CN103017547A - 电炉内排烟气有机朗肯余热发电节能除尘方法 - Google Patents

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Abstract

电炉内排烟气有机朗肯余热发电节能除尘方法，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后进入燃烧沉降室，经过燃烧沉降室的烟气进入等流速余热交换室，烟气放出热量，然后烟气进入布袋除尘器，经除尘后由主风机压入排气筒排入大气。同时，有机工质通过工质泵驱动，在直管板热管换热器中吸收热量，变成蒸汽，工质蒸汽在汽轮机内膨胀做功，带动发电机发电。从低沸点工质汽轮机排出的工质蒸汽由冷凝器冷凝为饱和液体，由工质泵将工质液体加压后送入直管板热管换热器中，开始新一轮循环。其特征在于：采用R600为循环有机工质。本发明可最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，装置投资低、运行能耗低，环保效果好。

Description

电炉内排烟气有机朗肯余热发电节能除尘方法
技术领域
本发明涉及电炉内排烟气有机朗肯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、蓄热式热管余热锅炉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，蓄热式热管余热锅炉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)，使得蓄热式热管余热锅炉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***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***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***的经济价值，增加了余热***的投资。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了电炉内排烟气有机朗肯余热发电节能除尘方法，通过该方法不仅能有效降低电炉烟气温度波动幅度，同时也降低了烟气温度的峰值，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7mg/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：
电炉内排烟气有机朗肯余热发电节能除尘方法，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，使烟气中的一氧化碳气体充分燃烬，调节控制沉降室的烟气温度800℃，经过燃烧沉降室的烟气进入等流速余热交换室，高温烟气放出热量，完成热交换，温度降至100℃，然后烟气进入布袋除尘器，经除尘后粉尘浓度7mg/Nm3，由主风机压入排气筒排入大气。同时，低沸点有机工质通过工质循环泵驱动，在直管板热管换热器中吸收烟气的热量，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。***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镁肋管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直管板热管换热器中，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，进入镁肋管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：本发明采用R600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***运行能耗；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7mg/Nm3，达到节能环保生产的目的。
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、解决热胀冷缩问题；
3、延长设备的使用寿命；
4、提高余热发电装置效率；
5、减少余热发电装置投资；
6、可以减少混入冷风量，节约除尘能耗。
附图说明
图1是实现本发明电炉内排烟气有机朗肯余热发电节能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.等流速余热交换室，5.除尘器，6.主风机，7.排气筒，8.直管板热管换热器，9.低沸点工质汽轮机，10.三相发电机，11.工质循环泵，12.水泵，13.镁肋管式冷凝器，14.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：本发明电炉内排烟气有机朗肯余热发电节能除尘方法步骤如下：150t/h炼钢电炉1内排烟气流量35×104Nm3/h，温度1150℃，含尘浓度29g/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800℃，由燃烧沉降室3出来的烟气进入等流速余热交换室4，高温烟气放出热量，完成热交换，温度降至100℃，进入除尘器5，经除尘后粉尘浓度7mg/Nm3。由主风机6压入排气筒7排入大气。同时，低沸点工质通过工质泵11驱动，先在安装于等流速余热交换室4内的直管板热管换热器8中吸收烟气余热载体的热量，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9内膨胀做功，并带动三相发电机10发电。***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9排出的工质蒸汽由镁肋管式冷凝器13冷凝为饱和液体，再由工质泵11将工质液体加压后送入直管板热管换热器8中，开始新一轮循环。从冷却塔14过来的循环水通过循环水泵12驱动，进入镁肋管式冷凝器13中吸收热量，在自然循环力推动下进入冷却塔14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R600，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0.34MPa时，***输出电功率为3000KW，朗肯循环效率为25.2％，***排出的烟气温度为100℃。
以150t/h炼钢电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：
注：按年工作330日计算。
由此可见，本发明可最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，还能达到好的除尘效果，排放的粉尘浓度7mg/Nm3，装置投资低、运行能耗低，环保效果好。

Claims (2)

1.电炉内排烟气有机朗肯余热发电节能除尘方法，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，使烟气中的一氧化碳气体充分燃烬，调节控制沉降室的烟气温度800℃，经过燃烧沉降室的烟气进入等流速余热交换室，高温烟气放出热量，完成热交换，温度降至100℃，然后烟气进入布袋除尘器，经除尘后粉尘浓度7mg/Nm3，由主风机压入排气筒排入大气。同时，低沸点有机工质通过工质循环泵驱动，在直管板热管换热器中吸收烟气的热量，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。***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镁肋管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直管板热管换热器中，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，进入镁肋管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所述的电炉内排烟气有机朗肯余热发电节能除尘方法，其特征在于：采用R600为循环有机工质。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104101219A (zh) * 2013-04-12 2014-10-15 无锡市西漳环保设备有限公司 一种治理电炉pm2.5微尘的微滤过滤方法
CN104912634A (zh) * 2015-05-06 2015-09-16 东南大学 南极发电舱烟气除尘及余热利用***
CN109827167A (zh) * 2019-01-30 2019-05-31 曾蒙汉 一种串行式直燃梯级发电***及方法
CN113175362A (zh) * 2021-04-25 2021-07-27 西安热工研究院有限公司 一种实现低压缸零出力的母管制连接***及运行方法

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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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