電爐煙氣有機(jī)朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法
【專利摘要】電爐煙氣有機(jī)朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，其特征在于：電爐內(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)沉降室，再進(jìn)入蓄熱均溫器，通過蓄熱均溫器對高溫?zé)煔獾男顭峋鶞刈饔煤?，進(jìn)入余熱交換室中，高溫?zé)煔夥懦鰺崃?，?jīng)降溫的煙氣由增壓風(fēng)機(jī)出來與連接在電爐上方的外排管道出來的煙氣混合一并進(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。低沸點(diǎn)工質(zhì)在蒸發(fā)器中吸收煙氣余熱載體的熱量，變成飽和蒸汽，進(jìn)入汽包，在汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功，帶動三相發(fā)電機(jī)發(fā)電。采用R290為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。本發(fā)明采用有機(jī)朗肯余熱發(fā)電及除塵方法可最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
【專利說明】電爐煙氣有機(jī)朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電爐煙氣有機(jī)朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，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，屬于電爐除塵【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有技術(shù)中電爐煙氣的凈化裝置為電爐煙氣發(fā)生設(shè)備、余熱利用設(shè)施、除塵器通過管路依次連接。
[0003]目前通常采用的余熱利用設(shè)施:水列管余熱鍋爐、蓄熱式熱管換熱器來回收電爐煙氣的余熱，產(chǎn)生飽和蒸汽等。由于電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)用于電爐煙氣的余熱回收。目前，蓄熱式熱管換熱器已經(jīng)成功運(yùn)用到電爐煙氣余熱回收中，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(yè)的普及還面臨很多問題。
[0004]同時，由于電爐煙氣溫度波動劇烈，波幅大，余熱系統(tǒng)就必須設(shè)計得足夠大，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】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明提供了電爐煙氣有機(jī)朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，通過該方法不僅能高效地冷卻高溫?zé)煔?，還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IOmg/Nm3,并且不影響電爐生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù)。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0007]電爐煙氣有機(jī)朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，其特征在于:本發(fā)明電爐內(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；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(dāng)混入冷風(fēng)，最終燃燼一氧化碳?xì)怏w，調(diào)節(jié)控制沉降室的煙氣溫度750°C ;經(jīng)過燃燒沉降室的煙氣進(jìn)入蓄熱均溫器，所述蓄熱均溫器包括煙氣進(jìn)口、碳化錳復(fù)合材料蓄熱體、聲波清灰裝置、煙氣出口和灰斗，所述碳化錳復(fù)合材料蓄熱體設(shè)置于煙氣進(jìn)口和煙氣出口之間，所述聲波清灰裝置分段布置于碳化錳復(fù)合材料蓄熱體之間，通過蓄熱均溫器中碳化錳復(fù)合材料蓄熱體對高溫?zé)煔獾男顭峋鶞刈饔煤螅瑹煔膺M(jìn)入余熱交換室中，高溫?zé)煔夥懦鰺崃?，溫度降?0°C左右，經(jīng)降溫的煙氣由增壓風(fēng)機(jī)出來與連接在電爐上方的外排管道出來的煙氣混合一并進(jìn)入除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度10mg/Nm3，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)入安裝于余熱交換室內(nèi)的熱管式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)循環(huán)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)蒸汽由管殼式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)。
[0008]其進(jìn)一步特征在于:采用R290為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:由于余熱發(fā)電裝置替代水列管余熱鍋爐、蓄熱式熱管換熱器等設(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80°C，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在10mg/Nm3。
[0010]本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]1、可以緩解煙氣溫度的驟升驟降；
[0012]2、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；
[0013]3、工質(zhì)儲液罐，可確保工質(zhì)循環(huán)泵連續(xù)加壓；
[0014]4、解決熱脹冷縮問題；
[0015]5、換熱器不積灰，不堵塞；
[0016]6、提高余熱發(fā)電裝置效率；
[0017]7、減少余熱發(fā)電裝置投資。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的工藝流程圖。
[0019]圖中:1.電爐，2.水冷滑套，3.燃燒沉降室，4.外排管道，5.蓄熱均溫器，6.煙氣進(jìn)口，7.碳化錳復(fù)合材料蓄熱體，8.灰斗，9.聲波清灰裝置，10.煙氣出口，11.余熱交換室，12.熱管換熱器，13.增壓風(fēng)機(jī)，14.除塵器，15.風(fēng)機(jī)，16.排氣筒，17.換熱器給水泵，18.循環(huán)水池，19.管殼式蒸發(fā)器，20.工質(zhì)循環(huán)泵，21.汽包，22.儲液罐，23.低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)，24.三相發(fā)電機(jī),25.循環(huán)水泵,26.管殼式冷凝器,27.冷卻塔。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0021]如圖1所示:本發(fā)明電爐煙氣有機(jī)朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法步驟如下:
[0022]100t/h電爐I內(nèi)排煙氣流量29 X IO4Nm3A，溫度850°C，含塵濃度25g/Nm3由第四孔排出，經(jīng)水冷滑套2混入冷風(fēng)，燃燒一氧化碳?xì)怏w后進(jìn)入燃燒沉降室3，燃燒沉降室3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(dāng)混入冷風(fēng)，最終燃燼一氧化碳?xì)怏w，調(diào)節(jié)控制沉降室的煙氣溫度750°C;經(jīng)過燃燒沉降室3的煙氣進(jìn)入蓄熱均溫器5，所述蓄熱均溫器5包括煙氣進(jìn)口 6、碳化錳復(fù)合材料蓄熱體7、聲波清灰裝置9、煙氣出口 10和灰斗8，所述碳化錳復(fù)合材料蓄熱體7設(shè)置于煙氣進(jìn)口 6和煙氣出口 10之間，所述聲波清灰裝置9分段布置于碳化錳復(fù)合材料蓄熱體7之間，通過蓄熱均溫器5中碳化錳復(fù)合材料蓄熱體7對高溫?zé)煔獾男顭峋鶞刈饔煤螅瑹煔膺M(jìn)入余熱交換室11中，高溫?zé)煔夥懦鰺崃浚瑴囟冉抵?0°C左右，經(jīng)降溫的煙氣由增壓風(fēng)機(jī)13出來與連接在電爐I上方的外排管道4出來的煙氣混合一并進(jìn)入除塵器14，經(jīng)除塵后粉塵濃度10mg/Nm3，由主風(fēng)機(jī)15壓入排氣筒16排入大氣。同時，循環(huán)水通過換熱器給水泵17驅(qū)動，進(jìn)入安裝于余熱交換室11內(nèi)的熱管式換熱器12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19內(nèi)，放出熱量，變成低溫水，低溫水流入循環(huán)水池18，開始新一輪循環(huán)。低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)通過工質(zhì)循環(huán)泵20驅(qū)動，在管殼式蒸發(fā)器19中吸收汽水混合物的熱量，變成飽和蒸汽，進(jìn)入汽包21，汽包21可濾除氣源中過飽和水份和雜質(zhì)，確保汽輪機(jī)23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)23內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機(jī)24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)23排出的工質(zhì)蒸汽由管殼式冷凝器26冷凝為飽和液體，進(jìn)入儲液罐22，儲液罐22可確保工質(zhì)循環(huán)泵20連續(xù)加壓，工質(zhì)循環(huán)泵20將工質(zhì)液體加壓后送入管殼式蒸發(fā)器19中，開始新一輪循環(huán)。從冷卻塔27過來的循環(huán)水通過循環(huán)水泵25驅(qū)動，進(jìn)入管殼式冷凝器26中吸收熱量，在自然循環(huán)力推動下進(jìn)入冷卻塔27內(nèi)，放出熱量，變成低溫水，開始新一輪循環(huán)。
[0023]所述低沸點(diǎn)工質(zhì)為R290，進(jìn)入低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)的工質(zhì)壓力為2.72MPa，膨脹做功后的工質(zhì)壓力為0.29MPa時，系統(tǒng)輸出電功率為3000KW，朗肯循環(huán)效率為25.5%，系統(tǒng)排出的煙氣溫度為80°C。
[0024]本發(fā)明的最大特點(diǎn)是采用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，采用有機(jī)朗肯余熱發(fā)電及除塵方法來回收電爐煙氣的余熱。以100t/h煉鋼電爐余熱回收及除塵工藝為例，本發(fā)明方法與常規(guī)方法比較，說明如下:
[0025]
【權(quán)利要求】
1.電爐煙氣有機(jī)朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，其特征在于:本發(fā)明電爐內(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；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(dāng)混入冷風(fēng)，最終燃燼一氧化碳?xì)怏w，調(diào)節(jié)控制沉降室的煙氣溫度750°c ;經(jīng)過燃燒沉降室的煙氣進(jìn)入蓄熱均溫器，所述蓄熱均溫器包括煙氣進(jìn)口、碳化錳復(fù)合材料蓄熱體、聲波清灰裝置、煙氣出口和灰斗，所述碳化錳復(fù)合材料蓄熱體設(shè)置于煙氣進(jìn)口和煙氣出口之間，所述聲波清灰裝置分段布置于碳化錳復(fù)合材料蓄熱體之間，通過蓄熱均溫器中碳化錳復(fù)合材料蓄熱體對高溫?zé)煔獾男顭峋鶞刈饔煤螅瑹煔膺M(jìn)入余熱交換室中，高溫?zé)煔夥懦鰺崃?，溫度降?0°C左右，經(jīng)降溫的煙氣由增壓風(fēng)機(jī)出來與連接在電爐上方的外排管道出來的煙氣混合一并進(jìn)入除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度10mg/Nm3，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)入安裝于余熱交換室內(nèi)的熱管式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)循環(huán)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)蒸汽由管殼式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)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電爐煙氣有機(jī)朗肯余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，其特征在于:采用R290為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。
【文檔編號】F22B1/18GK103836990SQ201210516045
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月26日
【發(fā)明者】王正新 申請人:無錫市東優(yōu)環(huán)?？萍加邢薰?br>