CN102384662A - 氧化镁煅烧回转窑余热发电装置 - Google Patents

氧化镁煅烧回转窑余热发电装置 Download PDF

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Abstract

一种氧化镁煅烧回转窑余热发电装置，其内设氧化镁回转炉的氧化镁煅烧窑烟气出口与烟气余热锅炉壳体的烟气进口相连，该烟气余热锅炉壳体的烟气出口与烟囱相连，上述烟气余热锅炉壳体内由下至上依次设有省煤器、蒸发器和过热器，该省煤器进水口与冷凝水箱相连，该省煤器出水口与汽包相连，该汽包通过汽水管路与蒸发器构成回路，该汽包的出汽口与过热器进口相连，该过热器出口与汽轮机进汽口相连，该汽轮机又与发电机相连，汽轮机的乏汽口通过管路与冷凝器介质进口相连，冷凝器介质出口通过设有水泵的管路与冷凝水箱相连。本发明可将氧化镁煅烧过程中所产生的各项余热转化为电能。

Description

氧化镁煅烧回转窑余热发电装置
技术领域
本发明涉及一种氧化镁煅烧回转窑余热发电系统。
背景技术
氧化镁在煅烧回转窑内煅烧分解需要一定的温度，目前有窑外煅烧和窑内煅烧两种方式。采用窑外煅烧分解的方式有助于提高氧化镁的纯度和品质，同时也能够分离高纯度的液态二氧化碳。但是，在窑外煅烧过程中，由于燃料燃烧提供给窑内物料煅烧所需的热量外，还有大量的高温烟气排出，温度可达750℃以上。同时回转窑内煅烧菱镁矿石可以分解出大量高温纯净二氧化碳气体，温度可达630℃，还可分解出高温氧化镁粉末，温度可达630℃。因此，有效的利用氧化镁生产中的余热成为目前降低氧化镁生产综合能耗的有效途径。目前，对于上述的生产线余热资源的利用方式是仅仅将排出的烟气通过余热锅炉产生饱和蒸汽，直接用于生产或生活需要，而分解出的高温氧化镁粉末和二氧化碳气体的余热并没有进行回收和利用，所以其利用率非常低，造成大量余热浪费的同时污染环境。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用氧化镁煅烧过程中所产生的各种余热进行发电的氧化镁煅烧回转窑余热发电装置。本发明主要是采用余热锅炉回收氧化镁煅烧过程中所产生的各项余热，由该余热所产生的过热蒸汽带动汽轮机组发电，将余热转化为电能。
本发明主要包括有：氧化镁煅烧回转窑、烟气余热锅炉、二氧化碳余热锅炉、氧化镁粉余热锅炉、汽轮发电机组、冷凝装置及水循环系统。
其中，内设氧化镁回转炉的氧化镁煅烧窑烟气出口通过管路与烟气余热锅炉壳体的烟气进口相连，该烟气余热锅炉壳体的烟气出口通过设有引风机的管路与烟囱相连。上述烟气余热锅炉壳体内由下至上依次设有省煤器、蒸发器和过热器。该省煤器进水口通过汽水管路及除氧器与冷凝水箱相连，该省煤器出水口通过汽水管路与汽包相连，该汽包通过汽水管路与蒸发器构成回路，该汽包的出汽口与过热器进口相连，该过热器出口通过主蒸汽管路与汽轮机进汽口相连，该汽轮机又与发电机相连。汽轮机的乏汽口通过汽水管路与冷凝器介质进口相连，冷凝器介质出口通过设有水泵的管路与冷凝水箱相连。
最好，氧化镁回转炉排气管通过管路与二氧化碳余热锅炉壳体气体进口相连，该二氧化碳余热锅炉壳体气体出口通过管路与二氧化碳液化装置相连。上述二氧化碳余热锅炉壳体内由下至上依次设有省煤器和蒸发器。该省煤器进水口通过汽水管路及除氧器与冷凝水箱相连，该省煤器出水口通过汽水管路与汽包相连，该汽包通过汽水管路与蒸发器构成回路，该汽包的出汽口与烟气余热锅炉的过热器相连。
最好，氧化镁回转炉排料口通过管路与氧化镁余热锅炉壳体的固体进口相连，该氧化镁余热锅炉壳体的固体出口通过管路与氧化镁提纯装置相连。上述氧化镁余热锅炉壳体内由下至上依次设有省煤器和蒸发器。该省煤器进水口通过汽水管路及除氧器与冷凝水箱相连，该省煤器出水口通过汽水管路与汽包相连，该汽包通过汽水管路与蒸发器构成回路，该汽包的出汽口与烟气余热锅炉的过热器相连。最好，上述的汽轮发电机组为凝汽式汽轮发电机组；上述的除氧系统为真空除氧系统也可采用热力除氧系统或化学除氧系统；上述的烟气余热锅炉过热器配备减温装置。
    本发明的工作过程是：氧化镁煅烧窑通过燃烧燃煤或其它燃料来加热氧化镁回转炉，其所产生烟气，通过管路被送至烟气余热锅炉中，经过与烟气余热锅炉内的省煤器、蒸发器和过热器换热后，经过引风机，送至烟囱排空。氧化镁回转炉分解产生的高温二氧化碳气体通过气体管路送至二氧化碳余热锅炉，经过二氧化碳余热锅炉内的省煤器和蒸发器换热降温后，送至二氧化碳液化装置进行液化或做其它用途。氧化镁回转炉分解产生的高温氧化镁颗粒通过管路送至氧化镁余热锅炉，通过余热锅炉内的省煤器和蒸发器换热后，温度降低的氧化镁粉被送至氧化镁提纯装置进行进一步的加工。冷凝水箱内的冷凝水经过除氧器除氧后，分别送至烟气余热锅炉、二氧化碳余热锅炉及氧化镁粉余热锅炉中进行换热，其中，二氧化碳余热锅炉与氧化镁粉余热锅炉产生的饱和蒸汽与烟气锅炉产生的饱和蒸汽一起并入烟气锅炉的过热器，产生过热蒸汽送至汽轮发电机组，推动汽轮发电机组做功发电。发电后的乏汽通过冷凝装置凝结成水送至冷凝水箱，通过除氧器及循环水泵与三台余热锅炉形成循环回路。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
一、氧化镁回转炉经氧化镁煅烧窑加热获得的产物有：1）加热回转窑的燃煤燃烧后产物烟气；2）镁矿石分解产生的二氧化碳气；3）镁矿石分解产生的氧化镁粉。该余热发电系统可以将氧化镁煅烧过程中产生的此三项余热全部回收并用于发电，节约能源降低能耗。
二．该汽轮发电机系统采用凝汽式汽轮机，提高汽轮机发电量。根据系统特点，进行参数优化，合理确定余热锅炉蒸汽参数、汽轮机主蒸汽参数，从而合理设计汽轮机的结构;汽轮机转速采用3000r/min，不用减速机，减少故障点。
三．该发明可有效降低能耗和电耗，降低氧化镁生产成本，改善煅烧回转窑余热所造成的环境热污染等问题，其经济效益与社会效益巨大。
四、该发电系统可将氧化镁回转窑烟气排放温度降低到128℃以下，二氧化碳气体的排气温度降低到108℃以下，氧化镁物料的出料温度降低到120℃以下。
附图说明  
    图1为本发明余热发电系统工艺流程图。
图2为本发明烟气余热锅炉主视剖面示意简图。
图3为图2侧视剖面示意简图。
    图4为本发明二氧化碳余热锅炉主视剖面示意简图。
图5为图4的A向视图。
图6为本发明氧化镁余热锅炉主视剖面示意简图。
图7为图6的B-B视图。
    附图中标号说明  
1—氧化镁回转炉  2—氧化镁煅烧窑  3—烟气余热锅炉  4—烟气余热锅炉烟气进口  5—烟气余热锅炉烟气出口   6—引风机  7—烟囱  8—烟气余热锅炉省煤器  9—烟气余热锅炉蒸发器  10—烟气余热锅炉过热器  11—真空除氧器   12—冷凝水箱   13—烟气余热锅炉汽包   14—主蒸汽管道  15—减温装置   16—汽轮机    17—发电机   18—冷凝器    19—二氧化碳余热锅炉   20—二氧化碳余热锅炉气体进口  21—二氧化碳余热锅炉气体出口  22—二氧化碳液化装置  23—二氧化碳余热锅炉省煤器  24—二氧化碳余热锅炉蒸发器   25—二氧化碳余热锅炉汽包  26—氧化镁余热锅炉  27—氧化镁余热锅炉固体进口  28—氧化镁余热锅炉固体出口  29—氧化镁提纯装置   30—氧化镁余热锅炉省煤器  31—氧化镁余热锅炉蒸发器  32—氧化镁余热锅炉汽包  33—振打清灰装置。  
具体实施方式
在图1、图2和图3所示的氧化镁煅烧回转窑余热发电装置的示意简图中，内设氧化镁回转炉的氧化镁煅烧窑烟气出口通过管路与烟气余热锅炉壳体的烟气进口相连，该烟气余热锅炉壳体的烟气出口通过设有引风机的管路与烟囱相连。上述烟气余热锅炉壳体内由下至上依次设有省煤器、蒸发器和过热器。该省煤器进水口通过汽水管路及真空除氧器与冷凝水箱相连，该省煤器出水口通过汽水管路与汽包相连，该汽包通过汽水管路与蒸发器构成回路，该汽包的出汽口与配备减温装置的过热器进口相连，该过热器出口通过主蒸汽管路与汽轮机进汽口相连，该汽轮机又与发电机相连，上述的汽轮发电机组为凝汽式汽轮发电机组。汽轮机的乏汽口通过管路与冷凝器介质进口相连，冷凝器介质出口通过设有水泵的管路与冷凝水箱相连。
在图1、图4和图5所示的氧化镁煅烧回转窑余热发电装置的示意简图中，氧化镁回转炉排气管通过管路与二氧化碳余热锅炉壳体气体进口相连，该二氧化碳余热锅炉壳体气体出口通过管路与二氧化碳液化装置相连。上述二氧化碳余热锅炉壳体内由下至上依次设有省煤器和蒸发器。该省煤器进水口通过汽水管路及除氧器与冷凝水箱相连，该省煤器出水口通过汽水管路与汽包相连，该汽包通过汽水管路与蒸发器构成回路，该汽包的出汽口与烟气余热锅炉的过热器相连。
在图1、图6和图7所示的氧化镁煅烧回转窑余热发电装置的示意简图中，氧化镁回转炉排料口通过管路与氧化镁余热锅炉壳体的固体进口相连，该氧化镁余热锅炉壳体的固体出口通过管路与氧化镁提纯装置相连。上述氧化镁余热锅炉壳体内由下至上依次设有省煤器和蒸发器。该省煤器进水口通过汽水管路及除氧器与冷凝水箱相连，该省煤器出水口通过汽水管路与汽包相连，该汽包通过汽水管路与蒸发器构成回路，该汽包的出汽口与烟气余热锅炉的过热器相连。上述省煤器外面设有振打清灰装置。
以某公司一条15万吨/年氧化镁生产线为例，其可发电25兆瓦。

Claims (6)

1.一种氧化镁煅烧回转窑余热发电装置，其特征在于：内设氧化镁回转炉的氧化镁煅烧窑烟气出口通过管路与烟气余热锅炉壳体的烟气进口相连，该烟气余热锅炉壳体的烟气出口通过设有引风机的管路与烟囱相连，上述烟气余热锅炉壳体内由下至上依次设有省煤器、蒸发器和过热器，该省煤器进水口通过汽水管路及除氧器与冷凝水箱相连，该省煤器出水口通过汽水管路与汽包相连，该汽包通过汽水管路与蒸发器构成回路，该汽包的出汽口与过热器进口相连，该过热器出口通过主蒸汽管路与汽轮机进汽口相连，该汽轮机又与发电机相连，汽轮机的乏汽口通过汽水管路与冷凝器介质进口相连，冷凝器介质出口通过设有水泵的管路与冷凝水箱相连。
2.根据权利要求1所述的氧化镁煅烧回转窑余热发电装置，其特征在于：氧化镁回转炉排气管通过管路与二氧化碳余热锅炉壳体气体进口相连，该二氧化碳余热锅炉壳体气体出口通过管路与二氧化碳液化装置相连，上述二氧化碳余热锅炉壳体内由下至上依次设有省煤器和蒸发器，该省煤器进水口通过汽水管路及除氧器与冷凝水箱相连，该省煤器出水口通过汽水管路与汽包相连，该汽包通过汽水管路与蒸发器构成回路，该汽包的出汽口与烟气余热锅炉的过热器相连。
3.根据权利要求1所述的氧化镁煅烧回转窑余热发电装置，其特征在于：氧化镁回转炉排料口通过管路与氧化镁余热锅炉壳体的固体进口相连，该氧化镁余热锅炉壳体的固体出口通过管路与氧化镁提纯装置相连，上述氧化镁余热锅炉壳体内由下至上依次设有省煤器和蒸发器，该省煤器进水口通过汽水管路及除氧器与冷凝水箱相连，该省煤器出水口通过汽水管路与汽包相连，该汽包通过汽水管路与蒸发器构成回路，该汽包的出汽口与烟气余热锅炉的过热器相连。
4.根据权利要求3所述的氧化镁煅烧回转窑余热发电装置，其特征在于：上述的汽轮发电机组为凝汽式汽轮发电机组。
5.根据权利要求4所述的氧化镁煅烧回转窑余热发电装置，其特征在于：上述的烟气余热锅炉过热器配备减温装置。
6.根据权利要求4所述的氧化镁煅烧回转窑余热发电装置，其特征在于：上述的除氧器或为真空除氧系统、或为热力除氧系统、或为化学除氧系统。
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