冶金爐煙氣余熱利用除塵方法
【專利摘要】冶金爐煙氣余熱利用方法，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，進入沉降室，經(jīng)過沉降室的煙氣進入旋風除塵器，進行預除塵，進入余熱交換室中，高溫煙氣放出熱量，經(jīng)降溫的煙氣與連接在電爐上方的外排管道出來的煙氣混合一并進入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后由主風機壓入排氣筒排入大氣，同時，有機工質(zhì)液體，在低壓級蒸發(fā)器、中壓級蒸發(fā)器、高壓級蒸發(fā)器中吸收煙氣余熱載體的熱量，變成工質(zhì)蒸汽，在帶補汽口有機透平內(nèi)膨脹做功，并帶動發(fā)電機發(fā)電。其特征在于：采用R290為循環(huán)有機工質(zhì)。本發(fā)明方法可最大限度地回收煙氣中的熱能直接轉(zhuǎn)化為高品位電能，其熱效率比單級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)提高31～36％，環(huán)保效果好。
【專利說明】
冶金爐煙氣余熱利用除塵方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種冶金爐煙氣余熱利用除塵方法，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，屬于冶金爐除塵技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]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)生設備、余熱利用設施、除塵器通過管路依次連接。
[0003]目前通常采用的余熱利用設施:水列管余熱鍋爐、蓄熱式余熱鍋爐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用于冶金爐煙氣的余熱回收。目前，蓄熱式余熱鍋爐已經(jīng)成功運用到冶金爐煙氣余熱回收中，但由于換熱管的固有缺陷(造價高、不抗凍、不耐高溫、使用年限短)，使得蓄熱式余熱鍋爐在鋼鐵行業(yè)的普及還面臨很多問題。
[0004]同時，由于冶金爐煙氣溫度波動劇烈，波幅大，余熱系統(tǒng)就必須設計得足夠大，確保高溫煙氣也能有效冷卻。但實際蒸汽產(chǎn)量卻遠低于余熱系統(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)明提供了冶金爐煙氣余熱利用除塵方法，通過該方法不僅能高效地冷卻高溫煙氣，還能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]冶金爐煙氣余熱利用除塵方法，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，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，經(jīng)過燃燒沉降室的煙氣進入旋風除塵器，進行預除塵，然后進入余熱交換室中，高溫煙氣放出熱量，溫度降至80°C，經(jīng)降溫的煙氣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塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，由主風機壓入排氣筒排入大氣，同時，經(jīng)過冷凝的有機工質(zhì)液體，經(jīng)過低壓級工質(zhì)加壓栗的驅(qū)動，先在安裝于余熱交換室內(nèi)的低壓級蒸發(fā)器中吸收煙氣余熱載體的熱量，變成低壓級工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的低壓補汽口，另一路經(jīng)高壓級工質(zhì)加壓栗加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器中吸收煙氣余熱載體的熱量，變成高壓級工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的高壓進汽缸，工質(zhì)蒸汽在多級有機透平內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機發(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)，或直接送給用電設備使用，從帶補汽口有機透平排出的工質(zhì)蒸汽由鋁肋板式冷凝器冷凝為飽和液體，進入儲液罐，儲液罐可確保低壓級工質(zhì)加壓栗連續(xù)加壓，再由低壓級工質(zhì)加壓栗將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級蒸發(fā)器中，開始新一輪循環(huán)，從鋁肋板式冷凝器出來的循環(huán)水，通過溴化鋰吸收式制冷機冷卻，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿足工質(zhì)蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求，經(jīng)循環(huán)水栗送入鋁肋板式冷凝器中，開始新一輪循環(huán)。
[0008]其進一步特征在于:采用R290為循環(huán)有機工質(zhì)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在有機工質(zhì)高、低蒸發(fā)器里采用多級蒸發(fā)的措施，利用冶金爐煙氣余熱的低溫段加熱產(chǎn)生低壓蒸汽，進入有機透平的低壓補汽口膨脹做功，利用冶金爐煙氣余熱的高溫段加熱產(chǎn)生高壓蒸汽，進入有機透平的高壓缸膨脹做功，實現(xiàn)冶金爐煙氣余熱對有機工質(zhì)的梯級分壓加熱，這樣就在各級受熱面中減少了余熱流與工質(zhì)間的傳熱溫差的不均衡性，降低了由于溫差傳熱不可逆損失帶來的熵增，其熱效率可比單級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)提高31?36%，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，塑燒板除塵器中的濾料可選用價格低的濾料，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3mg/Nm3。
【附圖說明】
[0010]圖1是實現(xiàn)本發(fā)明的工藝流程圖。
[0011]圖1中:1.冶金爐，2.水冷滑套，3.燃燒沉降室，4.外排管道，5.旋風除塵器，6.余熱交換室，7.高壓級蒸發(fā)器，8.低壓級蒸發(fā)器，9.塑燒板除塵器，10.主風機，11.排氣筒，12.低壓級工質(zhì)加壓栗，13.高壓級工質(zhì)加壓栗，14.儲液罐，15.帶補汽口有機透平，16.三相發(fā)電機，17.循環(huán)水栗，18鋁肋板式冷凝器，19.溴化鋰吸收式制冷機。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述:
[0013]如圖1所示:本發(fā)明冶金爐煙氣余熱利用除塵方法步驟如下:
[0014]50t/h煉鋼冶金爐I內(nèi)排煙氣流量18 X 14Nm3A，溫度1000°C，含塵濃度25g/Nm3由第四孔排出，經(jīng)水冷滑套2混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室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，并適當混入冷風，最終燃燼一氧化碳氣體，經(jīng)過燃燒沉降室3的煙氣進入旋風除塵器5，進行預除塵，然后進入余熱交換室6中，高溫煙氣放出熱量，溫度降至80°C，經(jīng)降溫的煙氣與連接在冶金爐I上方的外排管道4出來的煙氣混合一并進入塑燒板除塵器9，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，由主風機10壓入排氣筒11排入大氣，同時，經(jīng)過冷凝的有機工質(zhì)液體，經(jīng)過低壓級工質(zhì)加壓栗12的驅(qū)動，先在安裝于余熱交換室6內(nèi)的低壓級蒸發(fā)器7中吸收煙氣余熱載體的熱量，變成低壓級工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平15的低壓補汽口，另一路經(jīng)高壓級工質(zhì)加壓栗13加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器7中吸收煙氣余熱載體的熱量，變成高壓級工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平15的高壓進汽缸，工質(zhì)蒸汽在多級有機透平15內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機16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)，或直接送給用電設備使用，從帶補汽口有機透平15排出的工質(zhì)蒸汽由鋁肋板式冷凝器18冷凝為飽和液體，進入儲液罐14，儲液罐14可確保低壓級工質(zhì)加壓栗12連續(xù)加壓，再由低壓級工質(zhì)加壓栗12將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級蒸發(fā)器8中，開始新一輪循環(huán)，從鋁肋板式冷凝器18出來的循環(huán)水，通過溴化鋰吸收式制冷機19冷卻，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿足工質(zhì)蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求，經(jīng)循環(huán)水栗17送入鋁肋板式冷凝器18中，開始新一輪循環(huán)。
[0015]所述低沸點有機工質(zhì)為R290，三級蒸發(fā)，低壓級蒸發(fā)壓力為0.182MPa，中壓級蒸發(fā)壓力為1.09MPa，高壓級蒸發(fā)壓力為2.58MPa，膨脹做功后的工質(zhì)壓力為0.46MPa時，系統(tǒng)輸出電功率為2500KW，朗肯循環(huán)效率為27.6%，系統(tǒng)排出的煙氣溫度為80°C。
[0016]本發(fā)明的最大特點是采用有機工質(zhì)在高、低蒸發(fā)器里多級蒸發(fā)的措施，來回收冶金爐煙氣的余熱，通過溴化鋰吸收式制冷機冷卻從管殼式冷凝器出來的循環(huán)冷卻水，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿足工質(zhì)蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求。
[0017]由此可見，本發(fā)明方法煙塵排放濃度低，裝置投資低、運行能耗低，凈化效果好。本發(fā)明方法可最大限度地回收煙氣中的熱能直接轉(zhuǎn)化為高品位電能，其熱效率比單級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)提高31?36%，還能達到好的環(huán)保效果。
【主權(quán)項】
1.冶金爐煙氣余熱利用除塵方法，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，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，經(jīng)過燃燒沉降室的煙氣進入旋風除塵器，進行預除塵，然后進入余熱交換室中，高溫煙氣放出熱量，溫度降至80°C，經(jīng)降溫的煙氣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塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，由主風機壓入排氣筒排入大氣，同時，經(jīng)過冷凝的有機工質(zhì)液體，經(jīng)過低壓級工質(zhì)加壓栗的驅(qū)動，先在安裝于余熱交換室內(nèi)的低壓級蒸發(fā)器中吸收煙氣余熱載體的熱量，變成低壓級工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的低壓補汽口，另一路經(jīng)高壓級工質(zhì)加壓栗加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器中吸收煙氣余熱載體的熱量，變成高壓級工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的高壓進汽缸，工質(zhì)蒸汽在多級有機透平內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機發(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)，或直接送給用電設備使用，從帶補汽口有機透平排出的工質(zhì)蒸汽由鋁肋板式冷凝器冷凝為飽和液體，進入儲液罐，儲液罐可確保低壓級工質(zhì)加壓栗連續(xù)加壓，再由低壓級工質(zhì)加壓栗將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級蒸發(fā)器中，開始新一輪循環(huán)，從鋁肋板式冷凝器出來的循環(huán)水，通過溴化鋰吸收式制冷機冷卻，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿足工質(zhì)蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求，經(jīng)循環(huán)水栗送入鋁肋板式冷凝器中，開始新一輪循環(huán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金爐煙氣余熱利用除塵方法，其特征在于:采用R290為循環(huán)有機工質(zhì)。
【文檔編號】F27D17/00GK105890375SQ201410853313
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月25日
【發(fā)明人】王正新
【申請人】王正新