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鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法

文檔序號(hào):10532127閱讀:308來源:國知局
鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法
【專利摘要】鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法,其特征在于:鐵合金爐煙氣由爐內(nèi)排出,經(jīng)水冷煙道混入冷風(fēng),燃燒一氧化碳?xì)怏w后進(jìn)沉降室,進(jìn)入旋風(fēng)除塵器,再進(jìn)入塑燒板除塵器,經(jīng)除塵后進(jìn)入均流換熱室中,再由主風(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R152a為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。本發(fā)明方法可實(shí)現(xiàn)鐵合金爐高含塵煙氣余熱梯級(jí)利用,將煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能,其熱效率可比單級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)提高29~32%,還能達(dá)到好的環(huán)保效果。
【專利說明】
鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種鐵合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,屬于煙氣余熱利用及除塵技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鐵合金爐煙氣溫度很高,經(jīng)捕集后進(jìn)入管道的溫度一般在700°C左右,粉塵濃度達(dá)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(xì)。目前通常采用先換熱降溫(換熱降溫方式有:機(jī)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(diǎn):
[0003]1、機(jī)力冷卻器換熱后除塵:降溫效果差,進(jìn)口煙氣溫度不宜大于450°C,降溫范圍有限,機(jī)冷器管壁容易堵灰,造成燒布袋,系統(tǒng)無法正常運(yùn)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(diǎn),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(xì)而粘,并且粉塵量大,每生產(chǎn)I噸鋼就會(huì)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(duì)上述問題,本發(fā)明提供了鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法,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(dòng)除塵風(fēng)機(jī),同時(shí)可降低煙氣的排放溫度,達(dá)到好的環(huán)保效果,并且不影響鐵合金爐生產(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]鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法,其特征在于:本發(fā)明鐵合金爐煙氣由爐內(nèi)排出,經(jīng)水冷煙道混入冷風(fēng),燃燒一氧化碳?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,由燃燒沉降室出來的煙氣進(jìn)入旋風(fēng)除塵器,進(jìn)行預(yù)除塵,再進(jìn)入塑燒板除塵器,經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3,然后進(jìn)入均流換熱室中,煙氣放出熱量,溫度降至80°C,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)入安裝于均流換熱室內(nèi)的等流速一次表面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185°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125°C,然后進(jìn)入中壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量,水溫降至95°C,再進(jìn)入低壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量,水溫降至60°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)。
[0009]其進(jìn)一步特征在于:采用R152a為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。
[0010]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 95°C,出口 60°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 125°C,出口95°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 185°C,出口 125°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29?32%,降低了煙氣的排放溫度,減少了熱污染,達(dá)到好的環(huán)保要求。
[0011]采用先除塵后余熱發(fā)電裝置,即先將高含塵煙氣進(jìn)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,解決了等流速一次表面換熱器由于灰塵的堵塞而帶來的清灰問題。
[0012]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,因此可以將均流換熱室內(nèi)的換熱核心單元翅片間距設(shè)計(jì)很?。欢覠o須卸灰、清灰、輸灰設(shè)施;體積減小,同時(shí)維護(hù)量減小,也延長了等流速一次表面換熱器的使用壽命,粉塵排放濃度更低。
【附圖說明】
[0013]圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的工藝流程圖。
[0014]圖中:1.鐵合金爐,2.水冷煙道,3.燃燒沉降室,4.旋風(fēng)除塵器,5.塑燒板除塵器,6.均流換熱室,7.等流速一次表面換熱器,8.主風(fēng)機(jī),9.排氣筒,10.換熱器給水栗,
11.循環(huán)水池,12.低壓級(jí)蒸發(fā)器,13.中壓級(jí)蒸發(fā)器,14.高壓級(jí)蒸發(fā)器,15.低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗,16.中壓級(jí)工質(zhì)加壓栗,17.高壓級(jí)工質(zhì)加壓栗,18.儲(chǔ)液罐,19.帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平,20.三相發(fā)電機(jī),21.循環(huán)水栗,22.管殼式冷凝器,23.溴化鋰吸收式制冷機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0016]如圖1所示:本發(fā)明鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法步驟如下:
[0017]30000KVA鐵合金爐排煙量28 X 104/Nm3/h,溫度700 °C,含塵濃度35g/Nm3由爐內(nèi)排出,經(jīng)水冷煙道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,由燃燒沉降室3出來的煙氣進(jìn)入旋風(fēng)除塵器4,進(jìn)行預(yù)除塵,再進(jìn)入塑燒板除塵器5,經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3,然后進(jìn)入均流換熱室6中,煙氣放出熱量,溫度降至80°C,由主風(fēng)機(jī)8壓入排氣筒9排入大氣,同時(shí),循環(huán)水通過換熱器給水栗10驅(qū)動(dòng),進(jìn)入安裝于均流換熱室6內(nèi)的等流速一次表面換熱器7中吸收煙氣的熱量,形成汽水混合物,汽水混合物的溫度185°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14中放出熱量,溫度降至125°C,然后進(jìn)入中壓級(jí)蒸發(fā)器13中放出熱量,水溫降至95°C,再進(jìn)入低壓級(jí)蒸發(fā)器12中放出熱量,水溫降至60°C,變成低溫水,低溫水流入循環(huán)水池11,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15的驅(qū)動(dòng),先在低壓級(jí)蒸發(fā)器12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19的低壓補(bǔ)汽口,另一路經(jīng)中壓級(jí)工質(zhì)加壓栗16加壓后,進(jìn)入中壓級(jí)蒸發(fā)器13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19的中壓補(bǔ)汽口,另一路經(jīng)高壓級(jí)工質(zhì)加壓栗17加壓后,進(jìn)入高壓級(jí)蒸發(fā)器14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19的高壓進(jìn)汽缸,工質(zhì)蒸汽在帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平19內(nèi)膨脹做功,并帶動(dòng)三相發(fā)電機(jī)20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19排出的工質(zhì)蒸汽由管殼式冷凝器22冷凝為飽和液體,進(jìn)入儲(chǔ)液罐18,儲(chǔ)液罐18可確保低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗15連續(xù)加壓,再由低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗15將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級(jí)蒸發(fā)器12中,開始新一輪循環(huán),從管殼式冷凝器22出來的循環(huán)水,通過溴化鋰吸收式制冷機(jī)23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21送入管殼式冷凝器22中,開始新一輪循環(huán)。
[0018]所述低沸點(diǎn)工質(zhì)為R152a,三級(jí)蒸發(fā),低壓級(jí)蒸發(fā)壓力為0.351MPa,中壓級(jí)蒸發(fā)壓力為0.524MPa,高壓級(jí)蒸發(fā)壓力為1.356MPa,膨脹做功后的工質(zhì)壓力為0.348MPa時(shí),系統(tǒng)輸出電功率為2000KW,朗肯循環(huán)效率為26.58%,系統(tǒng)排出的煙氣溫度為80°C。
[0019]由此可見,本發(fā)明方法可實(shí)現(xiàn)鐵合金爐高含塵煙氣余熱利用,最大限度地回收鐵合金爐高含塵煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能,其熱效率可比單級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)提高29?32%,等流速一次表面換熱器無須卸灰、清灰、輸灰設(shè)施,延長了設(shè)備的使用壽命,同時(shí)可降低煙氣的排放溫度,并且不影響鐵合金爐生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù),還能得到好的環(huán)保效果,排放的粉塵濃度3mg/Nm3,裝置投資低、運(yùn)行能耗低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法,其特征在于:本發(fā)明鐵合金爐煙氣由爐內(nèi)排出,經(jīng)水冷煙道混入冷風(fēng),燃燒一氧化碳?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,由燃燒沉降室出來的煙氣進(jìn)入旋風(fēng)除塵器,進(jìn)行預(yù)除塵,再進(jìn)入塑燒板除塵器,經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3,然后進(jìn)入均流換熱室中,煙氣放出熱量,溫度降至80°C,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)入安裝于均流換熱室內(nèi)的等流速一次表面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185°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125°C,然后進(jìn)入中壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量,水溫降至95°C,再進(jìn)入低壓級(jí)蒸發(fā)器中放出熱量,水溫降至60°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)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵合金爐煙氣余熱利用除塵方法,其特征在于:采用R152a為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。
【文檔編號(hào)】F27D17/00GK105890378SQ201410856054
【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
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