[发明专利]冶金炉内外排烟气一体化余热发电除尘方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金炉内外排烟气一体化余热发电除尘方法，具体地说是能最大限度地回收冶金炉烟气中的热能转化为高品位电能，又能改善除尘能力，属于冶金炉除尘技术领域。

背景技术

在现有技术中冶金炉烟气的净化装置为冶金炉烟气发生设备、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、蓄热式余热锅炉来回收冶金炉烟气的余热，产生饱和蒸汽等。由于冶金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冶金炉烟气的余热回收。目前，蓄热式余热锅炉已经成功运用到电炉烟气余热回收中，但由于换热管的固有缺陷(造价高、不抗冻、不耐高温、使用年限短)，使得蓄热式余热锅炉在钢铁行业的普及还面临很多问题。

同时，由于冶金炉烟气温度波动剧烈，波幅大，余热系统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系统的最大蒸发量，出现大马拉小车的局面。这就相对减少了余热系统的经济价值，增加了余热系统的投资。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了冶金炉内外排烟气一体化余热发电除尘方法，通过该方法其不仅能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，拖动除尘风机，同时可降低烟气的排放温度，改善除尘能力，并且不影响冶金炉生产的稳定和连续。

本发明所采用的技术方案如下：

冶金炉内外排烟气一体化余热发电除尘方法，其特征在于：冶金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750℃，由燃烧沉降室出来的烟气进入沉降换热室，高温烟气放出热量，温度降至80℃，经降温的烟气由增压风机出来与连接在冶金炉上方的外排管道出来的烟气混合一并进入除尘器，经除尘后粉尘浓度10mg/Nm³，由主风机压入排气筒排入大气。同时，循环水通过换热器给水泵驱动，进入安装于沉降换热室内的热管换热器中吸收烟气的热量，形成汽水混合物，汽水混合物在自然循环力推动下进入蓄热式蒸发器内，放出热量，变成低温水，低温水流入循环水池，开始新一轮循环。低沸点工质通过工质泵驱动，在蓄热式蒸发器中吸收汽水混合物的热量，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。系统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蓄热式蒸发器中，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，进入管壳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：采用R123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，降低了系统运行能耗；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80℃以下，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在10mg/Nm³。

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、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；

3、工质储液罐，可确保工质循环泵连续加压；

4、解决热胀冷缩问题；

5、换热器不积灰，不堵塞；

6、提高余热发电装置效率；

7、减少余热发电装置投资。

附图说明

图1是实现本发明冶金炉内外排烟气一体化余热发电除尘方法的工艺流程图。

图中，1.冶金炉，2.水冷滑套，3.燃烧沉降室，4.沉降换热室，5.外排管道，6.增压风机，7.除尘器，8.风机，9.排气筒，10.热管换热器，11.换热器给水泵，12.循环水池，13.蓄热式蒸发器，14.工质循环泵，15.汽包，16.储液罐，17.低沸点工质汽轮机，18.三相发电机，19.循环水泵，20.管壳式冷凝器，21.冷却塔。