CN103383199A - 电炉内外排烟气一体化余热发电除尘方法 - Google Patents
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Abstract
电炉内外排烟气一体化余热发电除尘方法，其特征在于：电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沉降室；由沉降室出来的烟气进蓄热均温室，温度降至100℃左右，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除尘器，经除尘后由主风机压入排气筒排入大气。低沸点工质在蒸发器中吸收烟气余热载体的热量，变成饱和蒸汽，进入汽包，在汽轮机内膨胀做功，带动三相发电机发电。采用R290为循环有机工质。本发明采用汽包可滤除气源中过饱和水份和杂质，确保汽轮机平稳运行，采用一体化的有机朗肯余热发电及除尘方法可最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，达到节能环保的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种电炉内外排烟气一体化余热发电除尘方法，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，属于电炉除尘技术领域。
背景技术
在现有技术中电炉烟气的净化装置为电炉烟气发生设备、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、蓄热式热管换热器来回收电炉烟气的余热，产生饱和蒸汽等。由于电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电炉烟气的余热回收。目前，蓄热式热管换热器已经成功运用到电炉烟气余热回收中，但由于热管的固有缺陷(造价高、不抗冻、不耐高温、使用年限短)，使得蓄热式热管换热器在钢铁行业的普及还面临很多问题。
同时，由于电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，本发明提供了电炉内外排烟气一体化余热发电除尘方法，通过该方法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，同时可降低烟气的排放温度，改善除尘能力，得到很好的除尘效果，排放的粉尘浓度8mg/Nm3，并且不影响电炉生产的稳定和连续。
本发明所采用的技术方案如下：
电炉内外排烟气一体化余热发电除尘方法，其特征在于：本发明电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蓄热均温室，温度降至100℃左右，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8mg/Nm3，由主风机压入排气筒排入大气。同时，低沸点工质通过工质泵驱动，先在安装于蓄热均温室内的翅片管蒸发器中吸收烟气余热载体的热量，变成饱和蒸汽，进入汽包，汽包可滤除气源中过饱和水份和杂质，确保汽轮机平稳运行。工质蒸汽通过调压阀后，在低沸点工质汽轮机内膨胀做功，并带动三相发电机发电。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。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，进入储液罐，储液罐可确保工质循环泵连续加压，工质循环泵将工质液体加压后送入翅片管蒸发器中，开始新一轮循环。从冷却塔过来的循环水通过循环水泵驱动，进入管壳式冷凝器中吸收热量，在自然循环力推动下进入冷却塔内，放出热量，变成低温水，开始新一轮循环。
其进一步特征在于：采用R290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、蓄热式热管换热器等设备组合，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100℃，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8mg/Nm3。
本发明与已有技术相比具有以下优点：
1、可以缓解烟气温度的骤升骤降；
2、汽包可滤除气源中过饱和水份和杂质，确保汽轮机平稳运行；
3、工质储液罐，可确保工质循环泵连续加压；
4、解决热胀冷缩问题；
5、换热器不积灰，不堵塞；
6、提高余热发电装置效率；
7、减少余热发电装置投资。
附图说明
图1是实现本发明电炉内外排烟气一体化余热发电除尘方法的工艺流程图。
图中，1.电炉，2.水冷滑套，3.燃烧沉降室，4.蓄热均温室，5.外排管道，6.增压风机，7.除尘器，8.主风机，9.排气筒，10.翅片管蒸发器，11.工质循环泵，12.汽包，13.储液罐，14.低沸点工质汽轮机，15.三相发电机，16.水泵，17.管壳式冷凝器，18.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：本发明电炉内外排烟气一体化余热发电除尘方法步骤如下：90t/h炼钢电炉1内排烟气流量22×104Nm3/h，温度1000℃，含尘浓度42g/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℃；由燃烧沉降室3出来的烟气进入蓄热均温室4，温度降至100℃，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8mg/Nm3，由主风机8压入排气筒9排入大气。同时，低沸点工质通过工质泵11驱动，先在安装于蓄热均温室内的翅片管蒸发器10中吸收烟气余热载体的热量，变成饱和蒸汽，进入汽包12，汽包12可滤除气源中过饱和水份和杂质，确保汽轮机14平稳运行。工质蒸汽通过调压阀后，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。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。从低沸点工质汽轮机14排出的工质蒸汽由管壳式冷凝器17冷凝为饱和液体，进入储液罐13，储液罐13可确保工质循环泵11连续加压，工质循环泵11将工质液体加压后送入翅片管蒸发器19中，开始新一轮循环。从冷却塔18过来的循环水通过循环水泵16驱动，进入管壳式冷凝器17中吸收热量，在自然循环力推动下进入冷却塔18内，放出热量，变成低温水，开始新一轮循环。
所述低沸点工质为R290，进入低沸点工质汽轮机的工质压力为2.72MPa，膨胀做功后的工质压力为0.29MPa时，系统输出电功率为3000KW，朗肯循环效率为25.5％，系统排出的烟气温度为100℃。
本发明的最大特点是采用汽包可滤除气源中过饱和水份和杂质，确保汽轮机平稳运行，采用一体化的有机朗肯余热发电及除尘方法来回收电炉烟气的余热。以90t/h炼钢电炉一体化的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：
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.电炉内外排烟气一体化余热发电除尘方法，其特征在于：本发明电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蓄热均温室，温度降至100℃左右，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8mg/Nm3，由主风机压入排气筒排入大气。同时，低沸点工质通过工质泵驱动，先在安装于蓄热均温室内的翅片管蒸发器中吸收烟气余热载体的热量，变成饱和蒸汽，进入汽包，汽包可滤除气源中过饱和水份和杂质，确保汽轮机平稳运行。工质蒸汽通过调压阀后，在低沸点工质汽轮机内膨胀做功，并带动三相发电机发电。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。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，进入储液罐，储液罐可确保工质循环泵连续加压，工质循环泵将工质液体加压后送入翅片管蒸发器中，开始新一轮循环。从冷却塔过来的循环水通过循环水泵驱动，进入管壳式冷凝器中吸收热量，在自然循环力推动下进入冷却塔内，放出热量，变成低温水，开始新一轮循环。
2.根据权利要求1所述的电炉内外排烟气一体化余热发电除尘方法，其特征在于：采用R290为循环有机工质。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104006666A (zh) * | 2014-05-22 | 2014-08-27 | 江苏华德工业炉有限公司 | 工业电弧炉余热利用及烟气回收装置 |
| US10490008B2 (en) | 2018-02-16 | 2019-11-26 | Carrier Corporation | Method for selectively opening a second lock from a first lock using short-range communications (SRC) |
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Application publication date: 20131106 |