專利名稱：冶金爐內(nèi)外排煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金爐內(nèi)外排煙氣余熱發(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)：
在現(xiàn)有技術(shù)中冶金爐煙氣的凈化裝置為冶金爐煙氣發(fā)生設(shè)備、余熱利用設(shè)施、除 塵器通過管路依次連接。
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冶金 爐煙氣的余熱，產(chǎn)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(yùn)用于冶金爐煙氣的余熱回收。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(yè)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(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
針對上述問題，本發(fā)明提供了冶金爐內(nèi)外排煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，通過該 方法不僅能有效降低電爐煙氣溫度波動幅度，同時也降低了煙氣溫度的峰值，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10mg/Nm3，并且不影響冶金爐 生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù)。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下
冶金爐內(nèi)外排煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，本發(fā)明冶金爐內(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，使煙氣中的一氧化碳?xì)怏w 充分燃燼，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)入蓄熱均溫室，高 溫?zé)煔夥懦鰺崃?，完成熱交換，溫度降至100°C，然后煙氣進(jìn)入增壓風(fēng)機(jī)與連接在冶金爐上 方的外排管道一并連接除塵器，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，低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)通過工質(zhì)循環(huán)泵驅(qū)動，在一次表面蒸發(fā)器中吸收煙氣的熱量，變 成飽和蒸汽，通過調(diào)壓閥后，工質(zhì)蒸汽在低沸點(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)蒸汽由鋁錳合金翅片管式冷凝器冷 凝為飽和液體，再由工質(zhì)泵將工質(zhì)液體加壓后送入一次表面蒸發(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)入鋁錳合金翅片管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)。
其進(jìn)一步特征在于本發(fā)明采用R142B為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。
更進(jìn)一步特征在于本發(fā)明所述增壓風(fēng)機(jī)與連接在冶金爐上方的外排管道一并連 接除塵器，再由主風(fēng)機(jī)壓入排氣筒排入大氣。
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100°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，達(dá)到節(jié) 能環(huán)保生產(chǎn)的目的。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、可以緩解煙氣溫度的驟升驟降；
2、解決熱脹冷縮問題；
3、延長設(shè)備的使用壽命；
4、提高余熱發(fā)電裝置效率；
5、減少余熱發(fā)電裝置投資；
6、可以減少混入冷風(fēng)量，節(jié)約除塵能耗。


圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明冶金爐內(nèi)外排煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法的工藝流程圖。
圖中1.電爐，2.水冷滑套，3.燃燒沉降室，4.蓄熱均溫室，5.外排管道，6.增壓風(fēng) 機(jī)，7.除塵器，8.主風(fēng)機(jī)，9.排氣筒，10. —次表面蒸發(fā)器，11.低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)，12.三相 發(fā)電機(jī)，13.工質(zhì)循環(huán)泵，14.水泵，15.鋁錳合金翅片管式冷凝器，16.冷卻塔。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述
如圖1所示本發(fā)明90t/h冶金爐I內(nèi)排煙氣流量22X IO4NmVh,溫度1000°C，含 塵濃度42g/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，由燃燒沉降室3出來 的煙氣進(jìn)入蓄熱均溫室4，溫度降至100°C左右，經(jīng)降溫的煙氣進(jìn)入增壓風(fēng)機(jī)6與連接在冶 金爐I上方的外排管道5出來的煙氣混合一并進(jìn)入除塵器7，經(jīng)除塵后粉塵濃度10mg/Nm3。 由主風(fēng)機(jī)8壓入排氣筒9排入大氣。同時，低沸點(diǎn)工質(zhì)通過工質(zhì)泵13驅(qū)動，先在安裝于蓄 熱均溫室內(nèi)的一次表面蒸發(fā)器10中吸收煙氣余熱載體的熱量，變成飽和蒸汽，通過調(diào)壓閥 后，工質(zhì)蒸汽在低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)11內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機(jī)12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)11排出的工質(zhì)蒸汽由鋁錳合金翅片管式冷凝器15冷凝為飽和液 體，再由工質(zhì)泵13將工質(zhì)液體加壓后送入一次表面蒸發(fā)器10中，開始新一輪循環(huán)。從冷卻 塔16過來的循環(huán)水通過循環(huán)水泵14驅(qū)動，進(jìn)入鋁錳合金翅片管式冷凝器15中吸收熱量， 在自然循環(huán)力推動下進(jìn)入冷卻塔16內(nèi)，放出熱量，變成低溫水，開始新一輪循環(huán)。
所述低沸點(diǎn)工質(zhì)為R142B，進(jìn)入低沸點(diǎn)工質(zhì)汽輪機(jī)的工質(zhì)壓力為2. 65MPa，膨脹做功后的工質(zhì)壓力為O. 32MPa時，系統(tǒng)輸出電功率為2500KW，朗肯循環(huán)效率為22. 5%，系統(tǒng)排出的煙氣溫度為ioo°c。
本發(fā)明的最大特點(diǎn)是采用低沸點(diǎn)工質(zhì)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來回收冶金爐煙氣的余熱。以90t/h冶金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
權(quán)利要求
1.冶金爐內(nèi)外排煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，其特征在于本發(fā)明冶金爐內(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，使煙氣中的一氧化碳?xì)怏w充分燃燼，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)入蓄熱均溫室，高溫?zé)煔夥懦鰺崃?，完成熱交換，溫度降至100°C，然后煙氣進(jìn)入增壓風(fēng)機(jī)與連接在冶金爐上方的外排管道一并連接除塵器，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，低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)通過工質(zhì)循環(huán)泵驅(qū)動，在一次表面蒸發(fā)器中吸收煙氣的熱量，變成飽和蒸汽，通過調(diào)壓閥后，工質(zhì)蒸汽在低沸點(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)蒸汽由鋁錳合金翅片管式冷凝器冷凝為飽和液體，再由工質(zhì)泵將工質(zhì)液體加壓后送入一次表面蒸發(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)入鋁錳合金翅片管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所述的冶金爐內(nèi)外排煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，其特征在于采用R142B為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金爐內(nèi)外排煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，其特征在于所述增壓風(fēng)機(jī)與連接在冶金爐上方的外排管道一并連接除塵器，再由主風(fēng)機(jī)壓入排氣筒排入大氣。
全文摘要
冶金爐內(nèi)外排煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法，其特征在于冶金爐內(nèi)排煙氣由第四孔排出，經(jīng)水冷滑套混入冷風(fēng)后進(jìn)入燃燒沉降室，經(jīng)過燃燒沉降室的煙氣進(jìn)入蓄熱均溫室，煙氣放出熱量，然后煙氣進(jìn)入增壓風(fēng)機(jī)與連接在冶金爐上方的外排管道一并連接除塵器，經(jīng)除塵后由主風(fēng)機(jī)壓入排氣筒排入大氣。同時，有機(jī)工質(zhì)通過工質(zhì)泵驅(qū)動，在一次表面蒸發(fā)器中吸收熱量，變成蒸汽，工質(zhì)蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)膨脹做功，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。其特征在于采用R142B為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。其特征在于所述增壓風(fēng)機(jī)與連接在冶金爐上方的外排管道一并連接除塵器。本發(fā)明可最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，裝置投資低、運(yùn)行能耗低，環(huán)保效果好。
文檔編號F01K25/10GK103017548SQ20111028951
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者王珍露 申請人:無錫市東優(yōu)環(huán)?？萍加邢薰?br>