[發明專利]冶金爐煙氣有機朗肯余熱發電及除塵方法

無效

• 申請號: 201210516107.2
• 申請日: 2012-11-26
• 公開（公告）號: CN103836996A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 王正新
• 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;F22B1/18;F01D15/10
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技術領域

本發明涉及一種冶金爐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，屬于冶金爐除塵技術領域。

背景技術

在現有技術中冶金爐煙氣的凈化裝置為冶金爐煙氣發生設備、余熱利用設施、除塵器通過管路依次連接。

目前通常采用的余熱利用設施：水列管余熱鍋爐、蓄熱式熱管換熱器來回收冶金爐煙氣的余熱，產生飽和蒸汽等。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用于冶金爐煙氣的余熱回收。目前，蓄熱式熱管換熱器已經成功運用到冶金爐煙氣余熱回收中，但由于熱管的固有缺陷(造價高、不抗凍、不耐高溫、使用年限短)，使得蓄熱式熱管換熱器在鋼鐵行業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，余熱系統就必須設計得足夠大，確保高溫煙氣也能有效冷卻。但實際蒸汽產量卻遠低于余熱系統的最大蒸發量，出現大馬拉小車的局面。這就相對減少了余熱系統的經濟價值，增加了余熱系統的投資。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了冶金爐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(溫度范圍1000℃～100℃)，還能最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，拖動除塵風機，同時可降低煙氣的排放溫度，改善除塵能力，并且不影響冶金爐煉鋼生產的穩定和連續。

本發明所采用的技術方案如下：

冶金爐煙氣有機朗肯余熱發電及除塵方法，其特征在于：本發明冶金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；燃燒沉降室的作用是：降低煙氣流速，使煙氣中攜帶的大顆粒粉塵沉降，并適當混入冷風，最終燃燼一氧化碳氣體，由燃燒沉降室出來的煙氣進入蓄熱均溫器，所述蓄熱均溫器包括煙氣進口、碳鎢復合材料蓄熱體、振打清灰裝置、煙氣出口和灰斗，所述碳鎢復合材料蓄熱體設置于煙氣進口和煙氣出口之間，所述振打清灰裝置分段布置于碳鎢復合材料蓄熱體之間，通過蓄熱均溫器中碳鎢復合材料蓄熱體對高溫煙氣的蓄熱均溫作用后，煙氣進入均流換熱室中，高溫煙氣放出熱量，溫度降至100℃左右，經降溫的煙氣由增壓風機出來與連接在冶金爐上方的外排管道出來的煙氣混合一并進入除塵器，經除塵后粉塵濃度8mg/Nm³，由主風機壓入排氣筒排入大氣。同時，低沸點工質通過工質循環泵驅動，先在安裝于均流換熱室內的薄板壓制成型換熱器中吸收煙氣余熱載體的熱量，變成飽和蒸汽，通過調壓閥后，工質蒸汽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蜂窩狀鋁肋板式冷凝器冷凝為飽和液體，再由工質循環泵將工質液體加壓后送入薄板壓制成型換熱器中，開始新一輪循環，從蜂窩狀鋁肋板式冷凝器出來的循環冷卻水，通過溴化鋰吸收式制冷機冷卻，冷卻水的溫度降至10～15℃，滿足工質蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求，經水泵送入蜂窩狀鋁肋板式冷凝器中，開始新一輪循環。

其進一步特征在于：采用R236ea為循環有機工質。

本發明的有益效果是：由于余熱發電裝置替代水列管余熱鍋爐、熱管換熱器等設備組合，所以裝置占地省，投資及運行費用低；可以最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，拖動除塵風機，降低了系統運行能耗；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℃以下，布袋除塵器中的濾料可選用價格最低的常溫布袋，降低了投資及運行費用；排放濃度低，可以確保排放粉塵濃度在8mg/Nm³。

本發明與已有技術相比具有以下優點：

1.采用低沸點工質有機朗肯循環余熱發電來回收冶金爐煙氣的余熱；

2.通過溴化鋰吸收式制冷機冷卻，冷卻水的溫度降至10～15℃，滿足工質蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求；

3.蓄熱均溫器可對煙氣溫度削峰填谷，降低煙氣的最高溫度、減小煙氣溫度的波動幅度，緩解煙氣溫度的驟升驟降，解決熱脹冷縮問題；

4.延長設備的使用壽命；

5.提高余熱發電裝置效率；

6.減少余熱發電裝置投資；

7.可以減少混入冷風量，節約除塵能耗。

附圖說明

圖1是實現本發明的工藝流程圖。