一种铁合金烟气净化和余热回收利用系统的制作方法

本发明属于工业余热回收利用，主要涉及一种铁合金烟气净化和余热回收利用系统。

背景技术：

1、铁合金行业是国民经济的重要基础产业，同时也是高污染、高能耗行业，其中，半密闭矿热炉是铁合金生产的核心设备，其生产过程中会产生大量的高温烟气，烟气中含有大量的粉尘、so2、nox等污染物，而随着国家环保政策的日趋严格，铁合金行业烟气超低排放已成为必然趋势，企业面临着巨大的环保压力。

2、同时，铁合金烟气中的粉尘主要成分为sio2，即硅微粉，是一种宝贵的工业资源，可作为高性能混凝土的添加剂、耐火材料原料、橡胶填料等高附加值产品，具有极高的商业价值。然而，传统的烟气处理工艺的脱硫脱硝剂（钙基、钠基、氨等）不可避免地会混入硅微粉中，导致硅微粉纯度大幅降低，只能作为低端填料甚至废料处理，造成了资源的极大浪费。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术中的问题，本发明提出一种铁合金烟气净化和余热回收利用系统，该系统可对矿热炉的高温烟气既实现余热的梯级高效回收，又对烟气脱硝脱硫，满足环保要求，还实现了硅微粉的高纯度回收。

2、为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

3、一种铁合金烟气净化和余热回收利用系统，包括余热回收系统和烟气净化系统，所述余热回收系统包括矿热炉、高温段余热锅炉、低温段余热锅炉和汽包，所述高温段余热锅炉内设置膜式吸热壁、高温过热器、低温过热器、蒸发器，所述低温段余热锅炉内设有高温省煤器、低温省煤器，所述烟气净化系统包括sncr喷氨枪、尘硝一体化装置，所述sncr喷氨枪设置在矿热炉的矿热炉排烟道上，所述尘硝一体化装置设置在高温段余热锅炉、低温段余热锅炉之间；

4、所述矿热炉产生的高温烟气经sncr喷氨枪脱硝后送入高温段余热锅炉余热利用，再送入尘硝一体化装置脱硝，然后送入低温段余热锅炉再次余热利用，同时，水进入低温段余热锅炉，经低温省煤器、高温省煤器与烟气换热后送去汽包，再分两路，一路去膜式吸热壁吸热变为饱和蒸汽后回汽包，另一路去蒸发器吸热变为饱和蒸汽后再进入汽包，饱和蒸汽由汽包出口再依次经低温过热器、高温过热器生成高温蒸汽实现高温烟气的余热回收利用。

5、进一步的，所述高温段余热锅炉采用双回转式烟道，包括相互连通的第一高温烟道和第二高温烟道，所述第一高温烟道内布置膜式吸热壁，所述第二高温烟道内沿烟气流向依次布置高温过热器、低温过热器、蒸发器。

6、进一步的，所述矿热炉为半密封式，包括矿热炉本体，所述矿热炉本体上设有多个可调式密封炉门，在炉顶内设置多个温度计，炉门和温度计均与炉门开度控制器连接，通过炉门开度控制器控制炉门的开度。

7、进一步的，所述矿热炉还包括矿热炉排烟道，设置在矿热炉本体的顶部，包括第一排烟道出口和第二排烟道出口，所述第一排烟道出口与高温段余热锅炉的烟气进口连接，所述第二排烟道出口与紧急排放烟囱连接，并设置第一烟风阀门控制第二排烟道出口的启闭。

8、进一步的，所述尘硝一体化装置的烟气进口与高温段余热锅炉的烟气出口连接，其烟气出口与低温段余热锅炉的烟气进口连接，其内部设有位于上方的scr脱硝催化剂层和位于下方的高温金属滤袋，烟气先进入高温金属滤袋除尘，再进入scr脱硝催化剂层脱硝。

9、进一步的，所述尘硝一体化装置的进烟管路上设置冷风支路，并在冷风支路上设置冷风阀，当烟风温度过高超过scr催化剂的适用温度时，开启冷风阀，混入环境空气降低尘硝一体化装置内的烟气温度。

10、进一步的，所述尘硝一体化装置还设置旁路烟风道，所述旁路烟风道的两端分别连接尘硝一体化装置的进烟管路和出烟管路。

11、进一步的，还包括硅微粉回收系统，所述硅微粉回收系统包括第一仓泵、第二仓泵、第三仓泵、第四仓泵、多级干法气流分级机、压缩空气管路，所述第一仓泵、第二仓泵分别设置在高温段余热锅炉的第一高温烟道和第二高温烟道的底部，所述第三仓泵、第四仓泵设置在尘硝一体化装置的底部，压缩空气管路分别向第一仓泵、第二仓泵、第三仓泵、第四仓泵内送入高压空气带出硅微粉，再送入多级干法气流分级机分级收集。

12、进一步的，所述烟气净化系统还包括固定床脱硫装置、引风机、烟囱，固定床脱硫装置设置在低温段余热锅炉的烟气出口端，低温段余热锅炉排出的烟气进入多级干法气流分级机脱硫，再混合从多级干法气流分级机排出的压缩空气，后经引风机送入烟囱排放。

13、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

14、（1）矿热炉采用可调式密封炉门，智能可调，精准控制漏风率，将半密闭矿热炉炉膛出口温度稳定提升至 800-900℃，满足了sncr脱硝的温度要求，前置sncr脱硝效率可达60%以上，大幅降低了后续scr脱硝的负荷，减少了催化剂用量和运行成本。

15、（2）解决了高温粉尘粘结的行业难题：通过辐射式膜式吸热壁锅炉，快速将800-900℃的高温烟气降温至600℃以下，此时硅微粉的粘结性显著降低，避免高温烟气及高粘结粉尘直接进入对流换热管束，避免了对流换热管束粘结、堵塞。

16、（3）实现了硅微粉的高纯度回收与高值化利用：将高温除尘装置于前置，从根本上避免了脱硫剂对硅微粉的污染，通过多级干法气流分级机生产不同等级的高附加值产品，大幅提高了企业的经济效益。

17、（4）采用尘硝一体化装置，使用高温金属滤袋先除去烟气中粉尘，然后进入scr脱除nox，减少催化剂用量及杜绝高尘环境堵塞催化剂的可能。

18、（5）实现了烟气的超低排放：采用sncr+scr协同脱硝技术，总脱硝效率≥95%，配合固定床干法脱硫，脱硫效率≥90%，粉尘排放浓度<10mg/nm³，实现了烟气的超低排放，满足了国家最严格的环保要求。

19、（6）实现了余热的梯级高效回收：通过高温段余热锅炉、低温段余热锅炉，对不同温度段的余热进行梯级回收，回收的余热可用于发电、生产用热、供暖等等，大幅降低了企业的能源成本。

1.一种铁合金烟气净化和余热回收利用系统，其特征在于，包括余热回收系统和烟气净化系统，所述余热回收系统包括矿热炉（1）、高温段余热锅炉（2）、低温段余热锅炉（3）和汽包（4），所述高温段余热锅炉（2）内设置膜式吸热壁（2-1）、高温过热器（2-2）、低温过热器（2-3）、蒸发器（2-4），所述低温段余热锅炉（3）内设有高温省煤器（3-1）、低温省煤器（3-2），所述烟气净化系统包括sncr喷氨枪（5）、尘硝一体化装置（6），所述sncr喷氨枪（5）设置在矿热炉（1）的矿热炉排烟道上，所述尘硝一体化装置（6）设置在高温段余热锅炉（2）、低温段余热锅炉（3）之间；

2.根据权利要求1所述的一种铁合金烟气净化和余热回收利用系统，其特征在于，所述高温段余热锅炉（2）采用双回转式烟道，包括相互连通的第一高温烟道和第二高温烟道，所述第一高温烟道内布置膜式吸热壁（2-1），所述第二高温烟道内沿烟气流向依次布置高温过热器（2-2）、低温过热器（2-3）、蒸发器（2-4）。

3.根据权利要求1所述的一种铁合金烟气净化和余热回收利用系统，其特征在于，所述矿热炉（1）为半密封式，包括矿热炉本体，所述矿热炉本体上设有多个可调式密封炉门（1-1），在炉顶内设置多个温度计（1-2），炉门（1-1）和温度计（1-2）均与炉门开度控制器（1-3）连接，通过炉门开度控制器（1-3）控制炉门（1-1）的开度。

4.根据权利要求3所述的一种铁合金烟气净化和余热回收利用系统，其特征在于，所述矿热炉（1）还包括矿热炉排烟道，设置在矿热炉本体的顶部，包括第一排烟道出口和第二排烟道出口，所述第一排烟道出口与高温段余热锅炉（2）的烟气进口连接，所述第二排烟道出口与紧急排放烟囱（1-4）连接，并设置第一烟风阀门（1-5）控制第二排烟道出口的启闭。

5.根据权利要求1所述的一种铁合金烟气净化和余热回收利用系统，其特征在于，所述尘硝一体化装置（6）的烟气进口与高温段余热锅炉（2）的烟气出口连接，其烟气出口与低温段余热锅炉（3）的烟气进口连接，其内部设有位于上方的scr脱硝催化剂层（6-1）和位于下方的高温金属滤袋（6-2），烟气先进入高温金属滤袋（6-2）除尘，再进入scr脱硝催化剂层（6-1）脱硝。

6.根据权利要求1所述的一种铁合金烟气净化和余热回收利用系统，其特征在于，所述尘硝一体化装置（6）的进烟管路上设置冷风支路，并在冷风支路上设置冷风阀（6-3），当烟风温度过高超过scr催化剂的适用温度时，开启冷风阀（6-3），混入环境空气降低尘硝一体化装置（6）内的烟气温度。

7.根据权利要求1所述的一种铁合金烟气净化和余热回收利用系统，其特征在于，所述尘硝一体化装置（6）还设置旁路烟风道，所述旁路烟风道的两端分别连接尘硝一体化装置（6）的进烟管路和出烟管路。

8.根据权利要求1所述的一种铁合金烟气净化和余热回收利用系统，其特征在于，还包括硅微粉回收系统，所述硅微粉回收系统包括第一仓泵（10）、第二仓泵（11）、第三仓泵（12）、第四仓泵（13）、多级干法气流分级机（14）、压缩空气管路，所述第一仓泵（10）、第二仓泵（11）分别设置在高温段余热锅炉（2）的第一高温烟道和第二高温烟道的底部，所述第三仓泵（12）、第四仓泵（13）设置在尘硝一体化装置（6）的底部，压缩空气管路分别向第一仓泵（10）、第二仓泵（11）、第三仓泵（12）、第四仓泵（13）内送入高压空气带出硅微粉，再送入多级干法气流分级机（14）分级收集。

9.根据权利要求8所述的一种铁合金烟气净化和余热回收利用系统，其特征在于，所述烟气净化系统还包括固定床脱硫装置（7）、引风机（8）、烟囱（9），固定床脱硫装置（7）设置在低温段余热锅炉（3）的烟气出口端，低温段余热锅炉（3）排出的烟气进入多级干法气流分级机（14）脱硫，再混合从多级干法气流分级机（14）排出的压缩空气，后经引风机（8）送入烟囱（9）排放。