Способ и устройство для увеличения производительности котла-утилизатора в металлургической плавильной печи

006184 Изобретение относится к охарактеризованному в ограничительной части независимых пунктов способу и устройству для увеличения производительности котла-утилизатора, обрабатывающего газы, получаемые из металлургической плавильной печи, такой как печь взвешенной плавки, а также для уменьшения наносов пыли. После металлургической плавильной печи расположен используемый котел-утилизатор, обычно так называемый котел туннельного типа прямоточного действия, причем указанный котел разделен на две части: камеру излучения и камеру конвекции. Камера излучения предназначена для охлаждения газов,чтобы расплавленные частицы, содержащиеся в газе, затвердевали, и температура снижалась ниже температуры спекания частиц перед тем, как газы поступят в камеру конвекции котла-утилизатора. В камере конвекции оставшееся тепло, содержащееся в несущих пыль газах, улавливается охлаждающими трубами. При планировании процесса металлургической плавки, такого как взвешенная плавка, естественно,желательно минимизировать инвестиционные затраты. Из-за того, что отходящие газы содержат пыль,котлы-утилизаторы, соединенные с металлургической плавильной печью, могут содержать наносы пыли,что может оказывать влияние как на работу котла-утилизатора, так и на сам процесс плавки. Эти осложнения могут приводить к возможным остановкам процесса, что сокращает объем производства и явственно повышает стоимость продукта. Проблемы, связанные с появлением наносов пыли, существуют главным образом по следующим причинам: засоряются охлаждающие модули в камере конвекции котлаутилизатора, засоряется соединительный трубопровод между котлом-утилизатором и электрическим фильтром или наносы образуются на эмиссионных электродах электрического фильтра. В наносах был обнаружен CuSO4, а это означает, что сульфатирование пыли связано с возникновением наносов. Когда оксид меди, содержащийся в пыли, реагирует с кислородом и диоксидом серы, образуется сульфат меди. Часто производительность плавильной печи ограничена производительностью котла-утилизатора,включенного в процесс для существенного снижения температуры газа, т.е. производительностью камеры котла-утилизатора. Для увеличения производительности известных в области техники котловутилизаторов путем расширения камеры излучения требуются относительно крупные вложения и длительная остановка процесса плавки. Температура перед камерой конвекции должна быть установлена достаточно низкой, чтобы реакции сульфатирования, которые являются важными для процесса, протекали именно в камере излучения котла-утилизатора. Если существует вероятность того, что реакции будут также протекать в камере конвекции, это приведет к тому, что пыль будет легче прилипать к поверхностям теплопередачи и в худшем случае вся газовая линия будет сужаться и, в конечном счете, засорится из-за наносов пыли. Согласно предшествующему уровню техники описанная проблема регулируется путем вдувания в котел и/или в вертикальную шахту так называемого сульфатирующего воздуха и/или циркулирующего газа, чтобы протекали желательные реакции. Согласно патенту F1 74738 возникновение наносов регулируют вдуванием кислородсодержащего газа в камеру излучения. Путем добавления в камеру излучения какого-либо кислородсодержащего газа, такого как воздух, обеспечивают протекание реакций сульфатирования раньше, т.е. в камере излучения. Затем вдуваемый газ снижает температуру газа, содержащегося в камере излучения, и зона реакции смещается в камеру излучения, где реакции протекают на частицах пыли, преобладающих в газовой фазе, и наносов пыли не образуется. Однако при использовании указанного метода невозможно увеличить производительность котла, поскольку количество тепла, связываемое циркулирующим газом и воздухом, должно улавливаться в камере конвекции. Более того, если вдувают слишком большое количество воздуха, то это является недостатком, так как при увеличении парциального давления кислорода существует опасность, что диоксид серы во время реакции перейдет в триоксид серы, таким образом вызывая проблемы коррозии и увеличивая образование нежелательной слабой кислоты в секции отмывки газовой линии. Целью изобретения являются новый способ и устройство для увеличения производительности котла-утилизатора в металлургической плавильной печи, такой как печь взвешенной плавки. В частности,целью изобретения является увеличение производительности котла-утилизатора таким образом, что в камеру излучения котла-утилизатора, преимущественно в первую его часть, подают жидкость, такую как вода, посредством чего регулируют температуру камеры излучения и одновременно реакции, протекающие в камере излучения. К тому же, если необходимо, жидкость также добавляют в плавильную печь,например в вертикальную шахту печи взвешенной плавки. Отличительные признаки изобретения изложены в отличительных частях независимых пунктов формулы. Другие предпочтительные исполнения изобретения описаны в других пунктах формулы. При использовании способа согласно изобретению достигаются заметные преимущества. Согласно изобретению для того, чтобы увеличить производительность котла-утилизатора, обрабатывающего газы,получаемые из металлургической плавильной печи, такой как печь взвешенной плавки, реакторов Isasmelt, Ausmelt или Norsmelt, и для того чтобы снизить наносы пыли, в котел-утилизатор добавляют жидкость, такую как вода. Назначением подаваемой воды является эффективное снижение температуры газа,выходящего из печи, таким образом, что количество тепла, поглощенного распыляемой водой, не должно удаляться полностью из газа в камере конвекции. Часть жидкости можно заменить воздухом, в таком-1 006184 случае назначением кислорода, содержащегося в воздухе, является, в частности, обеспечение протекания реакции сульфатирования в камере конвекции. Производительность котла-утилизатора металлургической плавильной печи можно увеличить с помощью незначительных инвестиций в конструкцию системы газ/жидкость/впрыскивание, в добавление к чему может потребоваться небольшое расширение камеры конвекции. Общая производительность котла возрастет пропорционально количеству тепла, поглощаемого испаряющейся водой, и нагреву котла до выходной температуры отходящего газа. Протекание реакции сульфатирования в котле обеспечивается преимущественно в камере излучения, и засорение газовой линии предотвращается. Более того, смесь жидкость/газ можно подавать в вертикальную шахту печи, откуда газы поступают в котел-утилизатор. Жидкость добавляют, размещая требуемое число форсунок на своде или стенке камеры излучения котла-утилизатора, и возможно также на стенке вертикальной шахты, или на той части плавильного реактора, откуда газы поступают в котел-утилизатор. Размер, угол наклона и расположение форсунки можно регулировать. Через форсунки жидкость подают непрерывными потоками или возможно таким образом, что одна из форсунок не используется. Количество жидкости регулируют в зависимости от количества поступающего газа. Изобретение ниже описывается более подробно со ссылками на прилагаемые чертежи. Фиг. 1 - устройство согласно предпочтительному исполнению изобретения; фиг. 2 - график количества добавляемой воды в зависимости от количества газа. Согласно фиг. 1 в своде котла-утилизатора 1 и в вертикальной шахте печи взвешенной плавки размещены форсунки 2. Свод котла-утилизатора 1 включает отверстие, через которое по воздуходувному трубопроводу 3, соединенному с форсункой, подают смесь воздух/жидкость в камеру 5 излучения котлаутилизатора 1. Форсунка 2 расположена по существу в наклонном положении по отношению к потоку газа, поступающему из плавильной печи в камеру 5 излучения. На чертеже также изображена камера конвекции 6 котла-утилизатора 1, в которую газы поступают из камеры 5 излучения. Аналогичная форсунка может использоваться при добавлении жидкости в вертикальную шахту 4. При необходимости можно разместить несколько форсунок, и только часть из них может работать одновременно. Пример предпочтительного исполнения способа и устройства согласно изобретению Пример 1. Согласно изобретению количество газа, получаемого из печи взвешенной плавки, составляет 30000 м 3/ч (н.у.), при этом газ состоит из следующих компонентов: В котел-утилизатор добавляют 7000 м 3/ч (н.у.) сульфатирующего воздуха при температуре 25 С,состоящего из 1470 м 3/ч (н.у.) О 2 (г) и 5530 м 3/ч (н.у.) N2 (г). Допустим, что газ не содержит пыли. К тому же допустим, что температура камеры излучения котла для обеспечения качественной работы понижена до 750 С, и, с другой стороны, конечная температура в котле после камеры конвекции не должна превышать 420 С, что связано с материалами последующего электрического фильтра. Согласно примеру, когда производительность котла должна быть увеличена, требуемое количество воды впрыскивают в котел и вертикальную шахту, как показано на фиг. 2. В этом случае при увеличении количества газа конечная температура камеры излучения котла все еще равна 750 С. Теперь возросшее количество тепла поглощается за счет испарения воды и нагрева образующегося пара. Для специалиста очевидно, что различные предпочтительные исполнения изобретения не ограничены только приведенными выше примерами и могут варьироваться в объеме прилагаемых пунктов формулы изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ увеличения производительности котла-утилизатора (1), обрабатывающего газы, получаемые из металлургической плавильной печи, такой как печь взвешенной плавки, и уменьшения в нем наносов пыли, отличающийся тем, что в камеру излучения котла-утилизатора (1) плавильной печи добавляют жидкость, при этом регулируют расход жидкости в соответствии с количеством поступающего газа таким образом, что температура газа в котле-утилизаторе после камеры конвекции не превышает 420 С. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что жидкость добавляют также в вертикальную шахту (4) металлургической плавильной печи, такой как печь взвешенной плавки. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что вместе с жидкостью подают воздух. 4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что жидкостью является вода.-2 006184 5. Способ по пп.1-4, отличающийся тем, что жидкость добавляют посредством по меньшей мере одной форсунки (2). 6. Устройство для увеличения производительности котла-утилизатора(1), обрабатывающего газы,получаемые из металлургической плавильной печи, такой как печь взвешенной плавки, и уменьшения в нем наносов пыли, отличающееся тем, что котел-утилизатор снабжен по меньшей мере одной форсункой(2) для подачи жидкости, установленной в первую часть камеры (5) излучения котла-утилизатора по существу в наклонном положении по отношению к потоку газа, поступающего из плавильной печи в камеру (5) излучения. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно содержит дополнительно по меньшей мере одну форсунку (2) для подачи жидкости, устанавливаемую в стенку вертикальной шахты (4) плавильной печи. 8. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что форсунки (2) выполнены с возможностью подачи одновременно с жидкостью воздуха. 9. Устройство по пп.6, 7 или 8, отличающееся тем, что форсунки (2) служат для подачи жидкости,которой является вода.