CN219223356U - 一种矿热炉煤气能源梯级利用系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种矿热炉煤气能源梯级利用系统，属于烟气能源利用技术领域；包括矿热炉煤气冷却系统、预处理系统、内燃机发电系统、一级余热回收系统、二级余热回收系统；矿热炉煤气冷却系统的进气口与矿热炉除尘器出口相连接；矿热炉煤气冷却系统的排气口与预处理系统相连接；预处理系统包括相连接的气液分离器、加压风机和过滤器；所述过滤器与内燃机发电系统相连接，内燃机发电系统的烟气排放管道与一级余热回收系统相连接，一级余热回收系统的烟气管路与SCR脱硝装置相连接，SCR脱硝装置与二级余热回收系统相连接；本实用新型实现了矿热炉煤气高效梯级综合利用，提高了矿热炉煤气利用率。

Description

一种矿热炉煤气能源梯级利用系统

技术领域

本实用新型属于烟气能源利用技术领域，具体为一种矿热炉煤气能源梯级利用系统。

背景技术

矿热炉又称电弧电炉或电阻电炉，它主要用于还原冶炼矿石，碳质还原剂及溶剂等原料。主要生产硅铁，锰铁，铬铁、钨铁、硅锰合金等铁合金，是冶金工业中重要工业原料及电石等化工原料。

目前铁合金厂产生的矿热炉煤气一般通过火炬燃烧排放或送入燃气锅炉作为燃料燃烧使用，直接排放不仅造成资源浪费，同时也污染了环境，用做燃气锅炉燃料虽然将热炉煤气回收利用，但是产品单一经济效益差，能量利用率不高。如何能有效的提高矿热炉煤气利用率，对矿热炉排放的煤气能充分有效的利用，并同时解决产品单一是亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提出一种矿热炉煤气能源梯级利用系统；以实现矿热炉煤气高效梯级综合利用，提高矿热炉煤气利用率。

为了达到上述目的，本实用新型是通过如下技术方案实现的。

一种矿热炉煤气能源梯级利用系统，包括矿热炉煤气冷却系统、预处理系统、内燃机发电系统、一级余热回收系统、二级余热回收系统；所述矿热炉煤气冷却系统的进气口与矿热炉除尘器出口相连接；所述矿热炉煤气冷却系统的排气口与预处理系统相连接；所述预处理系统包括相连接的气液分离器、加压风机和过滤器；所述过滤器与内燃机发电系统相连接，所述内燃机发电系统的烟气排放管道与一级余热回收系统相连接，所述一级余热回收系统的烟气管路与 SCR脱硝装置相连接，所述SCR脱硝装置与二级余热回收系统相连接。

进一步的，还包括储气柜系统，所述矿热炉煤气冷却系统的排气口与储气柜系统相连接；所述储气柜系统通过气柜出口三阀组与预处理系统相连接。

进一步的，所述储气柜系统的进气口设置有气柜入口三阀组；气柜入口三阀组前和气柜出口三阀组后设置有气柜旁通阀。

更进一步的，气柜入口三阀组前还设置有紧急排空电动阀和自动点火火炬系统。

更进一步的，所述储气柜系统设置有储气柜物位计；所述紧急排空电动阀、自动点火火炬系统与储气柜物位计连锁，通过PLC控制系统实现连锁保护。

进一步的，储气柜系统与内燃机发电系统之间并联有多组预处理系统。

进一步的，内燃机发电系统包括内燃机发电机组，内燃机发电机组入口连接有进气阀组；内燃机发电机组的烟气排放管设置有电动三通烟气切换阀，所述电动三通烟气切换阀一路与灭火消音器相连接，另一路与一级余热回收系统相连接。

进一步的，所述二级余热回收系统包括烘干设备和除尘器。

更进一步，烘干设备入口设置有电动三通调节阀。

更进一步，所述除尘器通过引风机与烟囱相连接。

本实用新型相对于现有技术所产生的有益效果为：

本实用新型将矿热炉煤气经过充分的预处理使其符合发电机组进气品质要求，使其进入内燃机发电机组输出电力；发出的电力可供铁合金厂自用，从发电机组排出的高温烟气通过一级余热回收装置回收的余热可供暖和提供生活热水，二级烟气可以通过烘干设备的利用来对焦炭、煤泥或球团烘干，实现了利用排空矿热炉煤气用于发电+供热+烘干的能源梯级利用，变废为宝，同时清洁电力和热力，使得废气得以最资源化利用，解决了矿热炉煤气的排放造成的环境污染问题，具有较好的经济效益和社会环境效益。

本实用新型所述的能源梯级利用系统不仅可以输出清洁电力，节省铁合金厂外购电费开支，还可供暖和提供生活热水，对湿焦炭、煤泥或铁矿石球团进行烘干，节省燃烧费用，具有较好的经济效益，节能减排效益显著。

附图说明

图1为本实用新型所述的矿热炉煤气能源梯级利用系统的连接示意图。

图中，1-矿热炉煤气冷却系统；11-总关断阀组；12-水封装置；13-空气冷却器；14-回收水池。

2-储气柜系统；21-气柜入口三阀组；22-储气柜；23-气柜出口三阀组；24-储气柜物位计；25-气柜旁通阀；26-紧急排空电动阀；27-自动点火火炬系统。

3-预处理系统；31-气液分离器；32-风机入口电动关断阀；33-加压风机；34-过滤器；35-风机出口电动关断阀。

4-内燃机发电系统；41-进气阀组；42-内燃机发电机组；43-电动三通烟气切换阀；44-灭火消音器；45-稳压电动调节放散阀。

5-一级余热回收及烟气脱硝系统；51-一级余热回收装置；52-SCR脱硝装置。

6-二级烟气余热烘干及烟气净化系统；61-电动三通调节阀；62-烘干设备；63-除尘器；64-引风机；65-烟囱。

7-PLC控制系统。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。下面结合实施例及附图详细说明本实用新型的技术方案，但保护范围不被此限制。

参照图1 ，本实施例提出一种矿热炉煤气能源发电、供热、烘干的梯级利用系统，包括矿热炉煤气冷却系统1、储气柜系统2、预处理系统3、内燃机发电系统4、一级余热回收及烟气脱硝系统5、二级烟气余热烘干及烟气净化系统6和PLC控制系统7组成。

矿热炉煤气冷却系统1在矿热炉除尘器出口后的煤气总管上，依次安装总关断阀组11（总关断阀组11由电动蝶阀和电动盲板阀组成）、水封装置12、空气冷却器13，空气冷却器13底部设置回收水池14，回收煤气管道低点排水。

储气柜系统2包括储气柜22；从空气冷却器13排出的煤气经气柜入口三阀组21（气柜入口三阀组21由电动蝶阀+电动盲板阀+电动蝶阀组成）进入储气柜22，储气柜22出口设置气柜出口三阀组23（气柜出口三阀组23由电动蝶阀+电动盲板阀+电动蝶阀组成），气柜入口三阀组21前和气柜出口三阀组23后设置有气柜旁通阀25，在气柜检修时使用；气柜入口三阀组21前还设置有紧急排空电动阀26和自动点火火炬系统27，并与储气柜物位计24连锁，通过PLC控制系统7实现连锁保护，事故状态下多余的气体通过火炬系统27燃烧排放。

储气柜22排出的煤气进入预处理系统3进行脱水、升压和过滤处理，具体的：依次通过气液分离器31、风机入口电动关断阀32、加压风机33、过滤器34、风机出口电动关断阀35，加压风机33根据气量设置两台和多台，过滤器34和加压风机33一对一配置。

经过预处理的煤气进入内燃机发电系统4发电，内燃机发电机组42入口安装进气阀组41，排放烟气经电动三通烟气切换阀43分成两路，一路经灭火消音器44在事故状态或启停机过程中排空，另一路汇入烟气母管进入一级余热回收及烟气脱硝系统5；内燃机发电机组42进气母管末端设置有稳压电动调节放散阀45，用于维持母管压力稳定和检修气体置换出煤气。从发电机组来的高温烟气先进入一级余热回收及烟气脱硝系统5中的一级余热回收装置51，可根据现场需要产生蒸汽或热水，烟气温度降至350℃左右再进入SCR脱硝装置52进行NO_X脱除处理，处理后的烟气达到超低排放要求。

从SCR脱硝装置52出来的烟气进入二级烟气余热烘干及烟气净化系统6，先经烘干设备62，将湿焦炭或湿煤泥进行烘干，排出的烟气经除尘器63净化后，通过引风机64经烟囱65排入大气；烘干设备62入口设置有电动三通调节阀61，可以调节进入烘干设备的烟气量，确保烘干产品的湿度满足要求。PLC控制系统7用于控制各电动阀门和电动调节阀门，确保系统安全可靠运行。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所做的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (10)

1.一种矿热炉煤气能源梯级利用系统，其特征在于，包括矿热炉煤气冷却系统（1）、预处理系统（3）、内燃机发电系统（4）、一级余热回收系统、二级余热回收系统；所述矿热炉煤气冷却系统（1）的进气口与矿热炉除尘器出口相连接；所述矿热炉煤气冷却系统（1）的排气口与预处理系统（3）相连接；所述预处理系统（3）包括相连接的气液分离器（31）、加压风机（33）和过滤器（34）；所述过滤器（34）与内燃机发电系统（4）相连接，所述内燃机发电系统（4）的烟气排放管道与一级余热回收系统相连接，所述一级余热回收系统的烟气管路与SCR脱硝装置（52）相连接，所述SCR脱硝装置（52）与二级余热回收系统相连接。

2.根据权利要求1所述的一种矿热炉煤气能源梯级利用系统，其特征在于，还包括储气柜系统（2），所述矿热炉煤气冷却系统（1）的排气口与储气柜系统（2）相连接；所述储气柜系统（2）通过气柜出口三阀组（23）与预处理系统（3）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种矿热炉煤气能源梯级利用系统，其特征在于，所述储气柜系统（2）的进气口设置有气柜入口三阀组（21）；气柜入口三阀组（21）前和气柜出口三阀组（23）后设置有气柜旁通阀（25）。

4.根据权利要求3所述的一种矿热炉煤气能源梯级利用系统，其特征在于，气柜入口三阀组（21）前还设置有紧急排空电动阀（26）和自动点火火炬系统（27）。

5.根据权利要求4所述的一种矿热炉煤气能源梯级利用系统，其特征在于，所述储气柜系统（2）设置有储气柜物位计（24）；所述紧急排空电动阀（26）、自动点火火炬系统（27）与储气柜物位计（24）连锁，通过PLC控制系统（7）实现连锁保护。

6.根据权利要求2所述的一种矿热炉煤气能源梯级利用系统，其特征在于，储气柜系统（2）与内燃机发电系统（4）之间并联有多组预处理系统（3）。

7.根据权利要求1所述的一种矿热炉煤气能源梯级利用系统，其特征在于，内燃机发电系统（4）包括内燃机发电机组（42），内燃机发电机组（42）入口连接有进气阀组（41）；内燃机发电机组（42）的烟气排放管设置有电动三通烟气切换阀（43），所述电动三通烟气切换阀（43）一路与灭火消音器（44）相连接，另一路与一级余热回收系统相连接。

8.根据权利要求1所述的一种矿热炉煤气能源梯级利用系统，其特征在于，所述二级余热回收系统包括烘干设备（62）和除尘器（63）。

9.根据权利要求8所述的一种矿热炉煤气能源梯级利用系统，其特征在于，烘干设备（62）入口设置有电动三通调节阀（61）。

10.根据权利要求8所述的一种矿热炉煤气能源梯级利用系统，其特征在于，所述除尘器（63）通过引风机（64）与烟囱（65）相连接。

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