CN103836989A - 带有蓄热均温器的电炉烟气余热发电节能除尘方法 - Google Patents
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Abstract
带有蓄热均温器的电炉烟气余热发电节能除尘方法，其特征在于：电炉内排烟气经水冷滑套混入冷风后进入沉降室，再进入蓄热均温器，再进入余热交换室，烟气放出热量，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，在蒸发器中吸收热量，变成蒸汽，进入汽包，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，进入储液罐，由工质泵将工质液体加压后送入蒸发器中，开始新一轮循环，其特征在于：采用R141B为循环有机工质。本发明采用低沸点工质有机朗肯循环余热发电来回收电炉烟气的余热，将热能转化为高品位电能，装置投资低、运行能耗低。
Description
技术领域
本发明涉及一种带有蓄热均温器的电炉烟气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
钢铁工业每年消耗大量能源，冶炼过程中产生的高温烟气和设备散热带走了大量能量。由于电炉炼钢烟气温度很高，经捕集后进入管道的温度一般在1100℃左右，粉尘浓度达18g/Nm3，小于8um的灰占粉尘总量的75％以上，粉尘量大，并且粘而细。并且烟气温度剧烈波动，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，热管式换热器已经成功运用到电炉的烟气余热回收中，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)，使得热管余热回收装置在钢铁行业的普及还面临很多问题。
由于烟气中含有大量的粉尘，粘而细的粉尘在换热元件上出现积灰、堵塞现象，不仅影响换热效率，造成余热锅炉产汽量不足，更为严重的是由于余热锅炉堵灰，***运行不稳定，造成冶炼生产无法正常进行，被迫停产检修。
同时，由于电炉烟气温度波动剧烈，波幅大，余热回收装置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回收装置的最大蒸发量，出现大马拉小车的局面。这就相对减少了余热回收装置的经济价值，增加了余热回收装置的投资。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种带有蓄热均温器的电炉烟气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16mg/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：
带有蓄热均温器的电炉烟气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，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900℃，经过燃烧沉降室的烟气进入蓄热均温器，所述蓄热均温器包括烟气进口、碳铝复合材料蓄热体、声波清灰装置、烟气出口和灰斗，所述碳铝复合材料蓄热体设置于烟气进口和烟气出口之间，所述碳铝清灰装置分段布置于蓄热体之间，通过蓄热均温器中碳铝复合材料蓄热体对高温烟气的蓄热均温作用后，烟气进入余热交换室，高温烟气放出热量，完成热交换，温度降至120℃左右，然后烟气进入布袋除尘器，经除尘后粉尘浓度16mg/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，在一次表面蒸发器中吸收烟气的热量，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，***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一次表面蒸发器中，开始新一轮循环，从管壳式冷凝器出来的循环水，通过溴化锂吸收式制冷机冷却，冷却水的温度降至10～15℃，满足工质蒸汽冷凝为饱和液体对冷却水的要求，经水泵送入管壳式冷凝器中，开始新一轮循环。
其进一步特征在于：本发明采用R141B为循环有机工质。
本发明的有益效果是：由于电炉烟气温度波动剧烈，烟气温度峰值高，当烟气通过本发明的蓄热均温器处理后，烟气温度波动幅度可以大为减少，同时也降低了烟气温度的峰值，可以使余热回收装置投资减少，烟气温度波动幅度减少，则有利于提高余热回收装置的稳定性，延长使用寿命，经过蓄热均温器的烟气进余热交换室，经过一次表面蒸发器换热，再通过低沸点工质有机朗肯循环余热发电来回收电炉中低温烟气的余热，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；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120℃，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16mg/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.采用低沸点工质有机朗肯循环余热发电来回收电炉中低温烟气的余热，实现电炉烟气余热利用；
2.通过溴化锂吸收式制冷机冷却，冷却水的温度降至10～15℃，满足工质蒸汽冷凝为饱和液体对冷却水的要求；
3.蓄热均温器可对烟气温度削峰填谷，降低烟气的最高温度、减小烟气温度的波动幅度，缓解烟气温度的骤升骤降，解决热胀冷缩问题；
4.延长设备的使用寿命；
5.提高余热发电装置效率；
6.减少余热发电装置投资；
7.可以减少混入冷风量，节约除尘能耗。
附图说明
图1是实现本发明带有蓄热均温器的电炉烟气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.蓄热均温器，5.烟气进口，6.碳铝复合材料蓄热体，7.灰斗，8.声波清灰装置，9.烟气出口，10.余热交换室，11.一次表面蒸发器，12.工质循环泵，13.汽包，14.储液罐，15.低沸点工质汽轮机，16.三相发电机，17.水泵，18.管壳式冷凝器，19.溴化锂吸收式制冷机，20.除尘器，21.主风机，22.排气筒。
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：本发明带有蓄热均温器的电炉烟气余热发电节能除尘方法步骤如下：
100t/h电炉1烟气流量28×104Nm3/h，温度1100℃，含尘浓度18g/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900℃，由燃烧沉降室3出来的烟气进入蓄热均温器4，所述蓄热均温器4包括烟气进口5、碳铝复合材料蓄热体6、声波清灰装置8、烟气出口9和灰斗7，所述碳铝复合材料蓄热体6设置于烟气进口5和烟气出口9之间，所述声波清灰装置8分段布置于碳铝复合材料蓄热体6之间，通过蓄热均温器4中碳铝复合材料蓄热体6对高温烟气的蓄热均温作用后，烟气进入余热交换室10中，高温烟气放出热量，完成热交换，温度降至120℃，进入除尘器20，经除尘后粉尘浓度16mg/Nm3，由主风机20压入排气筒22排入大气，同时，低沸点有机工质通过工质泵12驱动，先在安装于余热交换室10内的一次表面蒸发器11中吸收烟气余热载体的热量，变成饱和蒸汽，进入汽包13，汽包13可滤除气源中过饱和水份和杂质，确保汽轮机15平稳运行，工质蒸汽通过调压阀后，在低沸点工质汽轮机15内膨胀做功，并带动三相发电机16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15排出的工质蒸汽由管壳式冷凝器18冷凝为饱和液体，进入储液罐14，储液罐14可确保工质循环泵12连续加压，工质循环泵12将工质液体加压后送入一次表面蒸发器11中，开始新一轮循环，从管壳式冷凝器18出来的循环水，通过溴化锂吸收式制冷机19冷却，冷却水的温度降至10～15℃，满足工质蒸汽冷凝为饱和液体对冷却水的要求，经水泵17送入管壳式冷凝器18中，开始新一轮循环。
所述低沸点工质为R141B，进入低沸点工质汽轮机的工质压力为2.29MPa，膨胀做功后的工质压力为0.21MPa时，***输出电功率为3500KW，朗肯循环效率为27.5％，***排出的烟气温度为120℃。
本发明的最大特点是采用低沸点工质有机朗肯循环余热发电来回收电炉烟气的余热，通过溴化锂吸收式制冷机冷却从管壳式冷凝器出来的循环冷却水，冷却水的温度降至10～15℃，满足工质蒸汽冷凝为饱和液体对冷却水的要求，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，可最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能。
以100t/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，经过蓄热均温器的烟气进余热交换室，由于烟气温度峰值降低，可以使余热发电装置投资减少；烟气温度波动幅度减少，则有利于提高余热发电装置的稳定性，延长使用寿命；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，排放的粉尘浓度16mg/Nm3，并且不影响电炉生产的稳定和连续。
Claims (2)
1.带有蓄热均温器的电炉烟气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，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900℃，经过燃烧沉降室的烟气进入蓄热均温器，所述蓄热均温器包括烟气进口、碳铝复合材料蓄热体、声波清灰装置、烟气出口和灰斗，所述碳铝复合材料蓄热体设置于烟气进口和烟气出口之间，所述碳铝清灰装置分段布置于蓄热体之间，通过蓄热均温器中碳铝复合材料蓄热体对高温烟气的蓄热均温作用后，烟气进入余热交换室，高温烟气放出热量，完成热交换，温度降至120℃左右，然后烟气进入布袋除尘器，经除尘后粉尘浓度16mg/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，在一次表面蒸发器中吸收烟气的热量，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，***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一次表面蒸发器中，开始新一轮循环，从管壳式冷凝器出来的循环水，通过溴化锂吸收式制冷机冷却，冷却水的温度降至10～15℃，满足工质蒸汽冷凝为饱和液体对冷却水的要求，经水泵送入管壳式冷凝器中，开始新一轮循环。
2.根据权利要求1所述的带有蓄热均温器的电炉烟气余热发电节能除尘方法，其特征在于：采用R141B为循环有机工质。
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|---|---|---|---|---|
| CN109945635A (zh) * | 2019-02-23 | 2019-06-28 | 滁州市洪武报废汽车回收拆解利用有限公司 | 一种含油废钢加工用控制*** |
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Application publication date: 20140604 |