一種新型蓄熱式余熱發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型蓄熱式余熱發(fā)電系統(tǒng)，它包括1#火柜、2#火柜、火柜系統(tǒng)汽包、火柜系統(tǒng)循環(huán)泵、余熱鍋爐、余熱鍋爐汽包、蒸汽母管、蓄熱器、汽輪發(fā)電機(jī)組、軟水箱、余熱發(fā)電系統(tǒng)給水泵，所述1#火柜和2#火柜分別與火柜系統(tǒng)汽包通過管道聯(lián)通，所述火柜系統(tǒng)循環(huán)泵與1#火柜和2#火柜通過管道聯(lián)通，所述火柜系統(tǒng)汽包和蒸汽母管通過管道聯(lián)通，所述蒸汽母管與余熱鍋爐汽包和蓄熱器通過管道聯(lián)通，所述蓄熱器與汽輪發(fā)電機(jī)組通過管道聯(lián)通，所述汽輪發(fā)電機(jī)組與軟水箱通過管道聯(lián)通，所述軟水箱與余熱發(fā)電系統(tǒng)給水泵通過管道聯(lián)通，所述余熱發(fā)電系統(tǒng)給水泵與余熱鍋爐、1#火柜和2#火柜通過管道聯(lián)通。在有色冶煉——銻冶煉行業(yè)里采用該系統(tǒng)以發(fā)電來進(jìn)行余熱利用，對企業(yè)的節(jié)能降耗、社會和國家的節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)等有積極的有利效果。
【專利說明】
一種新型蓄熱式余熱發(fā)電系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及余熱發(fā)電領(lǐng)域，特別是涉及銻冶煉爐的火柜與余熱鍋爐生產(chǎn)的蒸汽進(jìn)入蓄熱器的蓄熱式余熱發(fā)電系統(tǒng)?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]有色行業(yè)里金屬銻的冶煉方法，可分為火法與濕法兩大類，目前仍以火法為主?；鸱ㄤR冶煉主要是先經(jīng)揮發(fā)焙燒(熔煉)產(chǎn)出氧化銻，再進(jìn)行還原熔煉或精煉，產(chǎn)出金屬銻。此夕卜，對高品位的銻礦石或精礦也可采用沉淀熔煉法直接產(chǎn)出金屬銻。而目前國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)還是采用揮發(fā)焙燒一一還原熔煉這種方法。
[0003]揮發(fā)焙燒一一還原熔煉是國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)目前的冶煉工藝，通過把銻礦和相關(guān)的焦炭等還原原料加入銻冶煉爐一一鼓風(fēng)爐里進(jìn)行鼓風(fēng)焙燒。鼓風(fēng)爐揮發(fā)熔煉通常用于處理含銻30 %?50 %的硫化銻礦(主要成分Sb2S3)或混合礦。此法對原料適應(yīng)性強(qiáng)，除產(chǎn)出氧化銻(Sb203)外，還產(chǎn)少量粗銻和銻锍。生產(chǎn)出來的氧化銻(Sb203)，后還需經(jīng)反射爐還原熔煉產(chǎn)出粗銻產(chǎn)品，含銻96 %?97 %。
[0004]而揮發(fā)焙燒和揮發(fā)熔煉所需要的氧化銻(Sb203)精料，傳統(tǒng)冶煉工藝主要是通過銻冶煉爐一一鼓風(fēng)爐冶煉過程中煙氣帶出鼓風(fēng)爐而在火柜、表冷器以及布袋除塵等設(shè)備里冷卻后沉降收集得到。鼓風(fēng)爐里的冶煉溫度在1300°C左右，夾帶銻白粉的煙氣在出鼓風(fēng)爐后進(jìn)入1#火柜溫度基本在l〇〇〇°C左右，然后夾帶銻白粉的煙氣進(jìn)入1#火柜、2#火柜、3#火柜，通過火柜柜體的水套通水冷卻后得到凝固沉降，煙氣隨后也冷卻到相應(yīng)溫度。接著夾帶銻白粉的煙氣在出3#火柜，進(jìn)入表冷器時溫度基本還在500°C左右，在表冷器里銻白粉大部分都得到沉降、沉積。還有部分粉塵，經(jīng)過表冷器后煙氣溫度降到120-180°C，就進(jìn)入布袋除塵器繼續(xù)進(jìn)行沉降、過濾除塵，隨后煙氣由引風(fēng)機(jī)抽出排入大氣(如圖1所示)。
[0005]因此，從鼓風(fēng)爐的傳統(tǒng)冶煉工藝來看，在冶煉過程中夾帶銻白粉(Sb203)的高溫?zé)煔鈴某鰻tl〇〇〇°C左右到進(jìn)入布袋除塵器時溫度降到了約180°C，熱量都是通過各種冷卻方式散失掉而沒有利用，這就浪費(fèi)了大量的熱能，耗費(fèi)了大量的冶煉能源一一焦炭等，讓企業(yè)、社會、國家的能源形式更加嚴(yán)峻。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)方案為了提高有色冶煉一一銻冶煉的能源效率，目前主要的能源回收利用方式是取消傳統(tǒng)冶煉工藝?yán)锏?#火柜和表冷器，在2#火柜之后和布袋除塵器之間放置1 臺余熱鍋爐進(jìn)行余熱回收，另外改造1#火柜和2#火柜，使得火柜的運(yùn)行由原來的水冷方式變成汽化冷卻方式，經(jīng)過1#、2#火柜與高溫?zé)煔鈸Q熱之后的汽水混合物通過管道進(jìn)入余熱鍋爐的汽包進(jìn)行汽水分離生產(chǎn)飽和蒸汽，生產(chǎn)的飽和蒸汽用于企業(yè)其他生產(chǎn)工藝使用或者用來發(fā)電。
[0007]綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題如下:銻冶煉的過程中，大量的高溫?zé)煔庠诔鲣R冶煉爐一一鼓風(fēng)爐之后都作為冷卻介質(zhì)的熱媒而浪費(fèi)、散失掉，傳統(tǒng)的余熱利用方式也只是取消3#火柜和表冷器增加余熱鍋爐，對于1#火柜、2#火柜的熱源也是通過被加熱之后的汽水混合物進(jìn)入余熱鍋爐汽包進(jìn)行回收。而這種余熱回收利用系統(tǒng)或方式，由于銻冶煉爐一一鼓風(fēng)爐的生產(chǎn)周期性(需要定期停爐清除火柜的銻白粉)，導(dǎo)致蒸汽的生產(chǎn)也會受到影響而斷斷續(xù)續(xù)，這對于氣源要求穩(wěn)定的發(fā)電生產(chǎn)工藝不利，也不利于汽輪機(jī)組發(fā)電工藝的穩(wěn)定運(yùn)行；加之1#火柜、2#火柜里經(jīng)過加熱之后的汽水混合物直接進(jìn)入余熱鍋爐的汽包進(jìn)行汽水分離，由于1#火柜、2#火柜離余熱鍋爐有一定距離，所以在從管道進(jìn)入余熱鍋爐汽包的過程中，會損失部分熱量，一部分蒸汽在輸送去余熱鍋爐汽包過程中會重新被冷凝成水，減少蒸汽產(chǎn)量?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0008]有鑒于上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種余熱發(fā)電系統(tǒng)，用以解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題和不足。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型提供一種余熱發(fā)電系統(tǒng)，它包括1#火柜、 2#火柜、火柜系統(tǒng)汽包、火柜系統(tǒng)循環(huán)栗、余熱鍋爐、余熱鍋爐汽包、蒸汽母管、蓄熱器、汽輪發(fā)電機(jī)組、軟水箱、余熱發(fā)電系統(tǒng)給水栗，所述1#火柜和2#火柜分別與火柜系統(tǒng)汽包通過管道聯(lián)通，所述火柜系統(tǒng)循環(huán)栗與1#火柜和2#火柜通過管道聯(lián)通，所述火柜系統(tǒng)汽包和蒸汽母管通過管道聯(lián)通，所述蒸汽母管與余熱鍋爐汽包和蓄熱器通過管道聯(lián)通，所述蓄熱器與汽輪發(fā)電機(jī)組通過管道聯(lián)通，所述汽輪發(fā)電機(jī)組與軟水箱通過管道聯(lián)通，所述軟水箱與余熱發(fā)電系統(tǒng)給水栗通過管道聯(lián)通，所述余熱發(fā)電系統(tǒng)給水栗與余熱鍋爐、1#火柜和2#火柜通過管道聯(lián)通。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)方案的余熱發(fā)電系統(tǒng)，解決了有色冶煉一一銻冶煉工藝?yán)镌杏酂釠]有得到合理利用的問題，很好的回收了銻冶煉工藝?yán)锔邷責(zé)煔鈳С龅臒崃浚ＷC了有色冶煉——銻冶煉的安全連續(xù)運(yùn)行;而且，與傳統(tǒng)對銻冶煉余熱回收系統(tǒng)相比，雙汽包工藝的運(yùn)用，增加了蒸汽的產(chǎn)氣量，提高了系統(tǒng)的效率，避免蒸汽的中間冷卻；蓄熱器的配套運(yùn)用，使得冶煉工藝的間斷不會影響整個發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，使得冶煉爐短期停爐時， 很好的保證了汽輪發(fā)電機(jī)組的連續(xù)運(yùn)行?！靖綀D說明】
[0011]附圖是為了提供對本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，其包含在本說明中并構(gòu)成說明書的一部分。附圖與說明書一起示出實(shí)施方案并用來解釋本技術(shù)的原理。
[0012]圖1是未改造前銻冶煉煙氣系統(tǒng)主工藝流程圖；
[0013]圖2是改造之后銻冶煉煙氣系統(tǒng)主工藝流程圖；
[0014]圖3是現(xiàn)有的銻冶煉余熱回收汽水系統(tǒng)流程圖；
[0015]圖4是本專利方案技術(shù)的銻冶煉余熱回收汽水系統(tǒng)流程圖；【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合【附圖說明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0017]1、整體系統(tǒng)改造
[0018]有色冶煉一一銻冶煉的整體工藝流程中，鼓風(fēng)爐內(nèi)的銻礦石和焦炭等還原原料進(jìn)行反應(yīng)，并不是直接生成成品銻，而是生成各種銻的中間產(chǎn)品一一氧化銻(Sb203)等。
[0019]密閉鼓風(fēng)爐揮發(fā)冶煉金屬銻過程，余熱所利用的煙氣為銻冶煉鼓風(fēng)爐產(chǎn)生，該冶煉設(shè)備的冶煉原料——硫化銻精礦中的主要成分三硫化二銻(Sb2S3)比較容易揮發(fā)，三硫化二銻(Sb2S3)在高溫(1300 °C )冶煉爐冶煉氣氛中揮發(fā)，然后和鼓入的空氣中的氧氣(02) 發(fā)生反應(yīng)，生成氧化銻(Sb203)和二氧化硫(S02);
[0020]Sb2S3(g)+9/202(g) =Sb203(g)+3S02(g)；[〇〇21]這是鼓風(fēng)爐內(nèi)的主要生產(chǎn)反應(yīng)過程。
[0022]這樣，煙氣流程主要如圖1所示，通過引風(fēng)機(jī)(7)的引風(fēng)，部分未和氧氣(02)反應(yīng)的三硫化二銻(Sb2S3)和氧化銻粉(Sb203)被抽入1#火柜(2)，而這時的溫度還很高1000-1100 °C，被抽出來的部分三硫化二銻(Sb2S3)繼續(xù)和被抽出來的氧氣(02)反應(yīng)，生成氧化銻 (Sb203)，這個氣氛中的氧化銻(Sb203)和三硫化二銻(Sb2S3)等氣氛，部分在火柜里還要繼續(xù)反應(yīng)，最后形成氧化銻和硫化銻的混合物粉塵或塊體。同理，在2#火柜(3)也會發(fā)生1#火柜(2)里的成分反應(yīng)情況，只不過2#火柜(3)里的粉塵成分硫化銻就少很多了，主要是氧化銻(Sb203)。在3#火柜(4)中基本上都是粉塵(主要是氧化銻)，還有極少量的三硫化二銻等別的粉塵。高溫?zé)煔鈴?#火柜(4)出來接著進(jìn)入表冷器(5)、布袋除塵器(6)等，然后由煙囪(8)排入大氣，完成生產(chǎn)工藝的流程部署。[〇〇23]經(jīng)過本專利的工藝優(yōu)化之后，原有3#火柜(4)和表冷器(5)位置由新建余熱鍋爐(9)來代替，改造之后的煙氣系統(tǒng)工藝流程如圖2所示:
[0024]2、雙汽包單余熱鍋爐蓄熱式余熱發(fā)電系統(tǒng)
[0025]目前現(xiàn)有銻冶煉工藝流程余熱回收利用煙氣改造系統(tǒng)和本專利方案的類似，也如圖2所示一樣，但是汽水系統(tǒng)與本專利不同，傳統(tǒng)方案汽水系統(tǒng)走向如圖3所示:
[0026]與本專利相比，傳統(tǒng)銻冶煉回收汽水系統(tǒng)流程，銻冶煉鼓風(fēng)爐出來的煙氣在經(jīng)過 1#火柜(2)、2#火柜(3)部分回收余熱，把火柜里的飽和水加熱成為汽水混合物，然后輸送到余熱鍋爐(9)的汽包(9-1)進(jìn)行汽水分離生產(chǎn)飽和蒸汽。余熱鍋爐(9)利用從2#火柜出來的約800°C高溫?zé)煔猓M(jìn)行換熱生產(chǎn)飽和蒸汽。余熱鍋爐(9)的汽包(9-1)進(jìn)行汽水分離之后， 飽和蒸汽就進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)組(13)進(jìn)行發(fā)電，飽和水繼續(xù)進(jìn)入余熱鍋爐、火柜由火柜系統(tǒng)循環(huán)栗(16)輸送進(jìn)入火柜換熱系統(tǒng)產(chǎn)生蒸汽。經(jīng)過汽輪發(fā)電機(jī)組(13)發(fā)完電之后的乏汽經(jīng)過冷卻之后進(jìn)入軟水箱(14)儲存，然后由余熱發(fā)電系統(tǒng)給水栗(15)把軟水箱(14)里的水輸送到余熱鍋爐進(jìn)行循環(huán)利用，生產(chǎn)蒸汽。[〇〇27]而本專利所不同之處，如圖4所示:[〇〇28]在本專利中，1#火柜(2)、2#火柜(3)的飽和水通過火柜系統(tǒng)循環(huán)栗(16)循環(huán)進(jìn)入火柜系統(tǒng)，由火柜系統(tǒng)汽包(10)獨(dú)立進(jìn)行汽水分離，生產(chǎn)的1.6MPa飽和蒸汽通過蒸汽母管 (11)與余熱鍋爐(9)產(chǎn)生的1.6MPa飽和蒸汽進(jìn)行混合，然后進(jìn)入蓄熱器(12)進(jìn)行降壓，蒸汽壓力降為l.0MPa，穩(wěn)壓之后的l.0MPa飽和蒸汽進(jìn)入汽輪發(fā)電機(jī)組(13)進(jìn)行發(fā)電。而通過蓄熱器之后的蒸汽降壓過程，就使得銻冶煉過程中的中間停爐過程，在沒有高溫?zé)煔馓峁┯酂岬臒嵩磥碓吹臅r候，可以繼續(xù)維持產(chǎn)生1.0MPa的飽和蒸汽時間在30-60分鐘(具體時間根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際需要來定)，完全滿足機(jī)組的發(fā)電需求。發(fā)完電之后的乏汽經(jīng)過冷卻進(jìn)入軟水箱 (14)，并經(jīng)余熱發(fā)電系統(tǒng)給水栗(15)輸送進(jìn)行余熱鍋爐(9)、1#火柜(1)和2#火柜(3)循環(huán)生產(chǎn)蒸汽。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙汽包蓄熱式余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:它包括1#火柜、2#火柜、火柜系統(tǒng)汽 包、火柜系統(tǒng)循環(huán)栗、余熱鍋爐、余熱鍋爐汽包、蒸汽母管、蓄熱器、汽輪發(fā)電機(jī)組、軟水箱、 余熱發(fā)電系統(tǒng)給水栗，所述1#火柜和2#火柜分別與火柜系統(tǒng)汽包通過管道聯(lián)通，所述火柜 系統(tǒng)循環(huán)栗與1#火柜和2#火柜通過管道聯(lián)通，所述火柜系統(tǒng)汽包和蒸汽母管通過管道聯(lián) 通，所述蒸汽母管與余熱鍋爐汽包和蓄熱器通過管道聯(lián)通，所述蓄熱器與汽輪發(fā)電機(jī)組通 過管道聯(lián)通，所述汽輪發(fā)電機(jī)組與軟水箱通過管道聯(lián)通，所述軟水箱與余熱發(fā)電系統(tǒng)給水 栗通過管道聯(lián)通，所述余熱發(fā)電系統(tǒng)給水栗與余熱鍋爐、1#火柜和2#火柜通過管道聯(lián)通。2.如權(quán)利要求1所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，是利用2個汽包對銻冶煉的余熱進(jìn) 行回收。3.如權(quán)利要求1所述的余熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，蓄熱器與蒸汽母管聯(lián)通，且與汽輪 發(fā)電機(jī)組聯(lián)通。
【文檔編號】F22B1/18GK205607174SQ201620394318
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】劉俊, 陳再
【申請人】北京阿克姆熱能科技開發(fā)有限公司