全密閉電爐煙氣余熱利用除塵方法
【專(zhuān)利摘要】全密閉電爐煙氣余熱利用除塵方法，其特征在于：電爐內(nèi)排煙氣由第四孔排出，經(jīng)水冷滑套混入冷風(fēng)，進(jìn)入沉降室，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?0℃，經(jīng)降溫的煙氣由增壓風(fēng)機(jī)出來(lái)與連接在電爐上方的外排管道出來(lái)的煙氣混合一并進(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)，有機(jī)工質(zhì)液體，在低壓級(jí)蒸發(fā)器、中壓級(jí)蒸發(fā)器、高壓級(jí)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(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R600a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(zhuān)利說(shuō)明】
全密閉電爐煙氣余熱利用除塵方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種全密閉電爐煙氣余熱利用除塵方法，具體地說(shuō)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(guò)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(lái)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(wèn)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(chē)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(wèn)題，本發(fā)明提供了全密閉電爐煙氣余熱利用除塵方法，通過(guò)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]全密閉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(guò)燃燒沉降室的煙氣進(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?0°C，經(jīng)降溫的煙氣由增壓風(fēng)機(jī)出來(lái)與連接在電爐上方的外排管道出來(lái)的煙氣混合一并進(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)，經(jīng)過(guò)冷凝的有機(jī)工質(zhì)液體，經(jīng)過(guò)低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗的驅(qū)動(dòng)，先在安裝于均流蓄熱室內(nèi)的低壓級(jí)蒸發(fā)器中吸收煙氣余熱載體的熱量，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)器中吸收煙氣余熱載體的熱量，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)器中吸收煙氣余熱載體的熱量，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)蒸汽在多級(jí)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(guò)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(kāi)始新一輪循環(huán)，從管殼式冷凝器出來(lái)的循環(huán)水，通過(guò)溴化鋰吸收式制冷機(jī)冷卻，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿(mǎn)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(kāi)始新一輪循環(huán)。
[0008]其進(jìn)一步特征在于:采用R600a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，利用電爐煙氣余熱的低溫段加熱產(chǎn)生低壓蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的低壓補(bǔ)汽口膨脹做功，利用電爐煙氣余熱的中溫段加熱產(chǎn)生中壓蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的中壓補(bǔ)汽口膨脹做功，利用電爐煙氣余熱的高溫段加熱產(chǎn)生高壓蒸汽，進(jìn)入有機(jī)透平的高壓缸膨脹做功，實(shí)現(xiàn)電爐煙氣余熱對(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(lái)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30?35%，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(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(shuō)明】
[0010]圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的工藝流程圖。
[0011]圖1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.高壓級(jí)蒸發(fā)器，8.中壓級(jí)蒸發(fā)器，9.低壓級(jí)蒸發(fā)器，10.增壓風(fēng)機(jī)，11.塑燒板除塵器，12.主風(fēng)機(jī)，13.排氣筒，14.低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗，15.中壓級(jí)工質(zhì)加壓栗，16.高壓級(jí)工質(zhì)加壓栗，17.儲(chǔ)液罐，18.帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平，19.三相發(fā)電機(jī)，20.循環(huán)水栗，21.管殼式冷凝器，22.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)明全密閉電爐煙氣余熱利用除塵方法步驟如下:
[0014]全密閉電爐I內(nèi)排煙氣流量20X 104Nm3/h，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(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(guò)燃燒沉降室3的煙氣進(jìn)入旋風(fēng)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)煔夥懦鰺崃浚瑴囟冉抵?0°C，經(jīng)降溫的煙氣由增壓風(fēng)機(jī)10出來(lái)與連接在電爐I上方的外排管道4出來(lái)的煙氣混合一并進(jìn)入塑燒板除塵器11，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，由主風(fēng)機(jī)12壓入排氣筒13排入大氣，同時(shí)，經(jīng)過(guò)冷凝的有機(jī)工質(zhì)液體，經(jīng)過(guò)低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗14的驅(qū)動(dòng)，先在安裝于均流蓄熱室6內(nèi)的低壓級(jí)蒸發(fā)器9中吸收煙氣余熱載體的熱量，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18的低壓補(bǔ)汽口，另一路經(jīng)中壓級(jí)工質(zhì)加壓栗15加壓后，進(jìn)入中壓級(jí)蒸發(fā)器8中吸收煙氣余熱載體的熱量，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18的中壓補(bǔ)汽口，另一路經(jīng)高壓級(jí)工質(zhì)加壓栗16加壓后，進(jìn)入高壓級(jí)蒸發(fā)器7中吸收煙氣余熱載體的熱量，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18的高壓進(jìn)汽缸，工質(zhì)蒸汽在多級(jí)有機(jī)透平18內(nèi)膨脹做功，并帶動(dòng)三相發(fā)電機(jī)19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(guò)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18排出的工質(zhì)蒸汽由管殼式冷凝器21冷凝為飽和液體，進(jìn)入儲(chǔ)液罐17，儲(chǔ)液罐17可確保低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗14連續(xù)加壓，再由低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗14將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級(jí)蒸發(fā)器9中，開(kāi)始新一輪循環(huán)，從管殼式冷凝器21出來(lái)的循環(huán)水，通過(guò)溴化鋰吸收式制冷機(jī)22冷卻，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿(mǎn)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20送入管殼式冷凝器21中，開(kāi)始新一輪循環(huán)。
[0015]所述低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)為R600a，三級(jí)蒸發(fā)，低壓級(jí)蒸發(fā)壓力為0.282MPa，中壓級(jí)蒸發(fā)壓力為1.19MPa，高壓級(jí)蒸發(fā)壓力為2.18MPa，膨脹做功后的工質(zhì)壓力為0.36MPa時(shí)，系統(tǒng)輸出電功率為2000KW，朗肯循環(huán)效率為25.6%，系統(tǒng)排出的煙氣溫度為80°C。
[0016]本發(fā)明的最大特點(diǎn)是采用有機(jī)工質(zhì)在高、中、低蒸發(fā)器里多級(jí)蒸發(fā)的措施，來(lái)回收電爐煙氣的余熱，通過(guò)溴化鋰吸收式制冷機(jī)冷卻從管殼式冷凝器出來(lái)的循環(huán)冷卻水，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿(mǎn)足工質(zhì)蒸汽冷凝為飽和液體對(duì)冷卻水的要求。
[0017]由此可見(jiàn)，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(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)提高30?35%，還能達(dá)到好的環(huán)保效果。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.全密閉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(guò)燃燒沉降室的煙氣進(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?0°C，經(jīng)降溫的煙氣由增壓風(fēng)機(jī)出來(lái)與連接在電爐上方的外排管道出來(lái)的煙氣混合一并進(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)，經(jīng)過(guò)冷凝的有機(jī)工質(zhì)液體，經(jīng)過(guò)低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗的驅(qū)動(dòng)，先在安裝于均流蓄熱室內(nèi)的低壓級(jí)蒸發(fā)器中吸收煙氣余熱載體的熱量，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)器中吸收煙氣余熱載體的熱量，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)器中吸收煙氣余熱載體的熱量，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)蒸汽在多級(jí)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(guò)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(kāi)始新一輪循環(huán)，從管殼式冷凝器出來(lái)的循環(huán)水，通過(guò)溴化鋰吸收式制冷機(jī)冷卻，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿(mǎn)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(kāi)始新一輪循環(huán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全密閉電爐煙氣余熱利用除塵方法，其特征在于:采用R600a為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。
【文檔編號(hào)】F01D15/10GK105890380SQ201410856086
【公開(kāi)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