CN1991249A - 电炉冶炼余热回收与利用工艺方法 - Google Patents

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Abstract

一种电炉冶铁合金、工业硅、电石所产生高热烟气回收利用的工艺方法，是将高温烟气用引风机系统引入余热锅炉，产生蒸汽带动汽轮机发电机组发电，通过供电系统用于企业生产或民用，通过余热锅炉后的热烟气又用于预热原材料，利用余热后的烟气进入正压或负压的除尘器处理、粉尘回收、净气排放。余热锅炉和蒸汽轮机的冷凝高温热水又进入余热锅炉作补给水，本工艺技术节能降耗、保护环境，有极大的经济和社会效益，极具推广使用价值。

Description

电炉冶炼余热回收与利用工艺方法
一、技术领域
本发明属冶金工业中电炉冶炼铁合金、工业硅、电石的生产和精炼所产生的高温烟气的回收与利用技术领域。
二、背景技术
现有的生产用电炉冶炼铁合金、工业硅、电石的工艺方法为：原材料经破碎配料后，人工加料入电炉，冶炼炉所产生的高温(约500℃)含尘气体由烟囱进入放散阀直接排入空中，并且还要通过烟气冷却装置，由风机(正压或负压系统)送入布袋除尘器、粉尘收集，除尘后的气体排放。这些企业普遍存在工艺技术落后、能耗高、对资源浪费严重，大量的温热气体排放，对环境也造成严重污染。早在2000年起，由于全国性电力紧缺，国家实行宏观调控政策，不少高能耗的冶炼企业处于停产或半停产状态。一些省、市、县的资源优势不能变为产品优势。
三、发明内容
本发明的目的是提出一种冶炼铁合金、工业硅、电石的一台或多台电冶炼炉所产生的高温烟气，回收利用发电并综合利用余热的工艺方法。将高温烟气回收进入余热锅炉产生高热蒸汽，再进入蒸汽轮机发电，供电系统供企业生产或民用，另还综合考虑余热利用，用余热锅炉出来的热烟气直接或经蓄热器后，用于冶炼原材料进行预热处理，再进入冶炼炉中。另针对铁合金、工业硅、电石冶炼中需用大量冷却水、冲渣水、余热生产蒸汽需要补给水，冷凝式蒸汽轮机需要冷凝水，对各种水进行综合循环利用，充分利用热量使进入余热锅炉的补给水水温提高，找到一条节能降耗、保护环境、使资源优势变产品优势的工艺流程。
本发明从工艺流程来看，冶炼铁合金、工业硅、电石的一台或多台电冶炼炉产生的高温烟气，由于用引风机系统通过烟道将其吸入一台或一台以上余热锅炉，与锅炉管道中流动的软化水进行热交换，产生的高压过热蒸汽送入与余热锅炉连接的汽轮机带动汽轮发电机发电，供企业生产或民用。通过余热锅炉后的热烟气可直接或通过蓄热器后，用于原材料预热。循环水路系统是将汽轮发电机的软化水管与电冶炼炉和蒸汽轮机冷却出来的高温热水管连接，进入余热锅炉作补给水，循环使用。本发明余热锅炉的设置，可以一台电冶炼炉配一台余热锅炉，两台电冶炼炉配一台余热锅炉，一台或一台以上余热锅炉共用一个锅筒，可根据电炉总的烟气量、烟气温度进行热平衡计算后确定。
本发明还考虑设立燃煤辅助锅炉，其目的是在冶炼电炉需要检修、余热烟气量减少时，不影响发电总量，减少对电网的波动，保证企业生产在检修时仍可正常运行。或在有多台电冶炼炉时，余热量充足，也可以不设燃煤辅助锅炉。燃煤锅炉的产汽量按一台余热锅炉产汽量的四分之一计算，可以一台或一台以上电冶炼炉配一台燃煤辅助锅炉。如四台电冶炼炉配一台铺助锅炉。
汽轮发电机可选用冷汽轮机、一台余热锅炉配一套汽轮发电机组，或两台或两台以上的余热锅炉配一套汽轮发电机组，风机可安装在除尘器设备之前，或除尘设备之后。
本发明由于避免了高温烟气直接向空中排放，产生温室效应，污染环境、浪费能源的弊端，热烟气再利用预热原材料、循环高温冷凝水用于余热锅炉作补给水等工艺措施，降低了成本，缩短了工艺流程时间，节能降耗，增加产能，保护环境，为地方经济的发展，解决农村剩余劳动力就业等诸方面均产生积极效果，具有较好的经济和社会效益，在冶炼行业资源优势的地区，极具推广使用价值。
四、附图说明
本发明流程图图1是单台冶炼炉正压系统工艺流程图，简叙如下：铁合金冶炼(如硅锰、硅铁等)、工业硅，电石或冶炼的原材料经处理配料后送入电冶炼炉冶炼，冶炼电炉与余热锅炉用引风机系统通过烟道将冶炼电炉的外排高温烟气吸入余热锅炉与锅炉管道中流动的软化水进行热交换，产生高压过温蒸汽，送入与余热锅炉连接的气轮发电机，推动气轮机转动，带动汽轮发电机发电，电流通过供电系统，可供电冶炼炉生产使用，另一部份电源输入烘料设备、风机、除尘设备等或民用。通过余热锅炉后的高温烟气可直接或通过蓄热器，再进入与其连接的原材料设备中，提高炉料温度后送入与之联接的电冶炼炉中，除尘设备安装在风机后面，烟气经除尘处理后，达环保要求的净汽排放，循环水路系统是将进入汽轮发电机的软化水管与电冶炼炉和蒸汽轮机冷却出来的高温热水管连接，进入余热锅炉作补给水，提高进水温度。设燃煤辅助锅炉时，配套除尘脱硫设备。
工艺流程图图2除了风机安装于除尘设备后面外，其余工艺流程与图1相同。
工艺流程图图3是用四台冶炼电炉产生的高温烟气通过烟囱进入烟气总管，再进入两台余热锅炉，余热锅炉产生的蒸汽进入汽轮发电机组发电，产生电源供电冶炼炉或其它设备、用户，当电冶炼炉中有一台要检修时，使用辅助燃煤锅炉产生蒸汽送入蒸汽轮机，通过余热锅炉后的热烟气送入原材料烘干设备中，预热后的原材料送入电冶炼炉。从余热锅炉出来后的烟气进入除尘设备(可用布袋式吸尘器)，风机安装在除尘器后面，净气排放、粉尘回收、分选再综合利用。循环水路系统，将四台电冶炼炉出来的高温热水与汽轮机(可用冷汽轮机)出来的高温冷凝水与软化水管系统连接，进入余热锅炉作补给水。
五、具体实施方式
如工艺流程图图3所示，将每台电炉容量为6300KVA的4台电冶炼炉并联，温度约500℃的高温烟气汇入烟道总管，进入与烟道总管连接的两台产汽量各为23T余热锅炉，余热锅炉产生约2.35～3.43Mpa、350℃～450℃的过热蒸汽，进入与余热锅炉连接的功率为12000KW、进气量为56T/h汽轮发电机组发电，汽轮发电机组其容量为15000KVA、电压6300/10500V，进入供电系统可用于送一台冶炼电炉或系统设备生产用电或民用，设置的15T/h辅助锅炉与进入蒸汽机的管道相连，以作备用汽源，通过余热锅炉出来的约100～130℃的热烟气进入干燥设备(如回转干燥器或料斗)，对入炉原料进行预热后送入电冶炼炉，工艺流程图图3的循环水系统是将电冶炼炉出来的高温循环冷凝水和蒸汽轮机出来的高温冷凝水(约105℃)与进入电冶炼炉的软化水管连接作为余热锅炉的补用水。使用后的烟气进入除尘器(可用袋式除尘器)风机连接在除尘器后面，粉尘收集回收，净气排放。

Claims (7)

1、电炉冶炼余热回收与利用工艺方法，本发明的特征在于冶炼铁合金、工业硅、电石的一台或多台电冶炼产生的高温烟气，用引风机系统通过烟道将其吸入一台或一台以上余热锅炉，与锅炉管道中流动的软化水进行热交换，产生的高压过热蒸汽送入与余热锅炉连接的汽轮发电机组发电，供企业生产或民用，通过余热锅炉后的热烟气可直接或通过蓄热器后，用于冶炼原材料预热，循环水路系统是将汽轮发电机的软化水管与电冶炼炉和蒸汽轮机冷却出来的高温热水管连接，进入余热锅炉作补给水，循环使用。
2、根据权利要求1所述的电炉冶炼余热回收与利用工艺方法，其特征在于可以一台电冶炼炉配一台余热锅炉或两台电冶炼炉配一台余热锅炉，一台燃煤辅助锅炉、一台蓄热器，一台或一台以上的余热锅炉共用一个锅筒。
3、根据权利要求1所述的电炉冶炼余热回收与利用工艺方法，其特征在于：四台电冶炼炉配置两台余热锅炉、一台辅助锅炉。
4、根据权利要求1所述的电炉冶炼余热回收与利用工艺方法，其特征在于汽轮发电机可为冷凝汽轮机。
5、根据权利要求1所述的电炉冶炼余热回收与利用工艺方法，其特征在于一台余热锅炉配一套汽轮发电机组，或两台或两台以上的余热锅炉配一套汽轮发电机组。
6、根据权利要求1所述的电炉冶炼余热回收与利用工艺方法，其特征在于：风机可安装在除尘设备之前。
7、根据权利要求1所述的电炉冶炼余热回收与利用工艺方法，其特征在于：风机可安装在除尘设备之后。
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