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