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礦熱爐煙氣余熱梯級利用節(jié)能除塵方法

文檔序號:8428665閱讀:596來源:國知局
礦熱爐煙氣余熱梯級利用節(jié)能除塵方法
【專利說明】礦熱爐煙氣余熱梯級利用節(jié)能除塵方法 所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種礦熱爐煙氣余熱梯級利用節(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,屬于礦熱爐煙氣余熱利用及 除塵技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 礦熱爐煙氣溫度很高,經(jīng)捕集后進入管道的溫度一般在700°C左右,粉塵濃度達 15g / Nm3,小于5um的灰占粉塵總量的90%以上,粉塵量大,并且粘而細。目前通常采用先 換熱降溫(換熱降溫方式有:機力冷卻器換熱、噴霧冷卻換熱等)后除塵的方法。上述方法 存在諸多缺點 :
[0003] 1、機力冷卻器換熱后除塵:降溫效果差,進口煙氣溫度不宜大于450°C,降溫范圍 有限,機冷器管壁容易堵灰,造成燒布袋,系統(tǒng)無法正常運行。
[0004] 2、噴霧冷卻換熱后除塵:增加煙氣中水的含量,不僅使布袋板結(jié),還容易造成水與 粉塵粘結(jié),造成系統(tǒng)設(shè)備堵塞。
[0005] 由于以上缺點,工程中采用許多吹灰方法:如激波吹灰、蒸汽吹灰、落丸清灰等,但 由于粉塵細而粘,并且粉塵量大,每生產(chǎn)1噸鋼就會產(chǎn)生35kg粉塵,這些清灰方式收效甚 微,無法從根本上解決積灰、堵塞問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對上述問題,本發(fā)明提供了礦熱爐煙氣余熱梯級利用節(jié)能除塵方法,通過該方 法不僅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(fēng)機,同時可降低煙 氣的排放溫度,達到好的環(huán)保效果,并且不影響礦熱爐生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù),還能得到很好的 除塵效果,排放的粉塵濃度3mg / Nm3。
[0007] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0008] 礦熱爐煙氣余熱梯級利用節(jié)能除塵方法,其特征在于:本發(fā)明礦熱爐煙氣由爐內(nèi) 排出,經(jīng)水冷煙道混入冷風(fēng),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(dāng)混入冷風(fēng),最終燃燼一氧化碳氣 體,由燃燒沉降室出來的煙氣進入蓄熱均溫器,所述蓄熱均溫器包括碳硅復(fù)合材料蓄熱體、 激波清灰裝置和灰斗,所述激波清灰裝置分段布置于碳硅復(fù)合材料蓄熱體之間,通過蓄熱 均溫器中碳硅復(fù)合材料蓄熱體對高溫?zé)煔獾男顭峋鶞刈饔煤?,煙氣進入高溫?zé)峁苷舭l(fā)器, 蒸汽汽包中的水在高溫?zé)峁苷舭l(fā)器中吸收高溫?zé)煔庥酂岷螽a(chǎn)生蒸汽進入蒸汽汽包,蒸汽汽 包中的蒸汽通過管道進入蒸汽蓄熱器,經(jīng)調(diào)節(jié)后外供穩(wěn)定、連續(xù)、參數(shù)符合用戶要求的蒸汽 用于發(fā)電,高溫?zé)煔饨?jīng)高溫?zé)峁苷舭l(fā)器換熱后,煙氣溫度波動幅度可以大為減少,同時也降 低了煙氣溫度的峰值,變?yōu)橹械蜏責(zé)煔?,再進入塑燒板除塵器,經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg / Nm3,然后進入中低溫均流蓄熱室中,煙氣放出熱量,溫度降至80°C,由主風(fēng)機壓入排氣筒排 入大氣,同時,循環(huán)水通過換熱器給水泵驅(qū)動,進入安裝于中低溫均流蓄熱室內(nèi)的不銹鋼薄 板壓制成型換熱器中吸收煙氣的熱量,形成汽水混合物,汽水混合物的溫度170°C,汽水混 合物在自然循環(huán)力推動下進入高壓級蒸發(fā)器中放出熱量,溫度降至112°C,然后進入中壓 級蒸發(fā)器中放出熱量,水溫降至82°C,再進入低壓級蒸發(fā)器中放出熱量,水溫降至52°C,變 成低溫水,低溫水流入循環(huán)水池,開始新一輪循環(huán),同時,經(jīng)過冷凝的有機工質(zhì)液體,.經(jīng)過 低壓級工質(zhì)加壓泵的驅(qū)動,先在低壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量,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)中壓級工質(zhì)加壓泵加壓后, 進入中壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量,變成中壓級工質(zhì)蒸汽,一路經(jīng)管道進入帶補汽 口有機透平的中壓補汽口,另一路經(jīng)高壓級工質(zhì)加壓泵加壓后,進入高壓級蒸發(fā)器中吸收 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) 蒸汽在帶補汽口有機透平內(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(shè)備使用,從帶補汽 口有機透平排出的工質(zhì)蒸汽由管殼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)加壓泵連續(xù)加壓,再由低壓級工質(zhì)加壓泵將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級蒸發(fā)器 中,開始新一輪循環(huán),從管殼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)水泵送入 管殼式冷凝器中,開始新一輪循環(huán)。
[0009] 其進一步特征在于:采用R413a為循環(huán)有機工質(zhì)。
[0010] 由于礦熱爐煙氣溫度波動劇烈,煙氣溫度峰值高,當(dāng)煙氣經(jīng)過本發(fā)明的高溫?zé)峁?蒸發(fā)器換熱后,煙氣溫度波動幅度可以大為減少,同時也降低了煙氣溫度的峰值,煙氣由高 溫變?yōu)橹械蜏責(zé)煔猓M入中低溫均流蓄熱室,經(jīng)過不銹鋼薄板壓制成型換熱器換熱,再通過 多級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來回收礦熱爐中低溫?zé)煔獾挠酂?,實現(xiàn)礦熱爐煙氣余熱梯 級利用。
[0011] 本發(fā)明與單級單壓有機朗肯循環(huán)最大的區(qū)別在于,本發(fā)明在有機工質(zhì)高、中、低蒸 發(fā)器里采用多級蒸發(fā)的措施,利用熱水的低溫段(進口 82°C,出口 52°C )加熱工質(zhì)產(chǎn)生低 壓工質(zhì)蒸汽,進入有機透平的低壓補汽口膨脹做功;利用熱水的中溫段(進口 112°C,出口 82°C )加熱工質(zhì)產(chǎn)生中壓工質(zhì)蒸汽,進入有機透平的中壓補汽口膨脹做功;利用飽和水蒸 汽的高溫段(進口 170°C,出口 112°C )加熱工質(zhì)產(chǎn)生高壓工質(zhì)蒸汽,進入有機透平的高壓 缸膨脹做功;實現(xiàn)余熱流對有機工質(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22~27%,降低了煙氣的排放溫度,減少了熱污染,達 到好的環(huán)保要求。
[0012] 采用先除塵后余熱發(fā)電裝置,即先將高含塵煙氣進入塑燒板除塵器凈化,凈化后 的粉塵濃度降至3mg / Nm3成為潔凈煙氣,不需要處理灰塵的堵塞、清灰等問題。
[0013] 由于本發(fā)明余熱發(fā)電設(shè)備放置在塑燒板除塵器后,熱源煙氣含塵量低,因此可以 將中低溫均流蓄熱室內(nèi)的換熱核心單元翅片間距設(shè)計很??;而且無須卸灰、清灰、輸灰設(shè) 施;體積減小,同時維護量減小,也延長了不銹鋼薄板壓制成型換熱器的使用壽命,粉塵排 放濃度更低。
[0014] 本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0015] 1.蓄熱均溫器可對煙氣溫度削峰填谷,降低煙氣的最高溫度、減小煙氣溫度的波 動幅度,緩解煙氣溫度的驟升驟降,解決熱脹冷縮問題;
[0016] 2.采用高溫?zé)峁苷舭l(fā)器來回收礦熱爐高溫?zé)煔獾挠酂帷⒍嗉壵舭l(fā)有機朗肯循環(huán)余 熱發(fā)電來回收礦熱爐中低溫?zé)煔獾挠酂幔瑢崿F(xiàn)礦熱爐煙氣余熱梯級利用;
[0017] 3.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;
[0018] 4.不銹鋼薄板壓制成型換熱器不積灰,不堵塞;
[0019] 5.提高余熱發(fā)電裝置效率;
[0020] 6.減少余熱發(fā)電裝置投資。
【附圖說明】
[0021] 圖1是實現(xiàn)本發(fā)明的工藝流程圖。
[0022] 圖中:1.礦熱爐,2.水冷煙道,3.燃燒沉降室,4.蓄熱均溫器,5.碳硅復(fù)合材料蓄 熱體,6.激波清灰裝置,7.灰斗,8.高溫?zé)峁苷舭l(fā)器,9.蒸汽汽包,10.蒸汽蓄熱器,11.塑 燒板除塵器,12.中低溫均流蓄熱室,13.不銹鋼薄板壓制成型換熱器,14.主風(fēng)機,15.排氣 筒,16.換熱器給水泵,17.循環(huán)水池,18.低壓級蒸發(fā)器,19.中壓級蒸發(fā)器,20.高壓級蒸 發(fā)器,21.低壓級工質(zhì)加壓泵,22.中壓級工質(zhì)加壓泵,23.高壓級工質(zhì)加壓泵,24.儲液罐, 25.帶補汽口有機透平,26.三相發(fā)電機,27.循環(huán)水泵,28.管
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