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)，進入沉降室，經(jīng)過燃燒沉降室的煙氣進入與連接在電爐上方的外排管道出來的煙氣混合一并進入旋風(fēng)除塵器，再進入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后由主風(fēng)機壓入排氣筒排入大氣，同時，循環(huán)水從換熱器中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物進入蒸發(fā)器內(nèi)，放出熱量，有機工質(zhì)液體，吸收汽水混合物的熱量，變成工質(zhì)蒸汽，在帶補汽口有機透平內(nèi)膨脹做功，并帶動發(fā)電機發(fā)電。其特征在于：采用R717為循環(huán)有機工質(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，含塵量大，普通水列管余熱鍋爐很難運用于電爐煙氣的余熱回收。目前，蓄熱式余熱鍋爐已經(jīng)成功運用到電爐煙氣余熱回收中，但由于換熱管的固有缺陷(造價高、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，由于電爐煙氣溫度波動劇烈，波幅大，余熱系統(tǒng)就必須設(shè)計得足夠大，確保高溫?zé)煔庖材苡行Ю鋮s。但實際蒸汽產(chǎn)量卻遠低于余熱系統(tǒng)的最大蒸發(fā)量，出現(xiàn)大馬拉小車的局面。這就相對減少了余熱系統(tǒng)的經(jīng)濟價值，增加了余熱系統(tǒng)的投資。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，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，拖動除塵風(fēng)機，同時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)，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室，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)，最終燃燼一氧化碳氣體，經(jīng)過燃燒沉降室的煙氣進入與連接在電爐上方的外排管道出來的煙氣混合一并進入旋風(fēng)除塵器，進行預(yù)除塵，然后進入均流蓄熱室中高溫?zé)煔夥懦鰺崃?，溫度降?00°C左右，經(jīng)降溫的煙氣進入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，由主風(fēng)機壓入排氣筒排入大氣，同時，循環(huán)水通過換熱器給水栗驅(qū)動，進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)力推動下進入高壓級蒸發(fā)器中放出熱量，溫度降至110°C，然后進入中壓級蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至80°C，再進入低壓級蒸發(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，經(jīng)過冷凝的有機工質(zhì)液體，經(jīng)過低壓級工質(zhì)加壓栗的驅(qū)動，先在低壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的低壓補汽口，另一路經(jīng)中壓級工質(zhì)加壓栗加壓后，進入中壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成中壓級工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的中壓補汽口，另一路經(jīng)高壓級工質(zhì)加壓栗加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的高壓進汽缸，工質(zhì)蒸汽在帶補汽口有機透平內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機發(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，從帶補汽口有機透平排出的工質(zhì)蒸汽由管殼式冷凝器冷凝為飽和液體，進入儲液罐，儲液罐可確保低壓級工質(zhì)加壓栗連續(xù)加壓，再由低壓級工質(zhì)加壓栗將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級蒸發(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]其進一步特征在于:采用R717為循環(huán)有機工質(zhì)。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明與單級單壓有機朗肯循環(huán)最大的區(qū)別在于，本發(fā)明在有機工質(zhì)高、中、低蒸發(fā)器里采用多級蒸發(fā)的措施，利用熱水的低溫段(進口 80°C，出口50°C )加熱工質(zhì)產(chǎn)生低壓工質(zhì)蒸汽，進入有機透平的低壓補汽口膨脹做功，利用熱水的中溫段(進口 110°c，出口 80°C )加熱工質(zhì)產(chǎn)生中壓工質(zhì)蒸汽，進入有機透平的中壓補汽口膨脹做功，利用飽和水蒸汽的高溫段(進口 180°C，出口 110°C )加熱工質(zhì)產(chǎn)生高壓工質(zhì)蒸汽，進入有機透平的高壓缸膨脹做功，實現(xiàn)余熱流對有機工質(zhì)的梯級分壓加熱，這樣就在各級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，其熱效率可比單級蒸發(fā)有機朗肯循環(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格低的濾料，降低了投資及運行費用，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，10.排氣筒，11.換熱器給水栗，
12.循環(huán)水池，13.低壓級蒸發(fā)器，14.中壓級蒸發(fā)器，15.高壓級蒸發(fā)器，16.低壓級工質(zhì)加壓栗，17.中壓級工質(zhì)加壓栗，18.高壓級工質(zhì)加壓栗，19.儲液罐，20.帶補汽口有機透平，21.三相發(fā)電機，22.循環(huán)水栗，23.管殼式冷凝器，24.溴化鋰吸收式制冷機。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述:
[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)，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室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)，最終燃燼一氧化碳氣體，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入預(yù)除塵器5，進行預(yù)除塵，然后進入均流蓄熱室6中，高溫?zé)煔夥懦鰺崃浚瑴囟冉抵?00°C左右進入塑燒板除塵器8，經(jīng)除塵后粉塵濃度2mg/Nm3，由主風(fēng)機9壓入排氣筒10排入大氣，同時，循環(huán)水通過換熱器給水栗12驅(qū)動，進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)力推動下進入高壓級蒸發(fā)器15中放出熱量，溫度降至110°C，然后進入中壓級蒸發(fā)器14中放出熱量，水溫降至80°C，再進入低壓級蒸發(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，經(jīng)過冷凝的有機工質(zhì)液體，經(jīng)過低壓級工質(zhì)加壓栗16的驅(qū)動，先在低壓級蒸發(fā)器13中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平20的低壓補汽口，另一路經(jīng)中壓級工質(zhì)加壓栗17加壓后，進入中壓級蒸發(fā)器14中吸收余熱載體的熱量，變成中壓級工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平20的中壓補汽口，另一路經(jīng)高壓級工質(zhì)加壓栗18加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器15中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平20的高壓進汽缸，工質(zhì)蒸汽在帶補汽口有機透平20內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機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，從帶補汽口有機透平20排出的工質(zhì)蒸汽由管殼式冷凝器23冷凝為飽和液體，進入儲液罐19，儲液罐19可確保低壓級工質(zhì)加壓栗16連續(xù)加壓，再由低壓級工質(zhì)加壓栗16將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級蒸發(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]所述低沸點有機工質(zhì)為R717，三級蒸發(fā)，低壓級蒸發(fā)壓力為0.65MPa，中壓級蒸發(fā)壓力為0.85MPa，高壓級蒸發(fā)壓力為1.95MPa，膨脹做功后的工質(zhì)壓力為0.20MPa時，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)明的最大特點是采用多級蒸發(fā)有機朗肯循環(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冷卻水的要求，采用塑燒板除塵器收集細微粉塵，對于粒徑小于等于2.5微米(PM2.5)的細微粉塵除塵效率為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、運行能耗低，凈化效果好。
【主權(quán)項】
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)，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室，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)，最終燃燼一氧化碳氣體，經(jīng)過燃燒沉降室的煙氣進入與連接在電爐上方的外排管道出來的煙氣混合一并進入旋風(fēng)除塵器，進行預(yù)除塵，然后進入均流蓄熱室中高溫?zé)煔夥懦鰺崃?，溫度降?00°c左右，經(jīng)降溫的煙氣進入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，由主風(fēng)機壓入排氣筒排入大氣，同時，循環(huán)水通過換熱器給水栗驅(qū)動，進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)力推動下進入高壓級蒸發(fā)器中放出熱量，溫度降至110°C，然后進入中壓級蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至80°C，再進入低壓級蒸發(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，經(jīng)過冷凝的有機工質(zhì)液體，經(jīng)過低壓級工質(zhì)加壓栗的驅(qū)動，先在低壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的低壓補汽口，另一路經(jīng)中壓級工質(zhì)加壓栗加壓后，進入中壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成中壓級工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的中壓補汽口，另一路經(jīng)高壓級工質(zhì)加壓栗加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的高壓進汽缸，工質(zhì)蒸汽在帶補汽口有機透平內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機發(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，從帶補汽口有機透平排出的工質(zhì)蒸汽由管殼式冷凝器冷凝為飽和液體，進入儲液罐，儲液罐可確保低壓級工質(zhì)加壓栗連續(xù)加壓，再出低壓級工質(zhì)加壓栗將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級蒸發(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)有機工質(zhì)。
【文檔編號】F27D17/00GK105890381SQ201410856087
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月25日
【發(fā)明人】王正新
【申請人】王正新