[發(fā)明專利]冶金爐煙氣有機(jī)朗肯余熱梯級利用及除塵方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210144830.2
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN103383201A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王振亞
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫市東優(yōu)環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F22B1/18;F01K25/10
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及冶金爐煙氣有機(jī)朗肯余熱梯級利用及除塵方法，具體地說是能最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，又能改善除塵能力，屬于冶金爐除塵技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中冶金爐煙氣的凈化裝置為冶金爐煙氣發(fā)生設(shè)備、余熱利用設(shè)施、除塵器通過管路依次連接。

目前通常采用的余熱利用設(shè)施：水列管余熱鍋爐、蓄熱式余熱鍋爐來回收冶金爐煙氣的余熱，產(chǎn)生飽和蒸汽等。由于冶金爐煙氣溫度劇烈波動，含塵量大，普通水列管余熱鍋爐很難運(yùn)用于冶金爐煙氣的余熱回收。目前，蓄熱式余熱鍋爐已經(jīng)成功運(yùn)用到電爐煙氣余熱回收中，但由于換熱管的固有缺陷(造價高、不抗凍、不耐高溫、使用年限短)，使得蓄熱式余熱鍋爐在鋼鐵行業(yè)的普及還面臨很多問題。

同時，由于冶金爐煙氣溫度波動劇烈，波幅大，余熱系統(tǒng)就必須設(shè)計(jì)得足夠大，確保高溫?zé)煔庖材苡行Ю鋮s。但實(shí)際蒸汽產(chǎn)量卻遠(yuǎn)低于余熱系統(tǒng)的最大蒸發(fā)量，出現(xiàn)大馬拉小車的局面。這就相對減少了余熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價值，增加了余熱系統(tǒng)的投資。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明提供了冶金爐煙氣有機(jī)朗肯余熱梯級利用及除塵方法，通過該方法不僅能高效地冷卻高溫?zé)煔猓€能最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，同時可降低煙氣的排放溫度，改善除塵能力，得到很好的除塵效果，排放的粉塵濃度10mg/Nm³，并且不影響冶金爐生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

冶金爐煙氣有機(jī)朗肯余熱梯級利用及除塵方法，其特征在于：本發(fā)明冶金爐內(nèi)排煙氣由第四孔排出，經(jīng)水冷滑套混入冷風(fēng)，燃燒一氧化碳?xì)怏w后進(jìn)入燃燒沉降室；使煙氣中的一氧化碳?xì)怏w充分燃燼，調(diào)節(jié)控制沉降室的煙氣溫度850℃；經(jīng)過燃燒沉降室的煙氣進(jìn)入余熱換熱室，高溫?zé)煔夥懦鰺崃浚瓿蔁峤粨Q，溫度降至100℃時排出，余熱換熱室出來的煙氣直接進(jìn)入除塵器，經(jīng)除塵后由主風(fēng)機(jī)壓入排氣筒排入大氣。同時，循環(huán)水通過換熱器給水泵驅(qū)動，進(jìn)入安裝于余熱換熱室內(nèi)的熱管換熱器中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物，汽水混合物在自然循環(huán)力推動下進(jìn)入管殼式蒸發(fā)器內(nèi)，放出熱量，變成低溫水，低溫水流入循環(huán)水池，開始新一輪循環(huán)。低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)通過工質(zhì)泵驅(qū)動，在管殼式蒸發(fā)器中吸收汽水混合物的熱量，變成飽和蒸汽，進(jìn)入汽包，汽包可濾除氣源中過飽和水份和雜質(zhì)，確保汽輪機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。工質(zhì)蒸汽通過調(diào)壓閥后，在低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機(jī)發(fā)電。系統(tǒng)發(fā)出的電能為三相交流電，額定電壓為380V，可經(jīng)過調(diào)壓后并入廠內(nèi)電網(wǎng)，或直接送給用電設(shè)備使用。從低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)排出的工質(zhì)蒸汽由冷凝器冷凝為飽和液體，進(jìn)入儲液罐，儲液罐可確保工質(zhì)循環(huán)泵連續(xù)加壓，工質(zhì)循環(huán)泵將工質(zhì)液體加壓后送入管殼式蒸發(fā)器中，開始新一輪循環(huán)。從冷卻塔過來的循環(huán)水通過循環(huán)水泵驅(qū)動，進(jìn)入管殼式冷凝器中吸收熱量，在自然循環(huán)力推動下進(jìn)入冷卻塔內(nèi)，放出熱量，變成低溫水，開始新一輪循環(huán)。

其進(jìn)一步特征在于：本發(fā)明采用R152a為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。

本發(fā)明中，有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電裝置替代水列管余熱鍋爐、蓄熱式余熱鍋爐等設(shè)備組合，既簡化了系統(tǒng)配置，又可以最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，同時可降低煙氣的排放溫度，改善除塵能力，得到很好的除塵效果，排放的粉塵濃度15mg/Nm³，達(dá)到節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)的目的。

本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明由有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電裝置替代水列管余熱鍋爐、蓄熱式余熱鍋爐等設(shè)備組合，所以裝置占地省，投資及運(yùn)行費(fèi)用低；可以最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，拖動除塵風(fēng)機(jī)，降低了系統(tǒng)運(yùn)行能耗；顯熱被充分利用，降低了煙氣的排放溫度，由于煙氣的排放溫度可以維持在100℃，布袋除塵器中的濾料可選用價格最低的常溫布袋，降低了投資及運(yùn)行費(fèi)用；排放濃度低，可以確保排放粉塵濃度15mg/Nm³，達(dá)到節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)的目的。

附圖說明

圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明冶金爐煙氣有機(jī)朗肯余熱梯級利用及除塵方法的工藝流程圖。

圖中，1.冶金爐，2.水冷滑套，3.燃燒沉降室，4.余熱換熱室，5.除塵器，6.風(fēng)機(jī)，7.排氣筒，8.熱管換熱器，9.換熱器給水泵，10.循環(huán)水池，11.管殼式蒸發(fā)器，12.工質(zhì)循環(huán)泵，13.汽包，14.儲液罐，15.低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)，16.三相發(fā)電機(jī)，17.循環(huán)水泵，18.管殼式冷凝器，19.冷卻塔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：