[發(fā)明專利]高爐沖渣水蒸氣余熱回收系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610153885.8
• 申請(qǐng)日: 2016-03-17
• 公開（公告）號(hào): CN105783535A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳恒;黃浩;朱國慶;張世程;鄭軍如
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海齊耀科技集團(tuán)有限公司;上海齊耀熱能工程有限公司
• 主分類號(hào): F27D17/00
• 分類號(hào): F27D17/00;F01K25/08
• 代理公司: 北京志霖恒遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11435
• 代理人: 孟阿妮;郭棟梁

技術(shù)領(lǐng)域

本公開一般涉及余熱回收利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于有機(jī)朗肯循環(huán)回收利用低溫蒸汽余熱的技術(shù)，尤其涉及鋼鐵冶金行業(yè)中高爐沖渣水蒸氣余熱回收系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

鋼鐵冶金行業(yè)作為高能耗產(chǎn)業(yè)，近些年，隨著國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)量快速增長(zhǎng)，鋼鐵冶金行業(yè)面臨著節(jié)能降耗和環(huán)境保護(hù)方面的雙重壓力，雖然“十一五”期間，鋼鐵冶金行業(yè)推廣先進(jìn)工藝，開展節(jié)能技改，取得了顯著成效，但深度挖掘行業(yè)節(jié)能降耗潛力仍非常有必要。

目前我國煉鐵煉鋼工藝過程中會(huì)產(chǎn)生大量的液態(tài)高爐渣，溫度一般在1400℃以上，普遍采用水粹粒化方式加以冷卻。高溫液態(tài)高爐渣遇水，揮發(fā)出大量的沖渣水蒸氣，同時(shí)亦產(chǎn)生大量的沖渣水，溫度約90℃。對(duì)于高爐沖渣水，已有鋼鐵企業(yè)回收利用進(jìn)行冬季采暖；而產(chǎn)生的高爐沖渣水蒸氣，卻未引起企業(yè)的重視，在煉鐵煉鋼過程中高爐沖渣水蒸氣的熱量并未得到回收利用。事實(shí)上，高爐沖渣水蒸氣所含熱量巨大，這部分未得到回收利用的余熱作為煉鋼煉鐵工藝過程中的污染物排放并造成能耗的浪費(fèi)。

根據(jù)檢索，專利號(hào)為CN101550461B的“高爐沖渣水余熱回收方法及其系統(tǒng)”，公開了一種回收鋼鐵冶金行業(yè)高爐沖渣水余熱的技術(shù)方法，但并未涉及高爐沖渣水蒸氣的余熱回收。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，做出了本發(fā)明。

第一方面，本發(fā)明提供了一種高爐沖渣水蒸氣余熱回收系統(tǒng)，包括：

水蒸氣收集/輸送系統(tǒng)，其收集來自高爐沖渣系統(tǒng)的水蒸氣；

換熱器，其接收來自所述水蒸氣收集/輸送系統(tǒng)的所述水蒸氣，用于將其內(nèi)的低沸點(diǎn)工質(zhì)與接收到的所述水蒸氣收集/輸送系統(tǒng)輸送的水蒸氣進(jìn)行熱交換以轉(zhuǎn)換為工質(zhì)蒸汽；

膨脹機(jī)，其利用來自所述換熱器的工質(zhì)蒸汽做功以輸出機(jī)械運(yùn)動(dòng)，且將工質(zhì)蒸汽降溫降壓為工質(zhì)乏汽；

冷凝器，其將來自所述膨脹機(jī)的工質(zhì)乏汽冷凝成液態(tài)工質(zhì)；以及

工質(zhì)泵，其接收來自所述冷凝器的液態(tài)工質(zhì)，并將液態(tài)工質(zhì)升壓輸送給所述換熱器。

優(yōu)選的，水蒸氣收集/輸送系統(tǒng)包括：集汽罩，其收攏高爐沖渣系統(tǒng)的水蒸氣；以及風(fēng)機(jī)，其接收來自所述集汽罩的水蒸氣且將水蒸氣輸送至所述換熱器。

優(yōu)選的，高爐沖渣水蒸氣余熱回收系統(tǒng)還包括發(fā)電機(jī)，其將所述膨脹機(jī)輸出的機(jī)械運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為電能。

第二方面，本發(fā)明還提供了一種高爐沖渣水蒸氣余熱回收方法，包括以下步驟：

(1)通過水蒸氣收集/輸送系統(tǒng)收集來自高爐沖渣系統(tǒng)的水蒸氣，且將水蒸氣輸送給換熱器；

(2)在所述換熱器內(nèi)使低沸點(diǎn)工質(zhì)與來自所述水蒸氣收集/輸送系統(tǒng)的水蒸氣進(jìn)行熱交換，將所述水蒸氣轉(zhuǎn)換為液態(tài)水，并將所述低沸點(diǎn)工質(zhì)轉(zhuǎn)換為工質(zhì)蒸汽輸送給膨脹機(jī)；

(3)使所述工質(zhì)蒸汽在所述膨脹機(jī)中做功，以輸出機(jī)械運(yùn)動(dòng)，并將做功后生成的工質(zhì)乏汽輸送給冷凝器；

(4)通過所述冷凝器將來自所述膨脹機(jī)的工質(zhì)乏汽冷凝成液態(tài)工質(zhì)，并通過工質(zhì)泵將所述液態(tài)工質(zhì)升壓輸送給所述換熱器。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中將低沸點(diǎn)工質(zhì)轉(zhuǎn)換為75℃-85℃的工質(zhì)蒸汽。

優(yōu)選的，所述步驟(2)還包括：將水蒸氣轉(zhuǎn)換而成的液態(tài)水送入高爐沖渣系統(tǒng)以供再次沖渣使用。

優(yōu)選的，所述步驟(3)還包括將所述膨脹機(jī)輸出的機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳遞至發(fā)電機(jī)，以產(chǎn)生電能。

根據(jù)本發(fā)明提供的高爐沖渣水蒸氣余熱回收系統(tǒng)及方法，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)高爐沖渣水蒸氣的余熱回收，且將低品位熱能轉(zhuǎn)化為高品位的電能輸出，減少了鋼鐵冶金過程中的能耗；同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大量揮發(fā)的水蒸氣的冷凝回收，降低了高爐渣水粹粒化過程的水耗，節(jié)約水資源。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本申請(qǐng)的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明提供的高爐沖渣水蒸氣余熱回收系統(tǒng)的構(gòu)成示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。可以理解的是，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對(duì)該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與發(fā)明相關(guān)的部分。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請(qǐng)。

結(jié)合圖1介紹本申請(qǐng)?zhí)峁┑幕谟袡C(jī)朗肯循環(huán)的高爐沖渣水蒸氣余熱回收系統(tǒng)的構(gòu)成。