[發明專利]電爐內排煙氣有機朗肯余熱發電及除塵方法

無效

• 申請號: 201210144849.7
• 申請日: 2012-05-04
• 公開（公告）號: CN103383202A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 王振亞
• 申請（專利權）人: 無錫市東優環保科技有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F01D15/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及電爐內排煙氣有機朗肯余熱發電及除塵方法，具體地說是能最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，又能改善除塵能力，屬于電爐除塵技術領域。

背景技術

電爐煉鋼煙氣溫度很高，經捕集后進入管道的溫度一般在1000℃左右，粉塵濃度達35g/Nm³，小于5um的灰占粉塵總量的80％以上，粉塵量大，并且粘而細。目前通常采用先換熱降溫(換熱降溫方式有：機力冷卻器換熱、噴霧冷卻換熱、余熱鍋爐換熱等)后除塵的方法。先換熱降溫后除塵的方法存在諸多缺點：

1、機力冷卻器換熱后除塵：降溫效果差，進口煙氣溫度不宜大于450℃，降溫范圍有限，機冷器管壁容易堵灰，造成燒布袋，系統無法正常運行。

2、噴霧冷卻換熱后除塵：增加煙氣中水的含量，不僅使布袋板結，還容易造成水與粉塵粘結，造成系統設備堵塞。

3、余熱鍋爐換熱后除塵：由于煙氣中含有大量的粉塵，粘而細的粉塵即使在光管的熱管元件上也會出現積灰、堵塞現象，對于環向翅片管的熱管元件積灰、堵塞更加嚴重，同時為了防止結灰，余熱利用設施中換熱核心元件翅片間距大，不僅影響換熱效率，造成余熱鍋爐產汽量不足，更為嚴重的是由于余熱鍋爐堵灰，系統運行不穩定，造成冶煉生產無法正常進行，被迫停產檢修。

由于以上缺點，工程中采用許多吹灰方法：如激波吹灰、蒸汽吹灰、落丸清灰等，但由于粉塵細而粘，并且粉塵量大，每生產1噸鋼就會產生35kg粉塵，這些清灰方式收效甚微，無法從根本上解決積灰、堵塞問題。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了電爐內排煙氣有機朗肯余熱發電及除塵方法，通過該方法不僅能高效地冷卻高溫煙氣，還能最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，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的穩定和連續。

本發明所采用的技術方案如下：

電爐內排煙氣有機朗肯余熱發電及除塵方法，其特征在于：本發明電爐內排煙氣由第四孔排出，經水冷滑套混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室；使煙氣中的一氧化碳氣體充分燃燼，調節控制沉降室的煙氣溫度750℃；經過燃燒沉降室的煙氣進入高溫除塵器，經除塵后粉塵濃度10mg/Nm³。然后進入蓄熱交換室，高溫煙氣放出熱量，完成熱交換，溫度降至90℃，由主風機壓入排氣筒排入大氣。同時，循環水通過換熱器給水泵驅動，進入安裝于蓄熱交換室內的分離套管式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力推動下進入翅片式蒸發器內，放出熱量，變成低溫水，低溫水流入循環水池，開始新一輪循環。低沸點有機工質通過工質泵驅動，在翅片式蒸發器中吸收汽水混合物的熱量，變成飽和蒸汽，進入汽包，汽包可濾除氣源中過飽和水份和雜質，確保汽輪機平穩運行。工質蒸汽通過調壓閥后，在低沸點工質汽輪機內膨脹做功，并帶動三相發電機發電。系統發出的電能為三相交流電，額定電壓為380V，可經過調壓后并入廠內電網，或直接送給用電設備使用。從低沸點工質汽輪機排出的工質蒸汽由管殼式冷凝器冷凝為飽和液體，進入儲液罐，儲液罐可確保工質循環泵連續加壓，工質循環泵將工質液體加壓后送入翅片式蒸發器中，開始新一輪循環。從冷卻塔過來的循環水通過循環水泵驅動，進入管殼式冷凝器中吸收熱量，在自然循環力推動下進入冷卻塔內，放出熱量，變成低溫水，開始新一輪循環。

其進一步特征在于：本發明所述高溫除塵器為耐高溫碳鋁復合材料濾芯除塵器。

更進一步特征在于：本發明采用R600a為循環有機工質。

本發明的有益效果是：由于本發明的余熱發電裝置放在高溫除塵器后，熱源煙氣含塵量低，因此可以將蓄熱室內的換熱核心單元翅片間距設計很小；而且無須卸灰、清灰、輸灰設施；體積減小，同時維護量減小，也延長了分離套管式熱管換熱器的使用壽命，粉塵排放濃度更低。與現有技術相比，本發明具有如下優點、經濟效果：

1、汽包可濾除氣源中過飽和水份和雜質，確保汽輪機平穩運行最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，用于生產；

2、工質儲液罐，可確保工質循環泵連續加壓；

3、換熱器不積灰，不堵塞，換熱效率提高8～9倍；

4、省掉了換熱器的吹灰系統，從而降低了造價及運行費用；

5、采用耐高溫碳鋁復合材料濾芯除塵器，排放濃度10mg/Nm³；

6、提高余熱發電裝置效率；