CN103134334A - 冶金炉内外排烟气余热发电节能除尘方法 - Google Patents

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Abstract

冶金炉内外排烟气余热发电节能除尘方法，其特征在于：冶金炉内排烟气由第四孔排出，经水冷滑套混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进入沉降室；由沉降室出来的烟气进入沉降换热室，高温烟气放出热量，经降温的烟气由增压风机出来与连接在冶金炉上方的外排管道出来的烟气混合一并进入除尘器，经除尘后由主风机压入排气筒排入大气。循环水通过换热器吸收烟气的热量，形成汽水混合物，汽水混合物进入蒸发器内，放出热量，低沸点工质吸收汽水混合物的热量，变成饱和蒸汽，在汽轮机内膨胀做功，带动三相发电机发电。采用R124为循环有机工质。本发明方法替代水列管余热锅炉等设备组合，既简化了系统配置，又最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能。

Description

冶金炉内外排烟气余热发电节能除尘方法
技术领域
本发明涉及一种冶金炉内外排烟气余热发电节能除尘方法，具体地说是能最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，又能改善除尘能力，属于冶金炉除尘技术领域。
背景技术
在现有技术中冶金炉烟气的净化装置为冶金炉烟气发生设备、余热利用设施、除尘器通过管路依次连接。
目前通常采用的余热利用设施：水列管余热锅炉、蓄热式余热锅炉来回收冶金炉烟气的余热，产生饱和蒸汽等。由于冶金炉烟气温度剧烈波动，含尘量大，普通水列管余热锅炉很难运用于冶金炉烟气的余热回收。目前，蓄热式余热锅炉已经成功运用到电炉烟气余热回收中，但由于换热管的固有缺陷(造价高、不抗冻、不耐高温、使用年限短)，使得蓄热式余热锅炉在钢铁行业的普及还面临很多问题。
同时，由于冶金炉烟气温度波动剧烈，波幅大，余热系统就必须设计得足够大，确保高温烟气也能有效冷却。但实际蒸汽产量却远低于余热系统的最大蒸发量，出现大马拉小车的局面。这就相对减少了余热系统的经济价值，增加了余热系统的投资。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了冶金炉内外排烟气余热发电节能除尘方法，通过该方法其不仅能高效地冷却高温烟气，还能最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，拖动除尘风机，同时可降低烟气的排放温度，改善除尘能力，并且不影响冶金炉生产的稳定和连续。
本发明所采用的技术方案如下：
冶金炉内外排烟气余热发电节能除尘方法，其特征在于：冶金炉内排烟气由第四孔排出，经水冷滑套混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进入燃烧沉降室；燃烧沉降室的作用是：降低烟气流速，使烟气中携带的大颗粒粉尘沉降，并适当混入冷风，最终燃烬一氧化碳气体，调节控制沉降室的烟气温度750℃，由燃烧沉降室出来的烟气进入沉降换热室，高温烟气放出热量，温度降至80℃，经降温的烟气由增压风机出来与连接在冶金炉上方的外排管道出来的烟气混合一并进入除尘器，经除尘后粉尘浓度10mg/Nm3。由主风机压入排气筒排入大气。
同时，循环水通过换热器给水泵驱动，进入安装于沉降换热室内的热管换热器中吸收烟气的热量，形成汽水混合物，汽水混合物在自然循环力推动下进入蓄热式蒸发器内，放出热量，变成低温水，低温水流入循环水池，开始新一轮循环。低沸点工质通过工质泵驱动，在蓄热式蒸发器中吸收汽水混合物的热量，变成饱和蒸汽，通过调压阀后，工质蒸汽在低沸点工质汽轮机内膨胀做功，并带动三相发电机发电。从低沸点工质汽轮机排出的工质蒸汽由管壳式冷凝器冷凝为饱和液体，再由工质泵将工质液体加压后送入蓄热式蒸发器中，开始新一轮循环。系统发出的电能为三相交流电，额定电压为380V，可经过调压后并入厂内电网，或直接送给用电设备使用。
其进一步特征在于：采用R245ca为循环有机工质。
本发明的有益效果是：由于余热发电装置替代水列管余热锅炉、蓄热式余热锅炉等设备组合，所以装置占地省，投资及运行费用低；可以最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，拖动除尘风机，降低了系统运行能耗；显热被充分利用，降低了烟气的排放温度，由于烟气的排放温度可以维持在80℃以下，布袋除尘器中的滤料可选用价格最低的常温布袋，降低了投资及运行费用；排放浓度低，可以确保排放粉尘浓度在10mg/Nm3。，
附图说明
图1是实现本发明冶金炉内外排烟气余热发电节能除尘方法的工艺流程图。
图1中：1.冶金炉，2.水冷滑套，3.燃烧沉降室，4.沉降换热室，5.外排管道，6.增压风机，7.除尘器，8.风机，9.排气筒，10.热管换热器，11.换热器给水泵，12.循环水池，13.蓄热式蒸发器，14.低沸点工质汽轮机，15.三相发电机，16.工质循环泵，17.循环水泵，18.管壳式冷凝器，19.冷却塔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述：
如图1所示：本发明冶金炉内外排烟气余热发电节能除尘方法步骤如下：100t/h冶金炉1内排烟气流量28×104Nm3/h，温度850℃，含尘浓度25g/Nm3由第四孔排出，经水冷滑套2混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进入燃烧沉降室3；燃烧沉降室3的作用是：降低烟气流速，使烟气中携带的大颗粒粉尘沉降，并适当混入冷风，最终燃烬一氧化碳气体，调节控制沉降室的烟气温度750℃，经过燃烧沉降室3的烟气进入沉降换热室4，高温烟气放出热量，温度降至80℃，经降温的烟气由增压风机6出来与连接在冶金炉1上方的外排管道5出来的烟气混合一并进入除尘器7，经除尘后粉尘浓度10mg/Nm3。由主风机8压入排气筒9排入大气。同时，循环水通过换热器给水泵11驱动，进入安装于沉降换热室4内的热管换热器10中吸收烟气的热量，形成汽水混合物，汽水混合物在自然循环力推动下进入蓄热式蒸发器13内，放出热量，变成低温水，低温水流入循环水池12，开始新一轮循环。
低沸点工质通过工质泵16驱动，在蓄热式蒸发器13中吸收汽水混合物的热量，变成饱和蒸汽，通过调压阀后，工质蒸汽在低沸点工质汽轮机14内膨胀做功，并带动三相发电机15发电。从低沸点工质汽轮机14排出的工质蒸汽由管壳式冷凝器18冷凝为饱和液体，再由工质泵16将工质液体加压后送入蓄热式蒸发器13中，开始新一轮循环。系统发出的电能为三相交流电，额定电压为380V，可经过调压后并入厂内电网，或直接送给用电设备使用。
所述低沸点工质为R245ca，进入低沸点工质汽轮机的工质压力为2.35MPa，膨胀做功后的工质压力为0.45MPa时，系统输出电功率为2750KW，朗肯循环效率为21.5％，系统排出的烟气温度为80℃。
本发明的最大特点是采用低沸点工质有机朗肯循环余热发电来回收冶金炉烟气的余热。以100t/h冶金炉余热回收及除尘工艺为例，本发明方法与常规方法比较，说明如下：
Figure BSA00000617079000041
注：按年工作330日计算。
由此可见，本发明方法烟尘排放浓度低，装置投资低、运行能耗低，净化效果好。
本发明方法可最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，还能达到好的环保效果。

Claims (2)

1.冶金炉内外排烟气余热发电节能除尘方法，其特征在于：冶金炉内排烟气由第四孔排出，经水冷滑套混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进入燃烧沉降室；燃烧沉降室的作用是：降低烟气流速，使烟气中携带的大颗粒粉尘沉降，并适当混入冷风，最终燃烬一氧化碳气体，调节控制沉降室的烟气温度750℃，由燃烧沉降室出来的烟气进入沉降换热室，高温烟气放出热量，温度降至80℃，经降温的烟气由增压风机出来与连接在冶金炉上方的外排管道出来的烟气混合一并进入除尘器，经除尘后粉尘浓度10mg/Nm3。由主风机压入排气筒排入大气。同时，循环水通过换热器给水泵驱动，进入安装于沉降换热室内的热管换热器中吸收烟气的热量，形成汽水混合物，汽水混合物在自然循环力推动下进入蓄热式蒸发器内，放出热量，变成低温水，低温水流入循环水池，开始新一轮循环。低沸点工质通过工质泵驱动，在蓄热式蒸发器中吸收汽水混合物的热量，变成饱和蒸汽，通过调压阀后，工质蒸汽在低沸点工质汽轮机内膨胀做功，并带动三相发电机发电。从低沸点工质汽轮机排出的工质蒸汽由管壳式冷凝器冷凝为饱和液体，再由工质泵将工质液体加压后送入蓄热式蒸发器中，开始新一轮循环。系统发出的电能为三相交流电，额定电压为380V，可经过调压后并入厂内电网，或直接送给用电设备使用。
2.根据权利要求1所述的冶金炉内外排烟气余热发电节能除尘方法，其特征在于：采用R245ca为循环有机工质。
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PB01 Publication
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