一种全密闭矿热炉煤气分级利用系统的制作方法

本技术涉及一种系统，特别是一种全密闭矿热炉煤气分级利用系统，属于冶金。

背景技术：

1、我国在锰铁、硅铁、铬铁、镍铁、电锌、高钛渣、电石、黄磷等行业中，拥有数千台半敞开式矿热炉和少量全密闭矿热炉。半敞开式矿热炉被要求全部改造成为全密闭矿热炉，而全密闭矿热炉在运行时会产生矿热炉煤气，这些数量巨大的矿热炉每年将会产出大量的矿热炉煤气。矿热炉煤气是一种优良的燃料，主要成分为co和10%左右的h2，以及少量其他成分，其低位发热值在7000~11000kj/nm³。通常，工业煤气余热资源的利用较为单一，大多使用锅炉产生水蒸气来带动汽轮机发电，之后烟气外排，整个能源利用效率在22%~40%。或者作为燃料进入物料烘干系统、预热系统内燃烧，其利用效率为30%~40%。如此低效的利用率将会造成富余能源的大量浪费，还会增加企业不必要的成本投入。因此有必要对现有技术加以改进。

技术实现思路

1、为解决现有全密闭矿热炉产生的煤气利用效率差，导致资源大量浪费的问题，本实用新型提供一种全密闭矿热炉煤气分级利用系统。

2、本实用新型通过下列技术方案完成：一种全密闭矿热炉煤气分级利用系统，其特征在于它包括煤气螺杆压缩机组、煤气缓冲组件、煤气加热组件、微燃机组、烘干回转窑机组、连接管路；

3、所述煤气螺杆压缩机组包括：与外部矿热炉煤气总管相连通的多台煤气螺杆压缩机；

4、所述煤气缓冲组件包括：与所述煤气螺杆压缩机相连通的煤气缓冲罐；

5、所述煤气加热组件分设为煤气电加热器和烟气换热器，且煤气电加热器和烟气换热器均通过连接管路与煤气缓冲罐连通；

6、所述微燃机机组设为燃气输入端与煤气电加热器和烟气换热器相连通的多台微燃机，多台微燃机高温烟气输出端通过连接管路与烟气换热器及烘干回转窑机组内的多台烘干回转窑相连通；

7、以便通过煤气螺杆压缩机组将矿热炉产生的煤气进行加压后，送入煤气缓冲组件内进行脱水、稳压，脱水稳压后的煤气经过煤气加热组件加热后，向微燃机组提供发电用的煤气动能，发出的电能并入电网供用户使用，发电产生的高温烟气可以送烟气换热器，以提供热源供其加热煤气，再送烘干回转窑机组，以提供热能供其烘干物料，有效提高矿热炉煤气的利用率，避免能源的浪费。

8、所述煤气螺杆压缩机设为至少并列的两台，每台煤气螺杆压缩机输入端通过第一输入支管与矿热炉煤气总管相连通，输出端通过第一输出支管与对应的煤气缓冲罐输入端相连通，并且两根第一输出支管之间设有第一连通支管，以便通过煤气螺杆压缩机将来自矿热炉的煤气压力提高到0.6～0.9mpa，确保进入微燃机的煤气压力符合要求。

9、所述第一输入支管上依次设有入口防爆电动蝶阀、其上设吹扫头的人孔、入口防爆电动盲板阀、入口压力传感器和入口温度传感器，第一输出支管上依次设有出口压力传感器、出口温度传感器和两台串联设置的出口防爆电动截止阀，并在第一输入支管、第一输出支管上设置多个吹扫放散管，以便对进入和离开煤气螺杆压缩机的煤气压力、温度进行监控，并确保管道运行安全。

10、所述第一连通支管上设有防爆电动切断阀和吹扫放散管，以便同时向两个煤气缓冲罐输送煤气，并确保管道运行安全。

11、所述煤气缓冲罐设为至少并列的两台，每台煤气缓冲罐输入端通过第二输入支管与第一连通支管相连接，输出端与第二输出支管相连接，两台煤气缓冲罐上的第二输出支管分别与第二连通支管两端相连接，第二连通支管通过煤气加热输送管与煤气加热组件相连通，以便通过煤气缓冲罐平衡煤气压力与流量的高频次波动，并且通过重力分离煤气当中的煤气冷凝水。

12、所述第二输入支管上依次设有吹扫放散管和煤气进口切断阀，第二输出支管上依次设有煤气出口手动切断阀、吹扫放散管、防爆电动截止阀，煤气缓冲罐底部设有其上设防爆电动排水切断阀的排水管，顶部设有吹扫放散管和安全阀，以便确保管道运行安全。

13、所述煤气加热输送管输入端与第二连通支管相连接，输出端通过第三输入支管分别与煤气电加热器、烟气换热器输入端相连接，煤气加热输送管上依次设有吹扫放散管、防爆电动截止阀、转子流量计、手动截止阀和出口管温度传感器，第二连通支管与手动截止阀后方的煤气加热输送管之间设有旁通管，旁通管上依次设有吹扫放散管和旁通截止阀，以便通过煤气加热输送管向煤气加热组件安全稳定地输送煤气。

14、所述煤气电加热器设为常规防爆煤气电加热器，其输入端通过第三输入支管与煤气加热输送管相连接，输出端通过第三输出支管与微燃机煤气输送管相连接，煤气电加热器输入端前方的第三输入支管上依次设有吹扫放散管和防爆电动截止阀，煤气电加热器输出端后方的第三输出支管上依次设有吹扫放散管和防爆电动截止阀，以便通过防爆煤气电加热器对进入微燃机前的煤气进行加热，使煤气当中的冷凝水汽化，防止液态水滴进入微燃机。

15、所述烟气换热器设为常规煤气-烟气热管换热器，其煤气输入端与第三输入支管相连接，煤气输出端通过第三输出支管与微燃机煤气输送管相连接，烟气换热器高温烟气输入端通过烟气输入管与微燃机烟气排放口相连接，输出端通过烟气输出管与烘干回转窑机组相连通，煤气输入端前方的第三输入支管上依次设有吹扫放散管和防爆电动截止阀，煤气输出端后方的第三输出支管上依次设有热管换热器出口温度传感器、防爆电动截止阀和吹扫放散管，并且烟气输出管还与其上设微燃机烟气事故排放阀的事故放散管相连接，以便通过微燃机产生的高温烟气对煤气进行加热，有效确保高温烟气的利用。

16、所述微燃机设为常规微型燃气轮机，其燃气输入端通过第四输入支管与微燃机煤气输送管相连接，高温烟气输出端通过第四输出支管与烟气输入管相连接，第四输入支管上依次设有进气压力传感器、进气温度传感器、手动进气切断阀、吹扫放散管、转子流量计、防爆电动切断阀和微燃机防爆电动进气主阀，并且第四输入支管末端还设有排污吹扫阀和值班防爆电动蝶阀，第四输出支管上设有微燃机烟气出口电动蝶阀，以便通过微燃机燃烧矿热炉煤气，从而将燃气能转化为电能，之后并入厂区内电网供厂内使用，有效利用了富余的矿热炉煤气，降低对能源的消耗。

17、所述烘干回转窑设为常规设备，其上的高温烟气输入端通过第五输入支管与烟气输出管相连接，废气排放口与回转窑烟气排放控制装置相连通，并且烘干回转窑上的回转窑煤气燃烧器输入端通过第六输入支管与矿热炉煤气总管相连接，以便微燃机正常运行时通过微燃机产生的高温烟气向烘干回转窑提供烘干热源，当微燃机故障或其他原因导致的高温烟气供应不足时，通过烘干回转窑自带的回转窑煤气燃烧器燃烧矿热炉煤气来提供烘干热源，有效利用了矿热炉煤气。

18、所述第五输入支管上依次设有电动调节蝶阀、手动蝶阀和烟气温度传感器，第六输入支管上依次设有多个防爆电动蝶阀、防爆电动插板阀、多个带吹扫头的人孔、温度传感器和压力传感器，防爆电动蝶阀和防爆电动插板阀之间设有多个吹扫放散管，以便确保煤气供应安全。

19、本实用新型具有下列优点及效果：采用上述方案，实现了矿热炉煤气资源根据品质分级回收利用，在高品质阶段进行发电，在低品质烟气阶段用于物料烘干或预热，实现一次能源两次利用，能源综合利用效率达到65%~75%。使用微燃机发电，无需用水也不会产生水蒸气，避免因除盐水制备带来的二次环境污染。微燃机、烘干回转窑，可作为整个工厂煤气系统调峰使用，煤气无需未燃烧放散，避免资源的浪费。