電爐煙氣余熱利用除塵方法
【專利摘要】電爐煙氣余熱利用除塵方法，其特征在于：電爐煙氣由第四孔排出，經(jīng)水冷滑套混入冷風(fēng)，進(jìn)入沉降室，經(jīng)過燃燒沉降室的煙氣進(jìn)入與連接在電爐上方的外排管道出來的煙氣混合一并進(jìn)入旋風(fēng)除塵器，再進(jìn)入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后由主風(fēng)機(jī)壓入排氣筒排入大氣，同時(shí)，循環(huán)水從換熱器中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)，放出熱量，有機(jī)工質(zhì)液體，吸收汽水混合物的熱量，變成工質(zhì)蒸汽，在帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平內(nèi)膨脹做功，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。其特征在于：采用R717為循環(huán)有機(jī)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，環(huán)保效果好。
【專利說明】
電爐煙氣余熱利用除塵方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種電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、塑燒板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、蓄熱式余熱鍋爐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(dòng)，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，蓄熱式余熱鍋爐已經(jīng)成功運(yùn)用到電爐煙氣余熱回收中，但由于換熱管的固有缺陷(造價(jià)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(shí)，由于電爐煙氣溫度波動(dòng)劇烈，波幅大，余熱系統(tǒng)就必須設(shè)計(jì)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(duì)減少了余熱系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，增加了余熱系統(tǒng)的投資。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了電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?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，拖動(dòng)除塵風(fēng)機(jī)，同時(shí)可降低煙氣的排放溫度，改善除塵能力，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]電爐煙氣余熱利用除塵方法，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，經(jīng)過燃燒沉降室的煙氣進(jìn)入與連接在電爐上方的外排管道出來的煙氣混合一并進(jìn)入旋風(fēng)除塵器，進(jìn)行預(yù)除塵，然后進(jìn)入均流蓄熱室中高溫?zé)煔夥懦鰺崃浚瑴囟冉抵?00°C左右，經(jīng)降溫的煙氣進(jìn)入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，由主風(fēng)機(jī)壓入排氣筒排入大氣，同時(shí)，循環(huán)水通過換熱器給水栗驅(qū)動(dòng)，進(jìn)入安裝于均流蓄熱室內(nèi)的熱管式換熱器中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物，汽水混合物的溫度180°C，汽水混合物在自然循環(huán)力推動(dòng)下進(jìn)入高壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量，溫度降至110°C，然后進(jìn)入中壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至80°C，再進(jìn)入低壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至50°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(shí)，經(jīng)過冷凝的有機(jī)工質(zhì)液體，經(jīng)過低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗的驅(qū)動(dòng)，先在低壓級(jí)蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級(jí)工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的低壓補(bǔ)汽口，另一路經(jīng)中壓級(jí)工質(zhì)加壓栗加壓后，進(jìn)入中壓級(jí)蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成中壓級(jí)工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的中壓補(bǔ)汽口，另一路經(jīng)高壓級(jí)工質(zhì)加壓栗加壓后，進(jìn)入高壓級(jí)蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級(jí)工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的高壓進(jìn)汽缸，工質(zhì)蒸汽在帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平內(nèi)膨脹做功，并帶動(dòng)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，從帶補(bǔ)汽口有機(jī)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(jìn)入儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐可確保低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗連續(xù)加壓，再由低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級(jí)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(jī)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(duì)冷卻水的要求，經(jīng)循環(huán)水栗送入管殼式冷凝器中，開始新一輪循環(huán)。
[0008]其進(jìn)一步特征在于:采用R717為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明與單級(jí)單壓有機(jī)朗肯循環(huán)最大的區(qū)別在于，本發(fā)明在有機(jī)工質(zhì)高、中、低蒸發(fā)器里采用多級(jí)蒸發(fā)的措施，利用熱水的低溫段(進(jìn)口 80°C，出口50°C )加熱工質(zhì)產(chǎn)生低壓工質(zhì)蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的低壓補(bǔ)汽口膨脹做功，利用熱水的中溫段(進(jìn)口 110°c，出口 80°C )加熱工質(zhì)產(chǎn)生中壓工質(zhì)蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的中壓補(bǔ)汽口膨脹做功，利用飽和水蒸汽的高溫段(進(jìn)口 180°C，出口 110°C )加熱工質(zhì)產(chǎn)生高壓工質(zhì)蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的高壓缸膨脹做功，實(shí)現(xiàn)余熱流對(duì)有機(jī)工質(zhì)的梯級(jí)分壓加熱，這樣就在各級(jí)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(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)提高25?30%，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，塑燒板除塵器中的濾料可選用價(jià)格低的濾料，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3mg/Nm3。
【附圖說明】
[0010]圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的工藝流程圖。
[0011]圖中:1.電爐，2.水冷滑套，3.燃燒沉降室，4.外排管道，5.旋風(fēng)除塵器，6.均流蓄熱室，7.熱管式換熱器，8.塑燒板除塵器，9.主風(fēng)機(jī)，10.排氣筒，11.換熱器給水栗，
12.循環(huán)水池，13.低壓級(jí)蒸發(fā)器，14.中壓級(jí)蒸發(fā)器，15.高壓級(jí)蒸發(fā)器，16.低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗，17.中壓級(jí)工質(zhì)加壓栗，18.高壓級(jí)工質(zhì)加壓栗，19.儲(chǔ)液罐，20.帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平，21.三相發(fā)電機(jī)，22.循環(huán)水栗，23.管殼式冷凝器，24.溴化鋰吸收式制冷機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0013]如圖1所示:本發(fā)明電爐高溫交變煙氣余熱發(fā)電節(jié)能除塵方法步驟如下:
[0014]100t/h電爐I內(nèi)排煙氣流量30 X 104Nm3/h，溫度820°C，含塵濃度15g/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，經(jīng)過燃燒沉降室3的煙氣與連接在電爐I上方的外排管道4出來的煙氣混合一并進(jìn)入預(yù)除塵器5，進(jìn)行預(yù)除塵，然后進(jìn)入均流蓄熱室6中，高溫?zé)煔夥懦鰺崃?，溫度降?00°C左右進(jìn)入塑燒板除塵器8，經(jīng)除塵后粉塵濃度2mg/Nm3，由主風(fēng)機(jī)9壓入排氣筒10排入大氣，同時(shí)，循環(huán)水通過換熱器給水栗12驅(qū)動(dòng)，進(jìn)入安裝于均流蓄熱室6內(nèi)的熱管式換熱器7中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物，汽水混合物的溫度180°C，汽水混合物在自然循環(huán)力推動(dòng)下進(jìn)入高壓級(jí)蒸發(fā)器15中放出熱量，溫度降至110°C，然后進(jìn)入中壓級(jí)蒸發(fā)器14中放出熱量，水溫降至80°C，再進(jìn)入低壓級(jí)蒸發(fā)器13中放出熱量，水溫降至50°C，變成低溫水，低溫水流入循環(huán)水池12，開始新一輪循環(huán)，同時(shí)，經(jīng)過冷凝的有機(jī)工質(zhì)液體，經(jīng)過低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗16的驅(qū)動(dòng)，先在低壓級(jí)蒸發(fā)器13中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級(jí)工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平20的低壓補(bǔ)汽口，另一路經(jīng)中壓級(jí)工質(zhì)加壓栗17加壓后，進(jìn)入中壓級(jí)蒸發(fā)器14中吸收余熱載體的熱量，變成中壓級(jí)工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平20的中壓補(bǔ)汽口，另一路經(jīng)高壓級(jí)工質(zhì)加壓栗18加壓后，進(jìn)入高壓級(jí)蒸發(fā)器15中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級(jí)工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平20的高壓進(jìn)汽缸，工質(zhì)蒸汽在帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平20內(nèi)膨脹做功，并帶動(dòng)三相發(fā)電機(jī)21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(bǔ)汽口有機(jī)透平20排出的工質(zhì)蒸汽由管殼式冷凝器23冷凝為飽和液體，進(jìn)入儲(chǔ)液罐19，儲(chǔ)液罐19可確保低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗16連續(xù)加壓，再由低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗16將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級(jí)蒸發(fā)器13中，開始新一輪循環(huán)，從管殼式冷凝器23出來的循環(huán)水，通過溴化鋰吸收式制冷機(jī)24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(duì)冷卻水的要求，經(jīng)循環(huán)水栗22送入管殼式冷凝器23中，開始新一輪循環(huán)。
[0015]所述低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)為R717，三級(jí)蒸發(fā)，低壓級(jí)蒸發(fā)壓力為0.65MPa，中壓級(jí)蒸發(fā)壓力為0.85MPa，高壓級(jí)蒸發(fā)壓力為1.95MPa，膨脹做功后的工質(zhì)壓力為0.20MPa時(shí)，系統(tǒng)輸出電功率為3000KW，朗肯循環(huán)效率為25%，系統(tǒng)排出的煙氣溫度為100°C。
[0016]本發(fā)明的最大特點(diǎn)是采用多級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來回收電爐煙氣的余熱，通過溴化鋰吸收式制冷機(jī)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(duì)冷卻水的要求，采用塑燒板除塵器收集細(xì)微粉塵，對(duì)于粒徑小于等于2.5微米(PM2.5)的細(xì)微粉塵除塵效率為99.99%，可以確保排放粉塵濃度2mg/Nm3。
[0017]由此可見，本發(fā)明方法不僅能高效地冷卻高溫?zé)煔猓€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(shí)可降低煙氣的排放溫度，改善除塵能力，并且不影響電爐生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù)，煙塵排放濃度低，裝置投資低、運(yùn)行能耗低，凈化效果好。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.電爐煙氣余熱利用除塵方法，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，經(jīng)過燃燒沉降室的煙氣進(jìn)入與連接在電爐上方的外排管道出來的煙氣混合一并進(jìn)入旋風(fēng)除塵器，進(jìn)行預(yù)除塵，然后進(jìn)入均流蓄熱室中高溫?zé)煔夥懦鰺崃?，溫度降?00°c左右，經(jīng)降溫的煙氣進(jìn)入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，由主風(fēng)機(jī)壓入排氣筒排入大氣，同時(shí)，循環(huán)水通過換熱器給水栗驅(qū)動(dòng)，進(jìn)入安裝于均流蓄熱室內(nèi)的熱管式換熱器中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物，汽水混合物的溫度180°C，汽水混合物在自然循環(huán)力推動(dòng)下進(jìn)入高壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量，溫度降至110°C，然后進(jìn)入中壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至80°C，再進(jìn)入低壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至50°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(shí)，經(jīng)過冷凝的有機(jī)工質(zhì)液體，經(jīng)過低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗的驅(qū)動(dòng)，先在低壓級(jí)蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級(jí)工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的低壓補(bǔ)汽口，另一路經(jīng)中壓級(jí)工質(zhì)加壓栗加壓后，進(jìn)入中壓級(jí)蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成中壓級(jí)工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的中壓補(bǔ)汽口，另一路經(jīng)高壓級(jí)工質(zhì)加壓栗加壓后，進(jìn)入高壓級(jí)蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級(jí)工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進(jìn)入帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平的高壓進(jìn)汽缸，工質(zhì)蒸汽在帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平內(nèi)膨脹做功，并帶動(dòng)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，從帶補(bǔ)汽口有機(jī)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(jìn)入儲(chǔ)液罐，儲(chǔ)液罐可確保低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗連續(xù)加壓，再出低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級(jí)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(jī)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(duì)冷卻水的要求，經(jīng)循環(huán)水栗送入管殼式冷凝器中，開始新一輪循環(huán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電爐煙氣余熱利用除塵方法，其特征在于:采用R717為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。
【文檔編號(hào)】F27D17/00GK105890381SQ201410856087
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日
【發(fā)明人】王正新
【申請(qǐng)人】王正新