提钒焙烧回转窑烟气处理系统的制作方法

1.本实用新型属于废气治理领域，特别涉及一种提钒焙烧回转窑烟气处理系统。


背景技术：

2.钒渣或石煤提钒过程中，利用回转窑氧化焙烧，使提钒原料中的各价态钒尽可能氧化为高价态的五价钒，由于焙烧过程中使用煤粉或天然气作为燃料，高温燃烧中，与钒渣或石煤反应，产生大量烟气，含有颗粒物、氮氧化物、二氧化硫等成分，经回转窑窑尾排至大气中，如烟气治理不彻底，氮氧化物、二氧化硫超标(no
x
≥200mg/m3，so2≥400mg/m3)，严重影响大气环境。
3.随着国家环保政策的日趋严格，工业炉窑烟气治理也是亟待解决的重大问题。按照《无机化学污染物排放标准gb31573-2015》中表4对大气污染物排放特别限值规定：氮氧化物排放限值为100mg/m3，二氧化硫排放限值为100mg/m3。目前对回转窑烟气中no
x
、so2等处理方法为新建脱硫、脱硝设备治理烟气达标后排放，缺点是：设备投资高达几千万元、运行费用几百万元；建设工期长，停产损失大；工艺管线多、现场布置困难；产生石膏、废催化剂等固体废物，处置不当，产生二次污染。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种提钒焙烧回转窑烟气处理系统，系统结构简单，不需要新建脱硫、脱硝设备治理烟气，就可实现回转窑窑尾烟气处理，设备投资少、运行费用低，对发展钒工业清洁生产，节能减排，具有推动、示范作用。
5.本实用新型是这样实现的：
6.一种提钒焙烧回转窑烟气处理系统，包括回转窑，其特殊之处在于：在回转窑窑头设有燃烧器，所述燃烧器具有中心风通道、天然气管路、内旋流风通道和外旋流风通道，所述中心风通道进口连通有中心风管道，所述天然气管路进口连通有天然气管道，所述外旋流风通道进口通连通有外旋流风管道，所述内旋流风通道进口连通有内旋流风管道；所述中心风管道和内旋流风管道进口分别通过管道与外旋流风管道相连通，在内旋流风管道与外旋流风管道之间的管道上设有阀门a，在中心风管道与外旋流风管道之间的管道上设有阀门b；
7.所述回转窑窑尾出风口通过管道连接有汽水分离器，在外旋流风管道的进风口e设置有三通接头，所述汽水分离器通过管道与三通接头一个分支管相连通，在汽水分离器与三通接头分支管之间的管道上设有热风风机；所述三通接头的另一个分支管通过管道连接有罗茨风机。
8.进一步的优选，在天然气管路与天然气管道连接处设有膨胀伸缩节ⅰ，在外旋流风通道与外旋流风管道连接处设有膨胀伸缩节ⅱ，通过膨胀伸缩节ⅰ、膨胀伸缩节ⅱ伸缩调节燃烧火焰长短、火焰形状。
9.进一步的优选，所述燃烧器包括燃烧器外壳、设置在燃烧器外壳内的燃烧头。
10.进一步的优选,在燃烧头中心位置设置有中心风通道，在中心风通道外环壁上设有环形内旋流风通道组件，内旋流风通道组件是由内筒和外筒构成，在内旋流风通道组件内筒的外壁圆周面上均布有内旋流风通道；所述外旋流风通道是由内旋流风通道组件外筒和燃烧器外壳之间的腔室形成，在所述腔室前壁、后壁的外边缘周向均布外旋流风孔；在所述腔室的前壁、后壁上贯穿有多根环形均布的天然气管路。
11.进一步的优选，所述天然气管路位于周向分布的外旋流风孔形成的外圆和内旋流风通道形成的内圆之间。
12.进一步的优选,所述燃烧头的前端位于燃烧器外壳内壁的前部，所述天然气管路向外延伸至燃烧器外壳的外面，且天然气管路的出口沿径向向外延伸。
13.本实用新型的有益效果：
14.在回转窑窑尾通过管道安装热风风机,热风风机通过管道与燃烧器相连通,热风风机将回转窑窑尾高温烟气送至位于窑头的燃烧器，作为燃烧器助燃风之一，循环使用高温烟气,即充分利用了高温烟气的热量,又减少了高温烟气的排放量，同时又充分利用低氧含量(体积分数12-17％)的高温烟气作为燃烧器助燃风的一部分，抑制n与o反应，大幅降低no
x
产生量。整个系统所需设备少,不需要新建脱硫、脱硝设备治理烟气，就可实现回转窑窑尾烟气处理，设备投资及运行费用低，对发展钒工业清洁生产，节能减排，具有推动、示范作用。
附图说明
15.图1是本实用新型的结构示意图；
16.图2是图1中燃烧头的结构示意图；
17.图3是图2的左视图。
18.图中：1-燃烧器，101-燃烧器外壳，102-燃烧头，102a-中心风通道，102b-天然气管路、102c-内旋流风通道组件,102c1-内旋流风通道,102c2-内筒,102c3-外筒,102d-外旋流风通道,102e-外旋流风孔,2-中心风管道，3-内旋流风管道，4-天然气管道，5-外旋流风管道，6-罗茨风机，7-热风风机，8-汽水分离器，9-回转窑，10-阀门a，11-阀门b，12-膨胀伸缩节ⅰ，13-膨胀伸缩节ⅱ。
具体实施方式
19.下面结合附图及附图标记对本实用新型进行详细说明。
20.实施例
21.如图所示，该提钒焙烧回转窑烟气处理系统，包括回转窑9，在回转窑9窑头设有燃烧器1，所述燃烧器1包括燃烧器外壳101、设置在燃烧器外壳101内的燃烧头102；在燃烧头102中心位置设置有中心风通道102a，在中心风通道102a外环壁上设有环形内旋流风通道组件102c，内旋流风通道组件102c是由内筒102c2和外筒102c3构成，在内筒102c2的外壁圆周面上均布有内旋流风通道102c1；
22.所述外旋流风通道102d是由外筒102c3和燃烧器外壳101之间的腔室形成，在所述腔室前壁、后壁的外边缘周向均布外旋流风孔102e；
23.在所述腔室的前壁、后壁上贯穿有多根环形均布的天然气管路102b，所述天然气
管路102b位于周向分布的外旋流风孔102e形成的外圆和内旋流风通道102c1形成的内圆之间。所述燃烧头102的前端位于燃烧器外壳101内壁的前部，所述天然气管路102b向外延伸至燃烧器外壳101的外面，且天然气管路102b的出口沿径向向外延伸。
24.所述中心风通道102a进口连通有中心风管道2，所述天然气管路102b进口通过膨胀伸缩节ⅰ12连通有天然气管道4，所述外旋流风通道102d进口位于外周壁处通过膨胀伸缩节ⅱ13连通有外旋流风管道5，所述内旋流风通道102c1进口连通有内旋流风管道3；所述中心风管道2和内旋流风管道3进口分别通过管道与外旋流风管道5相连通，在内旋流风管道3与外旋流风管道5之间的管道上设有阀门a10，在中心风管道2与外旋流风管道5之间的管道上设有阀门b11。
25.所述回转窑9窑尾出风口通过管道连接有汽水分离器8，在外旋流风管道5的进风口e设置有三通接头，所述汽水分离器8通过管道与三通接头一个分支管相连通，在汽水分离器8与三通接头分支管之间管道上设有热风风机7；所述三通接头的另一个分支管通过管道连接有罗茨风机6。
26.工作时，打开阀门a10和阀门b11。该系统是将清洁能源天然气作为回转窑9的燃料，将回转窑9窑尾高温烟气通过热风风机7经汽水分离器8将高温烟气中的水汽去除后输送至窑头，作为燃烧器助燃风之一，天然气由天然气管道4输送至燃烧器1；燃烧器1由罗茨风机6供入压缩空气与高温烟气共同作为燃烧器助燃风。压缩空气与高温烟气经三通接头混合形成燃烧器助燃风通入外旋流风管道5；进入外旋流风管道5的燃烧器助燃风一部分经膨胀伸缩节ⅱ13进入外旋流风管道，另一部分分别经阀门a10由内旋流风管道3进入内旋流风通道102c1、经阀门b11由中心风管道2进入中心风通道102a；天然气由天然气管道4经膨胀伸缩节ⅰ12进入天然气管路102b，天然气在燃烧器助燃风的助燃下，在燃烧头共同燃烧，为回转窑9提供热风；回转窑9窑内高温区温度控制在850℃；钒渣与纯碱重量比1000：80，在焙烧过程中，利用纯碱与反应产生的废气so2发生反应，去除so2。回转窑9窑尾在线监测no
x 40mg/m3，so
2 12mg/m3，满足排放标准。
27.以上仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种提钒焙烧回转窑烟气处理系统，包括回转窑，其特征是：在回转窑窑头设有燃烧器，所述燃烧器具有中心风通道、天然气管路、内旋流风通道和外旋流风通道，所述中心风通道进口连通有中心风管道，所述天然气管路进口连通有天然气管道，所述外旋流风通道进口通连通有外旋流风管道，所述内旋流风通道进口连通有内旋流风管道；所述中心风管道和内旋流风管道进口分别通过管道与外旋流风管道相连通，在内旋流风管道与外旋流风管道之间的管道上设有阀门a，在中心风管道与外旋流风管道之间的管道上设有阀门b；所述回转窑窑尾出风口通过管道连接有汽水分离器，在外旋流风管道的进风口e设置有三通接头，所述汽水分离器通过管道与三通接头一个分支管相连通，在汽水分离器与三通接头分支管之间的管道上设有热风风机；所述三通接头的另一个分支管通过管道连接有罗茨风机。2.根据权利要求1所述的提钒焙烧回转窑烟气处理系统，其特征是：在天然气管路与天然气管道连接处设有膨胀伸缩节ⅰ，在外旋流风通道与外旋流风管道连接处设有膨胀伸缩节ⅱ，通过膨胀伸缩节ⅰ、膨胀伸缩节ⅱ伸缩调节燃烧火焰长短、火焰形状。3.根据权利要求1所述的提钒焙烧回转窑烟气处理系统，其特征是：所述燃烧器包括燃烧器外壳、设置在燃烧器外壳内的燃烧头。4.根据权利要求3所述的提钒焙烧回转窑烟气处理系统，其特征是：在所述燃烧头中心位置设置有中心风通道，在中心风通道外环壁上设有环形内旋流风通道组件，内旋流风通道组件是由内筒和外筒构成，在内旋流风通道组件内筒的外壁圆周面上均布有内旋流风通道；所述外旋流风通道是由内旋流风通道组件外筒和燃烧器外壳之间的腔室形成，在所述腔室前壁、后壁的外边缘周向均布外旋流风孔；在所述腔室的前壁、后壁上贯穿有多根环形均布的天然气管路。5.根据权利要求4所述的提钒焙烧回转窑烟气处理系统，其特征是：所述天然气管路位于周向分布的外旋流风孔形成的外圆和内旋流风通道形成的内圆之间。6.根据权利要求3所述的提钒焙烧回转窑烟气处理系统，其特征是：所述燃烧头的前端位于燃烧器外壳内壁的前部，所述天然气管路向外延伸至燃烧器外壳的外面，且天然气管路的出口沿径向向外延伸。

技术总结
一种提钒焙烧回转窑烟气处理系统，包括回转窑，在回转窑窑头设有燃烧器，燃烧器具有中心风通道、天然气管路、内旋流风通道和外旋流风通道，中心风通道进口连通有中心风管道，天然气管路进口连通有天然气管道，外旋流风通道进口通连通有外旋流风管道，内旋流风通道进口连通有内旋流风管道；中心风管道和内旋流风管道分别与外旋流风管道相连通；回转窑窑尾出风口通过管道连接有汽水分离器，在外旋流风管道的进风口设置有三通接头，三通接头一个分支依次连接有热风风机、汽水分离器；三通接头的另一个分支管连接有罗茨风机。优点是：系统结构简单，能够对回转窑窑尾烟气处理，达标排放。设备投资少、运行费用低，从而实现清洁生产，节能减排。减排。减排。


技术研发人员：臧维平 王亮 孙丽月 刘红 王常柏 郭密云
受保护的技术使用者：中信锦州金属股份有限公司
技术研发日：2021.09.24
技术公布日：2022/3/8