份水蒸汽, 可以提高可燃性气 体的热值。 '
所述固体燃料包含煤炭、 石油焦、 生物质材料、 含碳矿物燃料、 含可燃物 的生活或工业垃圾其中之一或组合。
离心式粘附分离器 1A的内衬和粘附分离器 1内的材料采用优质硅砖, 可以 承受 1600。C的高温环境。当使用煤作为燃料时,煤 灰份熔点一般在 1150—1 350 °C , 要求控制离心式粘附分离器 1A内温度在 1350 °C以上, 例如控制在 1'550°C 左右, 即在优质硅砖允许的使用温度范围内, 气化反应效果也比较好。
在离心式粘附分离器 1A内煤分发生如下气化反应: 空气作为气化剂发生如下气化反应:
2C+02=2CO+221. 2kJ
2CO+02=2C02+566. 0 kJ - C+02=C02+393. 8 kJ
C02+C=2CO-172. 6kJ - 水蒸汽作为汽化剂发生如下气化反应:
C+2H2O=CO2+2H2-90. 2 kJ
C+H20=CO+H2-131. 4 kJ
根据上述气化应化学方程式, 以空气作为气化剂时主要是放热反应, 以水 蒸汽作为汽化剂时主要是吸热反应, 适当提高空气中的含氧量可以减少可燃性 气体中氮的含量, 提高可燃性气体的热值, 但离心式粘附分离器 1A内的反应温 度也会相应提高, 当达到一定限度时,反应温度会达到 1600°C以上, 如 1750°C, 这样就会超过优质硅砖允许的使用温度, 增加一部份水蒸汽作为汽化剂, 由于 水蒸汽与煤的气化反应是吸热反应, 就可以适当降低离心式粘附分离器 1A内的 气化反应温度, 适当调整气化剂中的含氧量和含水蒸汽量, 尽量减少含氮量, 就可以即控制离心式粘附分离器 1A 内的反应温度在优质硅砖允许的温度范围 内, 又可以获得高热值的可燃性气体, 通过间壁式换热器的换热作用, 把高温 可燃性气体降低到适当温度再输出, 有效地利用了高温可燃性气体中的热量, 加热后的含氧气体作为气化剂, 更有利于提高气化效果。
由于间壁式换热器一般只能将含氧气体加热到 200— 700 C ,效果不是很好, 如采用蓄热式换热器, 可以将含氧气体加热到 500— 160(TC , 本专利发明优选蓄 热式换热器, 以下实施例均采用蓄热式换热器。
实施例 10
如图 8 所示应用粘附分离器和蓄热式换热器组合的窑 炉。 才艮据蓄热式换热 器的工作原理, 要求两组蓄热室交替运行, 分为吸热升温周期和降温放热周期, 才能回收高温气体中的.热量。
两组蓄热玄换向回收高温气体中热量的操作过 程如下 (以下简称换向操 作 .):
首先, 左侧闸板 7关闭, 右侧闸板 7打开, 左侧闸板 8打开, 右侧闸板 8 关闭, 气体输入设备 4将含氧气体从左侧打开的闸板 8处向左侧蓄热室 5输入, 在左侧蓄热室 5内含氧气体温度逐渐升高到选自 500—1600°C之间某一温度值, 如 1200°C后再进入左侧旋风炉或反应塔 2 , 在左侧旋风炉或反应塔 2 内与燃料 或粉状物料输送和流量控制设备 3从打开的左侧阀门 9 (右侧阀门 9关闭)输入 的燃料或物料产生高温化学反应, 生成熔化状态的粉尘和高温气体, 如 1650°C 的熔化状态的粉尘和高温气体, 将含有熔化状态粉尘的高温气体输入粘附分离 器 1, 熔化状态的粉尘被收集下来从液态排放口 I f 排出, 净化后的高温气体从 右侧旋风炉或反应塔 2经过送入右侧蓄热室 5 ,高温气体加热右侧蓄热室 5中的 蓄热材料, 高温气体温度逐渐降低至 800 °C以下, 如降低到 500 °C或 300 °C后从 打开的右侧闸板 7输出。 在这一过程中, 左侧蓄热室 5 内的蓄热材料将热量传 递给含氧气体完成左侧蓄热室 5 内蓄热材料的降温放热周期, 右侧蓄热室 · 5 内 的蓄热材料吸收高温气体中的热量完成右侧蓄 热室 5 内蓄热材料的吸热升温周 期。
每隔一段时间, 进行一次换向操作, 按上述操作方法反向从右侧蓄热室 5 输入含氧气体, 从右侧旋风炉或反应塔 2 内输入燃料或物料, 从左侧蓄热室 5 输出净化并降温后的反应气体, 周而复始进行上述换向操作, 就完成了应用粘 附分离器和蓄热室回收含有熔化状态粉尘的高 温气体所含有热量的目的。
该组合形式的客炉用于生产可燃性气体、 熔化玻璃或有色金属冶炼。
如用这种组合形式的窑炉生产可燃性气体, 可以采用如下 Α、 Β两种操作方 式: '
Α、 从燃料或粉状物料输送和流量控制设备 3输入粉状.固体燃料, 与气体输 入设备 4输入的含氧气体按前述换向操作方法交替在 侧旋风炉 2 内发生气化 反应, 交替从两侧可燃性气体输出口 6输 ttj可燃性气体。
B、 由气;^输入设备 4从左 (或右)侧蓄热室输入含氧气体预热到选自 500 — 1200 °C之间某一温度值, 如 1000°C后进入旋风炉 1与燃料输送和流量控制设 备 3输入的粉状固体燃料发生完全燃烧反应产生 于固体燃料中所含灰份熔点 温度高温烟气和熔化状态的灰份, 如 1700 °C或 160(TC的高温烟气和熔化状态的 灰份, 经粘附分离器 1 净化, 熔化状态的灰份从液态排放口输出, 净化的高温 烟气进入右 (或左)侧蓄热室加热其中的蓄热材料后降温 至 300 °C以下, 如 200 或 150 °C后从右('或左)侧烟气排放口 6排放。 隔一段时间, 由气体输入设备 4 从右(或左)侧蓄热室输入水蒸汽预热到选自 145 (TC— 1600 °C之间某 r"温度值, 如 1580 °C后进入旋风炉 2与燃料输送和流量控制设备 3输入的粉状固体燃料发 生气化反应产生选自 1400— 1500 °C之间某一温度值, 如 1450 °C的含 C0、 H 2 的高 温可燃性气体和熔化状态的灰份, 经粘附分离器 1 净化, 熔化状态的灰份从液 态排放口输出, 含 C0、 H 2 的高温可燃性气体左 (或右)侧蓄热室加热其中的蓄 热材料降温至 500 °C以下, 如 300°C或 150 °C后从左(或右)侧可燃性气体输出 口 6 输出。 这种操作方法全部采用水蒸汽作气化剂, 输出的可燃性气体热值与 天燃气接近。
还可以用这种组 形式的窑炉生产玻璃, 操作方法是: 从燃料或粉状物料输送和流量控制设备 3向左 (或右)侧反应塔 2输入粉 状固体燃料和粉状玻璃配合料的混合物, 经左(或右)侧蓄热室 5 预热至选自 500— 1600。C之间某一温度值, 如 1000 °C的高温含氧气体与粉状固体物料在左 (或右)反应塔 2内产生高温燃烧反应达到选自 1200— 2000 °C之间某一温度值, 状固体物料 灰份成为玻璃的组份, 经粘附分离器的分离, 从出气^输出净化 后的高温烟气, 玻璃液从液态排放口 I f 输出, 再输入澄清池, 再经成型设备加 工成型, 送入退火窑冷却, 成为玻璃产品, 将净化后的高温烟气输入右(或左) 侧蓄热式换热器 5中换热冷确后排出。 每隔一段时间, 进行一次换向操作。
如用这种组合形式的窑炉生产有色金属, 反应塔 2 采用闪速炉, 可用于熔 化粉状硫化矿物。 以炼铜为例: 从燃料或粉状物料输送和流量控制设备 3输入 石克化铜精矿颗粒, 与经蓄热室' 5 预热至选自 500— 1600 °C之间某一温度值, 如 800 °C高温含氧气体在反应塔 2内混合传质传热,反应达到选自 1200— 2000 °C之 间某一温度值, 如 140(TC , 在 1400 °C的高温作用下硫化铜精矿颗粒完成氧化脱 硫、 熔化反应, 并放出大量的热, 经粘附分离器 1收集从液态排放口 I f 输出铜 锍和熔化状态的炉渣, 输入沉淀池, 经澄清分离分别从锍口和渣口放出铜锍和 炉渣。 每隔一段时间, 进行一次换向操作。
实施例 11
如图 9、 10、 1 1、 12 所.示的应用粘附分离器和蓄热式换热器, 在两侧蓄热 室之间有一连通的含氧气体输送管路 12的窑炉。 该四种组合形式的窑炉用于炼 铁, 粘附分离器 1采用离心式粘附分离器或过滤式粘附分离器 图 9.和图 10窑 炉采用的是离心式粘附分离器, 图 1 0窑炉还含有一层颗粒状或块状煤碳或焦碳 16和颗粒状或块状煤碳或焦碳加料设备 15。 图 1 1和图 12采用的是过滤式粘附 分离器, 图 11的过滤式粘附分离器的过滤材料是颗粒状或 状煤碳或焦碳 16 , 过滤材料在炼铁生产过程中会不断消耗, 消耗量由颗粒状或块状煤碳或焦碳加 料设备 15加入; 图 12采用的过滤式粘附分离器 1 中的过滤材料是颗粒或块状 的铁矿石 1 1 , 铁矿石 11在高温还原气体作用下不断熔化还原, 由颗粒或块状物 料加入设备 1 0加入。 图 9、 1 0、 1 1、 12所示窑炉炼铁工作原理如下:
图 9和图 1 1所示窑炉炼铁的工作原理是: 由燃料或粉状物料输送和流量控 制设备 3从物料输入口 2a向左侧反应塔 2内加入粉状铁矿石和燃料, 在左侧反 应塔 2内燃料与从含氧气体输入设备 4输入左侧蓄热室 5加热的一部分达到 500 — 160(TC之间某一温度, 如 1 30 (TC的含氧气体混合燃烧产生高于铁矿石熔点的 1 500 °C以上的高温还原性气体, 如 1700 °C高温还原性气体, 粉状铁矿石分散在 1700 °C高温还原性气体中受热熔化, 铁氧化物被还原析出液态铁, 高温气体和 熔化状态的铁矿石、 液态铁、 炉渣的混合物输入粘附分离器 1 中, 熔化状态的 铁矿石、 液态铁、 炉渣粘附在壁面上, 受到高温还原性气体的不断沖刷, 粘附 在壁面上的铁矿石不断还原析出液态铁, 最终液态铁和熔化状态的炉渣在重力 作用下流到液态排放口 i f 输出, 由撇渣 将液态铁和熔化状态的炉渣分开。 经 左侧蓄热室换热加温的另一部分高温含氧气体 由流量调节阀 1 3控制流量, 从含 氧气体输送管路 12输入到右侧的蓄热室上部与经离心式粘附分 器 1净化的高 温还原性气体混合完全燃烧升温到 150(TC以上后, 如; 1650 °C的高温烟气加热右 侧蓄热室格子体, 从右侧烟气输出口 6排出降温后的烟气。 每隔一段时间换向 操作一次。
图 9所示窑炉的粘附分离器是离心式粘附分离器 图 1 1所示的粘附分离器 是过滤式粘附分离器, 过滤材料是颗粒状或块状煤碳或焦碳 16, 过滤材料 1 6对 熔化状态的铁矿石有很强的还原作用, 过滤材料 16在炼铁生产过程中会不断消 耗, 消耗量由颗粒状或块状煤碳或焦碳加料设备 15加入。
图 10所述窑炉是在图 9所述窑炉的基础上增加一层颗粒状或块状煤 或焦 碳 16和颗粒状或块状煤碳或焦碳加料设备 15 ,由离心式粘附分离器 1收集的熔 化状态的铁矿石、 液态铁、 炉渣先流过一层颗粒状或块状煤碳或焦碳 16, 未完 全还原的铁矿石在煤碳或焦碳层 16的作用下进一步还原析出液态铁, 最终液态 铁和熔化状态的炉渣在重力作用下流到液态排 放口 1 f输出。
图 12所示窑炉的工作原理是: 由燃料或粉状物料输送和流量控制设备 3从 物料输入口 2a向左侧反应塔 2内输入燃料, 在左侧反应塔 2内燃料与从含氧气 体输入设备 4输入左侧蓄热室 5加热达到 500— 1600 °C之间某一温度, 如 1200 °C的一部分含氧气体混合燃烧产生高于铁矿石 熔点的 150 (TC以上的高温还原性 气体, 如 1650 °C的高温还原性气体, 颗粒或块状物料加入设备 10将颗粒或块状 铁矿石 11输入粘附分离器 1。颗粒或块状铁矿石 11即是过滤材料, 又是炼铁的 原料。 左侧反应塔 2内产生的 1650 °C的高温还原性气体输入粘附分离器中颗粒 或块状铁矿石 11 中, 颗粒或块状铁矿石 1 1受热熔化, 铁氧化物被还原析出液 态铁, 液态铁、 熔化状态的炉渣在重力作用下流到液态排放口 I f输出, 由撇渣 器将液态铁和熔化状态的炉渣分开。 经左侧蓄热室换热加温的另一部分高温含 氧气体由流量调节阀 . 1 3控制流量, 从含氧气体输送管路 12输入到右侧的蓄热 室上部与经离心式粘附分离器 1 净化的高温还原性气体混合完全燃烧升温达到 1500 Γ以上后, 如 1650 °C的高温烟气加热右侧蓄热室格子体, 从右侧烟气输出 口 6排出降温后的烟气。 每隔一段时间换向操作一次。
实施例 12
如图 1 3所示应用粘附分离器、 蓄热式换热器和工业窑炉 20组合的窑炉。 该组合的窑炉利用蓄热室回收工业窨炉 20中输出的烟气热量加热^^氧气体作气 化剂,气化粉状固体燃料生产高温可燃性气体 输入工业窑炉 20中燃烧加热物料, 工业窑炉 20包含玻璃熔窑、 冶金反射炉或轧钢加热炉。
该组合的窑炉工作原理如下:
从左侧两组蓄热室 5输入含氧气体, 由燃料或粉状物料输送和流量控制设 备 3将粉状固体燃料输入左侧旋风炉 1与经左侧一组蓄热室 5加热的选自 500 一 1600°C之间某一温庋值, 如 1000°C的含氧气体混合气化生成温度高于固体 料所含灰份熔点温度的含 C0、 H 2 的高温可燃性气体和熔化状态的灰份, 如 1500 °C的高温可燃性气体和熔化状态的灰份, 再输入左侧粘附分 器 1 , 熔化状态的 灰份从左侧液态排放口 If 排出, 净化后的高温可燃性气体输入工业窑炉 20, 与 左侧另一组蓄热室加热输入工业窑炉 20 的含氧气体混合燃烧, 产生选自 1200 一 2000 °C之间根据所加热物料需要的某一温度值的高 温烟气加热输入工业窑炉. 20内的物料 21 ;
当工业窑炉 20是玻璃熔窑时, 物料 21是玻璃配合料, 熔窑 20内的高温烟 气的温度控制在选自 1500— 200(TC之间某一温度值, 如 1600°C , 玻璃配合料 21 在玻璃熔窑 20内受热熔化成玻璃液 22, 玻璃液 22从熔窑的出口输入成型设备 加工和退火窑冷确, 得到玻璃产品; ,
当熔窑 20是冶金反射炉时, 以炼铜为例: 物料 21是硫化铜精矿颗粒, 反 射炉 20内的高温烟气温度控制在选自 1200— 1600 °C之间某一温度值, 如 1550 °C, 反射炉 20内的硫化铜精矿颗粒 21在高温作用下发生氧化脱硫、 熔化反应, 并放出大量的热, 生成铜锍和炉渣, 将铜锍和炉渣从熔窑的出口输入沉淀池, 经澄清分离分别从锍口和渣口放出铜锍和炉渣 ;
当工业窑炉 20是轧钢加热炉时, 物料 21是钢坯, 轧钢加热炉 20内的高温 烟气温麾控制在选自 1300— 1500 °C之间某一温度值, 如 1380°C , 钢坯 被加 热到需要的温度后输出轧钢加热炉 20;
工业窑炉 20内的高温烟气输入右侧两组蓄热室 5 , 将热量传递给右侧蓄热 室 5 中的格子体, 冷确的烟气从烟气输出口 6输出。 每隔一段时间换向操作一 次。
实施例 13
如图 14所示应用过滤式粘附分离器和蓄热式换热器 合的窑炉。 该组合形 式的窑炉用于熔化玻璃、 有色金属冶炼, 工作原理如下:
从左侧蓄热室 5输入含氧气体, 由燃料输送与流量控制设备 3从左侧旋风 炉输入燃料与经左侧蓄热室 5 加热的含氧气体混合燃烧生成高温气体, 高温气 体输入过滤式粘附分离器 1沖刷过滤式粘附夯离器 1中的物料 11, 颗粒或块状 物料加入设备 10将颗粒或块状物料 11输入过滤式粘附分离器 1 ;
当输入过 式粘附分离器的物料 11是玻璃配合料时, 经左侧蓄热室 5加热 的含氧气体温度控制在 1200。C左右, 在左侧旋风炉内的燃料燃烧温度控制在 1650 左右, 玻璃配合料受热熔化成玻璃液从液态排放口 I f 输出到澄清池, 再 从澄清池输入成型设备加工和退火窑冷确, 得到玻璃产品;
当输入过滤式粘附分离器 1的物料 11是硫化矿物时, 以炼锌为例, 物料 11 是石克化锌精矿颗粒, 经左侧蓄热室 5加热的含氧气体温度控制在 100(TC左右, 在左侧旋风炉内的燃料燃烧温度控制在 1400°C左右,硫化锌精矿颗粒 11在高温 作用下发生氧化脱硫熔化反应, 并放出大量的热, 生成液态锌和炉渣, 将液态 锌和炉渣从液态排放口 If输出到沉淀池, 经澄清分离放出液态锌和炉渣;
从过滤式粘附分离器输出的高温烟气输入右侧 蓄热室 5 ,将热量传递给右侧 蓄热室 5中的格子体, 冷确的烟气从烟气输出口 6输出;
' 每隔一段时间换向操作一次。
实施例 14
如图 15所示应用粘附分离器和蓄热式换热器组合的 炉。 该窑炉用于生产 可燃性气体, 工作原理如下:
由含氧气体输入设备 4从左侧蓄热室 5输入含氧气体, 经左侧蓄热室加热 的温度 200— 1600°C之间某一温度值, 如.1300°C的會氧气体输入粘附分离器 1 , 由颗粒或块状物料加入设备 10将颗粒或块状固体燃料 11输入过滤式粘附分离 器 1 , 颗粒或块状固体燃料 11与输入的 1300°C的含氧气体发生气化反应生成高 于固体燃料中所含灰份熔点温度的含 C0、 H 2 的高温可燃性气体, '如 1600°C的高 温可燃性气体, 颗粒或块状固体燃料 11中含有的灰份受热熔化并从液态排放口 I f 输出, 高温可燃性气体进入右侧蓄热室 5 , '加热右侧蓄热室 5中的蓄热材料, 高温可燃性气体冷确至 800°C以下后, 如 300°C , 从右侧可燃性气体输出口 6输 出; 每隔一段时间换向一次, 交替从两侧可燃性气体输出口 6输出可燃性气体。
所述过滤式粘附分离器 1中的颗粒或块状的固体燃料 11即是生产可燃性气 体的燃料, 又是过滤式粘附分离器 1中的过滤材料。
实施例 15
如图 16所示应用粘附分离器和蓄热式换热器组合的 炉。 该组合形式的窑 炉用于熔制耐火材料, 工作原理如下: '
由含氧气体输入设备 4从左侧蓄热室 5输入含氧气体, 经左侧蓄热室加热 到选自 800—160(TC之间某一温度值, 如 1550°C 含氧气体输入旋风炉 2 , 由燃 料输送和流量控制设备 3从左侧旋风炉输入燃料与高温含氧气体混合 烧生成 温度在选自 1600— 3000°C之间的高于耐火材料 11熔点温度的某一温度值的高温 气体, 如 2200°C的高温气体, 由颗粒或块状物料加入设备 10将颗粒或块状耐火 材料 11输入粘附分离器 1, 颗粒或块状耐火材料 11被输入的 2200°C的高温气 体加热熔化,. 从液态排放口 If输出浇注成型并冷确得到需要形状的耐火材 , 从粘附分离器输出的高温气体在进入右侧蓄热 室 5之前与右侧鼓风装置 17输入 的低温气体混合冷确到蓄热室 5中的耐火材料所能承受的温度(如 1800°C以下), 经右侧蓄热室 5的换热冷确后, 烟气从右侧烟气排放口 6输出.; 每隔一段时间 换向一次。
所述过滤式粘附分离器的外壳采用水冷金属外 壳或内衬耐火材料水冷金属 外壳。
所述耐火砖原料的主要成份包含 A1 2 0 3 、 Zr0 2 、 Si0 2 三种成份之一或组合。 例如熔制莫来石质耐火材料: 含 Al 2 0 3 71.8%、 Si0 2 26.2%;
或熔制刚玉质耐火材料:含 Al 2 0 3 99.2%,SiO 2 0.3%;
或熔制锆刚玉质耐火材料:含 Al 2 0 3 45.4%,、 Zr0 2 41%、 Si0 2 12.5%;
实施例 1ό
如图 17所示应用粘附分离器、 蓄热式换热器、 加热^或冶金反射炉 14组 合的窑炉, 工作原理如下:
由含氧气体输入设备 4从左侧蓄热室 5输入含氧气体, 经左侧蓄热室 5加 热的含氧气体输入旋风炉 2,由燃料输送和流量控制设备 3从左侧旋风炉 1输入 粉状固体燃料与高温含氧气体混合燃烧生成温 度高于粉状固体燃料所含灰份熔 点的高温烟气, 熔化状态的灰份经左侧粘附分离器 1 收集后从左侧液态排放口 If 输出, 经左侧粘附分离器 1净化后的高温烟气输入加热炉或冶金反射炉 14, 加热炉或冶金射炉 14内的高温烟气加热物料后经右侧粘附分离器 1和右侧旋风 炉 2进入右侧蓄热室 5, 加热右侧蓄热室 5中的蓄热材料后, 从右侧烟气排放口 ό输出, 每隔一段时间换向一次。
实施例 17 >
如图 18所示应用粘附分离器和蓄热式换热器组合的 炉, 该窑炉用于废金 属熔化加热, 工作原理如下: ' '
由含氧气体输入设备 4从左侧蓄热室 5输入含氧气体加热到选自 500— 1500 °C之间的某一温度值, 如 1200°C后输入旋风炉 2, 由燃料输送和流量控制设备 3. 从左侧旋风炉 2 输入粉状固体燃料与高温含氧气体混合燃烧生 成选自 1400— 1700°C之间某一温度值, 如 1500°C的高温烟气, 熔化状态的灰份经左侧粘附分 离器 1收集后从左侧粘附分离器 1下部的液态排放口 If 输出, 经左侧粘附分离 器 1净化后的高温烟气输入中间的粘附分离器 1,从中间的粘附分离器 1上部颗 粒或块状物料加入设备 10加入废金属 11, 废金属 11在高温烟气加热作用下熔 化成液态从下部液态排放口 If 输出浇铸成型冷确得到金属锭。 从中间粘附分离 器 1输出的高温烟气经右侧粘附分离器 1和右侧旋风炉 2.进入右侧蓄热室 5 ,加 热右侧蓄热室 5 中的蓄热材料后, 从右侧烟气排放口 6输出, 每隔一段时间换 向一次。
上述使用蓄热式换热器的实施例中所述每隔一 段时间换向一次一般选自 10 一 60分钟之间的数值。 '
