冶金半密閉電爐煙氣節(jié)能除塵方法
【專利摘要】冶金半密閉電爐煙氣節(jié)能除塵方法，其特征在于：半密閉電爐內(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，經(jīng)過燃燒沉降室出來的煙氣與連接在電爐上方的外排管道出來的煙氣混合一并進(jìn)入余熱交換室中，高溫?zé)煔夥懦鰺崃?，?jīng)降溫的煙氣進(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、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R290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，其熱效率比單級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)提高31～36％，環(huán)保效果好。
【專利說明】
冶金半密閉電爐煙氣節(jié)能除塵方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種冶金半密閉電爐煙氣節(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，屬于半密閉電爐除塵技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 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半密閉電爐煙氣的余熱，產(chǎn)生飽和蒸汽等。由于半密閉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)用于半密閉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)用到半密閉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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了冶金半密閉電爐煙氣節(jié)能除塵方法，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，確保排放粉塵濃度2mg/Nm3。
[0004] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
[0005] 冶金半密閉電爐煙氣節(jié)能除塵方法，其特征在于:本發(fā)明半密閉電爐內(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)過燃燒沉降室出來的煙氣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)入余熱交換室中，高溫?zé)煔夥懦鰺崃?，溫度降?0°C進(jìn)入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度2mg/Nm3,由主風(fēng)機(jī)壓入排氣筒排入大氣，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)，先在安裝于余熱交換室內(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)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)蒸汽由鋁肋板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)，從鋁肋板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)水栗送入鋁肋板式冷凝器中，開始新一輪循環(huán)。
[0006] 其進(jìn)一步特征在于:采用R290為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。
[0007] 本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0008] 1.采用多級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來回收冶金爐煙氣的余熱，其熱效率可比單級(jí)蒸發(fā)有機(jī)朗肯循環(huán)提高31?36% ;
[0009] 2.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；
[〇〇1〇] 3.采用旋風(fēng)除塵器，進(jìn)行預(yù)除塵，解決蒸發(fā)器結(jié)灰堵塞的難題，延長設(shè)備的使用壽命；
[0011] 4.除塵精度高:采用塑燒板除塵器對(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%，確保排放粉塵濃度2mg/Nm3;
【附圖說明】
[0012] 圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的工藝流程圖。
[0013] 圖1中:1.半密閉電爐，2.水冷滑套，3.燃燒沉降室，4.外排管道，5.旋風(fēng)除塵器，
6.余熱交換室，7.高壓級(jí)蒸發(fā)器，8.低壓級(jí)蒸發(fā)器，9.塑燒板除塵器，10.主風(fēng)機(jī)，11.排氣筒，12.低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗，13.高壓級(jí)工質(zhì)加壓栗，14.儲(chǔ)液罐，15.帶補(bǔ)汽口有機(jī)透平， 16.三相發(fā)電機(jī)，17.循環(huán)水栗，18.蜂窩狀鋁肋板式冷凝器，19.溴化鋰吸收式制冷機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述:
[0015] 如圖1所示:本發(fā)明冶金半密閉電爐煙氣節(jié)能除塵方法步驟如下:
[0016] 50t/h煉鋼半密閉電爐1內(nèi)排煙氣流量18X 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)過燃燒沉降室3出來的煙氣與連接在半密閉電爐1上方的外排管道 4出來的煙氣混合一并進(jìn)入旋風(fēng)除塵器5,進(jìn)行預(yù)除塵，然后進(jìn)入余熱交換室6中，高溫?zé)煔夥懦鰺崃?，溫度降?0°C進(jìn)入塑燒板除塵器9,經(jīng)除塵后粉塵濃度2mg/Nm3,由主風(fēng)機(jī)10壓入排氣筒11排入大氣，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12的驅(qū)動(dòng)， 先在安裝于余熱交換室6內(nèi)的低壓級(jí)蒸發(fā)器8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15的低壓補(bǔ)汽口，另一路經(jīng)高壓級(jí)工質(zhì)加壓栗 13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15的高壓進(jìn)汽缸，工質(zhì)蒸汽在多級(jí)有機(jī)透平15內(nèi)膨脹做功，并帶動(dòng)三相發(fā)電機(jī)16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15排出的工質(zhì)蒸汽由蜂窩狀鋁肋板式冷凝器18冷凝為飽和液體，進(jìn)入儲(chǔ)液罐14,儲(chǔ)液罐14可確保低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗12 連續(xù)加壓，再由低壓級(jí)工質(zhì)加壓栗12將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級(jí)蒸發(fā)器8中，開始新一輪循環(huán)，從蜂窩狀鋁肋板式冷凝器18出來的循環(huán)水，通過溴化鋰吸收式制冷機(jī)19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17 送入蜂窩狀鋁肋板式冷凝器18中，開始新一輪循環(huán)。
[0017] 所述低沸點(diǎn)有機(jī)工質(zhì)為R290,三級(jí)蒸發(fā)，低壓級(jí)蒸發(fā)壓力為0.182MPa，中壓級(jí)蒸發(fā)壓力為1.〇9MPa，高壓級(jí)蒸發(fā)壓力為2.58MPa，膨脹做功后的工質(zhì)壓力為0.46MPa時(shí)，系統(tǒng)輸出電功率為2500KW，朗肯循環(huán)效率為27.6%，系統(tǒng)排出的煙氣溫度為80°C。
[0018] 由此可見，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31?36%，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%，確保低濃度排放，裝置運(yùn)行阻力低，降低了系統(tǒng)運(yùn)行能耗，裝置投資費(fèi)用低、維護(hù)費(fèi)用低、裝置占地省、排放濃度低， 可以確保排放粉塵濃度2mg/Nm3。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.冶金半密閉電爐煙氣節(jié)能除塵方法，其特征在于:本發(fā)明半密閉電爐內(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)過燃燒沉降室出來的煙氣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)入余熱交換室中，高溫?zé)煔夥懦鰺崃?，溫度降?0°C進(jìn)入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度2mg/Nm3，由主風(fēng)機(jī)壓入排氣筒排入大氣，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)，先在安裝于余熱交換室內(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)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)蒸汽由鋁肋板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)，從鋁肋板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)水栗送入鋁肋板式冷凝器中，開始新一輪循環(huán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金半密閉電爐煙氣節(jié)能除塵方法，其特征在于:采用R290為循環(huán)有機(jī)工質(zhì)。
【文檔編號(hào)】F27D17/00GK105890388SQ201510033544
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日
【發(fā)明人】陸耀忠
【申請(qǐng)人】無錫市東優(yōu)環(huán)?？萍加邢薰?br>