[发明专利]冶金炉烟气有机朗肯余热梯级利用及除尘方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金炉烟气有机朗肯余热梯级利用及除尘方法，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烟气有机朗肯余热梯级利用及除尘方法，通过该方法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，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10mg/Nm³，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：

冶金炉烟气有机朗肯余热梯级利用及除尘方法，其特征在于：本发明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；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850℃；经过燃烧沉降室的烟气进入余热换热室，高温烟气放出热量，完成热交换，温度降至100℃时排出，余热换热室出来的烟气直接进入除尘器，经除尘后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，进入安装于余热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管壳式蒸发器内，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。低沸点有机工质通过工质泵驱动，在管壳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管壳式蒸发器中，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：本发明采用R152a为循环有机工质。

本发明中，有机朗肯循环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，既简化了系统配置，又可以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15mg/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：本发明由有机朗肯循环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15mg/Nm³，达到节能环保生产的目的。

附图说明

图1是实现本发明冶金炉烟气有机朗肯余热梯级利用及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.余热换热室，5.除尘器，6.风机，7.排气筒，8.热管换热器，9.换热器给水泵，10.循环水池，11.管壳式蒸发器，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.循环水泵，18.管壳式冷凝器，19.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：