CN212109580U - 一种基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型为一种基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统，包括高温熔盐罐，高温熔盐罐内部设置高温熔盐泵，高温熔盐泵的熔盐出口通过第一管道与第一换热器的热源入口连接；第一换热器的热源出口通过第二管道与低温熔盐罐连接，低温熔盐罐内部设置低温熔盐泵，低温熔盐泵的熔盐出口通过第三管道与第二换热器的换热入口连接；第二换热器的换热出口通过第四管道与高温熔盐罐连接。本实用新型可解决高温烟气的波动性和间歇性导致的余热利用困难的问题，使用熔盐储热技术，提高了余热发电效率，降低了设备投资成本。

Description

一种基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统
技术领域
本实用新型属于烟气余热利用领域，特别是涉及一种基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统。
背景技术
转炉炼钢是钢铁冶炼生产过程中非常重要的工序，在转炉内把铁水炼成钢的过程主要是降碳、升温、脱磷等高温物理化学反应，最后排出大量的CO、CO2等高温废气（温度约1400-1600℃）。转炉工序能耗约占整个钢铁生产中能耗的8%-14%，仅次于炼铁工序，其中45%的能耗以废气的散热形式直接排放到大气中，不仅造成环境的污染，而且浪费了大量的热能资源。转炉烟气温度虽然高，但其是典型的间歇性热源，这给其余热利用带来了较大困难。
为克服间歇性热源问题，目前通常使用余热锅炉和蒸汽蓄热器来对钢厂转炉烟气余热进行回收利用。该方案实际应用过程中，存在着一些缺陷：首先，蒸汽蓄热器大规模蓄热成本较高；其次，蒸汽蓄热器出口蒸汽压力和温度较低，用于发电时，汽轮机发电效率较低。
熔盐储热技术使用高温熔盐作为储热介质，能够产生高温高压蒸汽，可提高汽轮机发电效率。另一方面，由于熔盐储能密度大、工作压力低，大规模储热时，相对蒸汽蓄热器具有一定的成本优势。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统，解决高温烟气的波动性和间歇性导致的余热利用困难，使高温烟气余热得到最大化利用，从而实现节能减排目的。
为解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型为一种基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统，包括高温熔盐罐，高温熔盐罐内部设置高温熔盐泵，高温熔盐泵的熔盐出口通过第一管道与第一换热器的热源入口连接；第一换热器的热源出口通过第二管道与低温熔盐罐连接，低温熔盐罐内部设置低温熔盐泵，低温熔盐泵的熔盐出口通过第三管道与第二换热器的换热入口连接；第二换热器的换热出口通过第四管道与高温熔盐罐连接。
进一步的，所述的基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统，所述高温熔盐泵为液下泵。
进一步的，所述的基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统，所述低温熔盐泵为液下泵。
进一步的，所述的基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统，还包括混风器，混风器的混风出口通过管道与第二换热器的热源入口连接。更进一步的，所述混风器包括两个混风入口，一个混风腔和一个混风出口，从两个混风入口进入的气体在混合腔内混合后从混风出口排出，实现混风。
更进一步的，所述的基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统，所述混风器的一个入口连接进烟管道，进烟管道上设置第一阀门，另一个入口连接进空气管道，进空气管道上设置第二阀门。
本实用新型提供的基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统在使用过程中，所述混风器通过第一阀门与转炉烟气出口相连，通过第二阀门与空气入口相连，混风器出口与第二换热器的热源入口相连。
本实用新型提供的基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统中，高温熔盐罐、高温熔盐泵、第一换热器、低温熔盐罐通过熔盐管道依次连接构成一条熔盐流动通道；所述低温熔盐罐、低温熔盐泵、第二换热器、高温熔盐罐通过熔盐管道依次连接构成另一条熔盐流动通道。
本实用新型中，所述第一换热器可根据实际情况，设计为由多个换热器串联组成的多级换热装置。
本实用新型具有以下有益效果：
（1）本实用新型可以有效解决波动性和间歇性高温烟气余热利用困难的问题。
（2）本实用新型使用熔盐作为储热介质，可以稳定产生高温高压蒸汽，可提高汽轮机的发电效率。
（3）本实用新型使用熔盐储热技术解决热源的不稳定性，大规模储热时，具有成本优势。
当然，实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为实施例中提供的基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统示意图；
图2为实施例中提供的混风器示意图；
图1-2中，1-高温熔盐罐，2-高温熔盐泵，3-第一换热器，4-低温熔盐罐，5-低温熔盐泵，6-第二换热器，7-混风器，71-壳体，72-混风管，73-排气孔，74-第一混风入口，75-第二混风入口，76-混风出口，8-第一阀门，9-第二阀门。
具体实施方式：
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例
如图1所示，本实施例提供了一种基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统，包括高温熔盐罐1、高温熔盐泵2、第一换热器3、低温熔盐罐4、低温熔盐泵5、第二换热器6和混风器7；所述高温熔盐泵2为液下泵，安装于高温熔盐罐1顶部；所述低温熔盐泵5为液下泵，安装于低温熔盐罐4顶部；高温熔盐泵2的熔盐出口通过第一管道与第一换热器3的热源入口连接；第一换热器3的热源出口通过第二管道与低温熔盐罐4连接，低温熔盐泵5的熔盐出口通过第三管道与第二换热器6的换热入口连接；第二换热器6的换热出口通过第四管道与高温熔盐罐1连接。
以上基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统中混风器7可以采取常规的混风设备，能够将两种气流实现混合即可实现，通常该设备包括两个混风入口，一个混风腔和一个混风出口。本实施例中采用的混风器7的结构入图2所示，所述混风器7包括壳体71，在壳体71上设置有第一混风入口74、第二混风入口75和混风出口76，所述第一混风入口74和混风出口76直接与壳体71内部的混风腔连通，所述第二混风入口75连通有多根混风管72，混风管72上设置排气孔73，混风管72设置在混风腔中，第二混风入口75进入的气体通过排气孔73排出在混风腔中，与第一混风入口74直接进入混风腔的气体混合，最终从混风出口76排出。
本实施例提供的基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统，所述高温熔盐罐1、高温熔盐泵2、第一换热器3、低温熔盐罐4通过熔盐管道依次连接构成一条熔盐流动通道；所述低温熔盐罐4、低温熔盐泵5、第二换热器6、高温熔盐罐1通过熔盐管道依次连接构成另一条熔盐流动通道。
混风器7的一个混风入口通过第一阀门8与烟气入口相连，另一个混风入口通过第二阀门9与空气入口b相连，且其混风出口与第二换热器6的热源入口相连。第一换热器3上还设置有用热介质入口d（冷源入口）和用热介质出口e（冷源出口）；所述第一换热器3可根据实际情况，设计为由多个换热器串联组成的多级换热装置。
本实施例提供的基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统采用双罐熔盐储热技术，其蓄热和放热过程相互独立，互不干扰，可保持用热端的稳定可靠。
本实用新型提供的基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统工作过程如下：
蓄热时，1400℃的高温烟气从高温烟气入口a流入，与从b口流入的环境空气，在混风器7中混合成800℃后，流入第二换热器6中与熔盐进行换热，换热后变为300℃从烟气出口c流出。低温熔盐泵5将低温熔盐罐4中290℃的低温熔盐送入第二换热器6中与烟气进行换热。低温熔盐吸收烟气的热量后，变为550℃的高温熔盐，流入高温熔盐罐1中进行储存。
放热时，高温熔盐泵2将高温熔盐罐1中550℃的高温熔盐送入第一换热器3与从d口流入的给水进行换热（换热过程分预热、蒸发和过热，换热器由多个串联组成），给水吸收高温熔盐的热量，变为535℃、10MPa的高温高压过热蒸汽，流入汽轮机，进行发电；高温熔盐放热后，变为290℃的低温熔盐，流入低温熔盐罐4进行储存。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统，其特征在于，包括高温熔盐罐（1），高温熔盐罐（1）内部设置高温熔盐泵（2），高温熔盐泵（2）的熔盐出口通过第一管道与第一换热器（3）的热源入口连接；第一换热器（3）的热源出口通过第二管道与低温熔盐罐（4）连接，低温熔盐罐（4）内部设置低温熔盐泵（5），低温熔盐泵（5）的熔盐出口通过第三管道与第二换热器（6）的换热入口连接；第二换热器（6）的换热出口通过第四管道与高温熔盐罐（1）连接。
2.根据权利要求1所述的基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统，其特征在于，所述高温熔盐泵（2）为液下泵。
3.根据权利要求1所述的基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统，其特征在于，所述低温熔盐泵（5）为液下泵。
4.根据权利要求1所述的基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统，其特征在于，还包括混风器（7），混风器（7）的混风出口通过管道与第二换热器（6）的热源入口连接。
5.根据权利要求4所述的基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统，其特征在于，所述混风器（7）的一个入口连接进烟管道，进烟管道上设置第一阀门（8），另一个入口连接进空气管道，进空气管道上设置第二阀门（9）。
6.根据权利要求1所述的基于熔盐储热技术的高温烟气余热利用系统，其特征在于，所述第一换热器（3）为多个，串联设置。
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