CN113418400A - 一种铝熔炉烟气净化回收装置 - Google Patents

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杨春晖
潘博
冀晨光
李军
陈明
赵帅兵
魏健
蒋磊
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Abstract

一种铝熔炉烟气净化回收装置，包括各自独立的炉膛烟气净化回收***和炉门烟气净化***；炉膛烟气净化回收***包括炉膛烟道，在炉膛烟道上顺次连接有第一除尘器、换热器和变频引风机；在炉膛烟道上安装有压力传感器，压力传感器通过控制单元与变频引风机连接，用于控制炉膛烟道内的负压；在换热器的两端安装有温度传感器，温度传感器通过控制单元与换热器的循环泵连接，用于控制换热器内换热介质的流量；炉门烟气净化***包括设置炉门烟罩，炉门烟罩通过管道与第二除尘器和排烟风机连接。本发明将烟气净化***分为各自独立的炉膛烟气净化回收***和炉门烟气净化***，使炉膛内烟气的负压和温度保持稳定，防止露点腐蚀而对换热器造成的损坏。

Description

一种铝熔炉烟气净化回收装置
技术领域
本发明涉及铝加工技术领域，尤其是涉及一种铝熔炉烟气净化回收装置。
背景技术
在铝熔炼的生产过程中，在炉膛内产生大量的高温烟气，烟气的温度高达600℃，烟气中的颗粒浓度超过国家颁布的《工业炉窑大气污染物排放标准》规定的排放限值。在扒渣和精炼时要打开炉门，此时在炉门处会溢出部分烟气，由于与外界空气混合，烟气的温度一般不超过80℃。根据节能环保的要求，烟气中的灰尘颗粒要清除，烟气中的热能要回收利用。
如申请号为201820208687.1的专利所述的一种熔铝炉烟气吸收装置，或如申请号为202021346678.2的专利所述的熔铝炉除尘装置，目前的熔铝炉烟气除尘装置都是在炉门处设置吸烟罩，通过吸烟罩将炉门处溢出的烟气排到炉膛的炉膛烟道内，然后一起进行后期的除尘处理和热能回收。
一般的，在炉膛烟道内安装有引风机，其产生的负压不能过大，过大会造成炉膛的热能损失过大；负压也不能过小，过小则除尘的效果差。为了将炉门处溢出的烟气收集干净，通常在吸烟罩内安装有排烟风机。排烟风机不但将烟气抽进炉膛烟道内，还会将大量的外界空气抽进炉膛烟道内，大幅降低了炉膛烟道内的烟气温度。其存在的主要问题是：
1、在工业生产中，热能的回收装置常采用的是换热器，烟气中含有腐蚀性气体，烟气的冷热变化会使换热器产生露点腐蚀，损坏换热器；
2、炉门和排烟风机是间歇性打开的，每次打开都对炉膛及换热器带来压力波动，造成熔炼炉能耗增大，换热器换热效率降低；
3、铝熔炼通常是多炉生产，但是根据熔炼量的不同，每次开炉的数量是变化的，对炉膛烟道内烟气的压力和温度都会造成影响。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种铝熔炉烟气净化回收装置，其目的在于：采用两路独立的烟气净化***，避免炉门烟气给炉膛烟道带来的不良影响，使炉膛内的压力稳定、换热器两端的温度稳定。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种铝熔炉烟气净化回收装置，包括各自独立的炉膛烟气净化回收***和炉门烟气净化***；
炉膛烟气净化回收***包括与铝熔炉炉膛连接的炉膛烟道，在炉膛烟道上顺次连接有第一除尘器、换热器和变频引风机；其中，在炉膛烟道上安装有压力传感器，压力传感器通过控制单元与变频引风机连接，用于控制炉膛烟道内的负压；在换热器的两端安装有温度传感器，温度传感器通过控制单元与换热器的循环泵连接，用于控制换热器内换热介质的流量；
炉门烟气净化***包括设置在炉门处的炉门烟罩，炉门烟罩通过管道与第二除尘器和排烟风机连接。
进一步地改进技术方案，所述第一除尘器为金属纤维滤袋除尘器。
进一步地改进技术方案，所述金属纤维滤袋除尘器连接有压缩空气清灰装置和压差变送器，压差变送器与压缩空气清灰装置连接。
进一步地改进技术方案，所述第二除尘器为覆膜涤纶纤维滤袋除尘器。
进一步地改进技术方案，所述覆膜涤纶纤维滤袋除尘器连接有定时清灰装置。
进一步地改进技术方案，控制单元通过PID控制器连接循环泵。
进一步地改进技术方案，在炉膛烟道和炉门烟罩上安装有阀门。
本发明将现有的烟气净化***分为各自独立的炉膛烟气净化回收***和炉门烟气净化***，相比背景技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明能够根据换热器的温度变化自动降低循环泵的转速，当换热器出口端温度接近露点时，能够自动减少换热介质的流量，从而提高换热器出气端的温度，防止烟气中含有的腐蚀性气体因露点腐蚀而对换热器造成的损坏。
2、炉门和排烟风机的间歇开启，不会对炉膛及换热器带来压力波动。压力的稳定，能够在不降低除尘效果的情况下，尽量减少炉膛的热能损失，降低生产成本。
3、由于炉膛烟道内的负压能够自适应调整，不会因各铝熔炉的开启情况而变化，不会对炉膛烟道内烟气的压力和温度造成影响。
本发明的烟尘排放浓度远低于国家和地方规定的排放限指，极大地减轻了环境污染；本发明的余热回收效率高，减少了***烟气的处理规模和运行维护费用，实现了能源的梯级利用，提高了能源的综合利用率，具有较高的环保效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、铝熔炉；2、炉膛烟道；3、第一除尘器；4、换热器；5、变频引风机；6、烟囱；7、压力传感器；8、进口端温度传感器；9、出口端温度传感器；10、循环泵；11、用热设备；12、阀门；13、炉门烟罩；14、第二除尘器；15、排烟风机；16、压缩空气清灰装置；17、压差变送器；18、定时清灰装置。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。需要说明的是，在本发明的描述中，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种铝熔炉烟气净化回收装置，包括各自独立的炉膛烟气净化回收***和炉门烟气净化***。下面具体说明其结构和功能。
如图1所示，炉膛烟气净化回收***包括四个并联的铝熔炉1，与各铝熔炉1炉膛连接的炉膛烟道2，在炉膛烟道2上顺次连接有第一除尘器3、换热器4和变频引风机5，炉膛烟气通过上述装置后，进入烟囱6排空。
第一除尘器3用于除尘。由于炉膛烟气的温度高达600℃，因此第一除尘器3采用耐高温的金属纤维滤袋除尘器，金属纤维滤袋除尘器能够承受800℃以上的温度，除尘效率为99.9%，排放浓度≤10mg/m3。为了防止粉尘堵塞金属纤维滤袋，在金属纤维滤袋除尘器上安装有压缩空气清灰装置16和压差变送器17，当压差变送器17检测到金属纤维滤袋除尘器进出口两端的压力差超过限值时，压差变送器17控制压缩空气清灰装置16对金属纤维滤袋进行清灰，清理下的粉尘通过卸灰阀定期排出。
换热器4用于回收炉膛烟气中的热能。炉膛烟气从换热器4的进气端进入，再从换热器4的出气端流出。用热设备11通过循环泵10、换热介质与换热器4连接，用于吸收炉膛烟气中的热能。经过换热器4换热后，换热器4的出气端温度降低到100℃左右。
炉门烟气净化***包括设置在各铝熔炉1炉门处的炉门烟罩13，各炉门烟罩13通过管道与第二除尘器14和排烟风机15连接，炉门烟气通过上述装置后，进入烟囱6排空。
由于炉门烟气的温度低，因此第二除尘器14采用的是覆膜涤纶纤维滤袋除尘器。覆膜涤纶纤维滤袋除尘器能够承受150℃以上的温度，除尘效率为99.9%，排放浓度≤10mg/m3。为了防止覆膜涤纶纤维滤袋被粉尘堵塞，在覆膜涤纶纤维滤袋除尘器安装有定时清灰装置18，定时清灰装置18每隔10-12秒就对覆膜涤纶纤维滤袋进行抖动清灰。由于炉门烟气的热能没有回收价值，且间隔打开，因此没有必要设置换热器4。由于炉门的打开并不对炉膛烟气净化回收***造成影响，因此也没有必要将排烟风机15也设成变频的。
为了克服背景技术中的不足，在各炉膛烟道2和各炉门烟罩13上安装有独立的阀门12，当某一铝熔炉1不工作时，关闭相应的阀门12，这样就不会对炉膛烟道2内烟气的压力和温度造成影响。
在炉膛烟道2上安装有压力传感器7，压力传感器7通过控制单元与变频引风机5连接，用于控制炉膛烟道2内的负压。当炉门间歇性打开时，炉膛烟道2内的负压出现变化，在控制单元的控制下，变频引风机5的转速相应变化，使炉膛烟道2内的负压保持稳定。负压的稳定，能够在不降低除尘效果的情况下，尽量减少炉膛的热能损失，降低生产成本。
在换热器4的两端安装有进口端温度传感器8和出口端温度传感器9，温度传感器通过控制单元与换热器4的循环泵10连接，用于控制换热器4内换热介质的流量。当换热器4两端的温度发生变化，尤其出口端温度传感器9的温度降低到露点时，控制单元通过PID控制器降低循环泵10的转速，使换热介质的流量减少，从而提高换热器4出气端的温度，防止烟气中含有的腐蚀性气体因露点腐蚀而对换热器4造成的损坏。
未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种铝熔炉烟气净化回收装置，其特征是：包括各自独立的炉膛烟气净化回收***和炉门烟气净化***；
炉膛烟气净化回收***包括与铝熔炉炉膛连接的炉膛烟道，在炉膛烟道上顺次连接有第一除尘器、换热器和变频引风机；其中，在炉膛烟道上安装有压力传感器，压力传感器通过控制单元与变频引风机连接，用于控制炉膛烟道内的负压；在换热器的两端安装有温度传感器，温度传感器通过控制单元与换热器的循环泵连接，用于控制换热器内换热介质的流量；
炉门烟气净化***包括设置在炉门处的炉门烟罩，炉门烟罩通过管道与第二除尘器和排烟风机连接。
2.如权利要求1所述的一种铝熔炉烟气净化回收装置，其特征是：所述第一除尘器为金属纤维滤袋除尘器。
3.如权利要求2所述的一种铝熔炉烟气净化回收装置，其特征是：所述金属纤维滤袋除尘器连接有压缩空气清灰装置和压差变送器，压差变送器与压缩空气清灰装置连接。
4.如权利要求1所述的一种铝熔炉烟气净化回收装置，其特征是：所述第二除尘器为覆膜涤纶纤维滤袋除尘器。
5.如权利要求4所述的一种铝熔炉烟气净化回收装置，其特征是：所述覆膜涤纶纤维滤袋除尘器连接有定时清灰装置。
6.如权利要求1所述的一种铝熔炉烟气净化回收装置，其特征是：控制单元通过PID控制器连接循环泵。
7.如权利要求1所述的一种铝熔炉烟气净化回收装置，其特征是：在炉膛烟道和炉门烟罩上安装有阀门。
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