[实用新型]一种基于有机朗肯循环的石灰窑烟气余热回收发电系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种石灰窑烟气余热回收利用系统，具体涉及一种基于有机朗肯循环的石灰窑烟气余热回收发电系统。

背景技术

工业生产中，300℃以上的废热大多已被各种方法回收再利用，而300℃以下的低温废热由于技术和成本等相关问题而没有被充分利用。石灰窑的烟气组成包括燃料燃烧生成废气、燃料燃烧过剩空气、物料(生料)分解生成废气、生料蒸发水分生成废气和燃烧系统漏风量。通常情况下，石灰窑的废热烟气温度低于250℃，该部分余热由于温度过低、换热效果不够理想而直接排放至空气，不但浪费能源，而且污染环境。

对于低品位的焓热，有机朗肯循环与常规的水蒸气朗肯循环相比有很多优点。最显著的特点是，相对水蒸气而言，有机工质的沸点低，在压力不太高(0.2～1.5MPa左右)，温度较低(100℃、甚至40～50℃)的条件下就可以汽化成为蒸气，从而可以将原来废弃的低品位热能再生后以电能的形式输出。

目前，有机朗肯循环发电技术已经在太阳能发电、地热发电、生物质发电、海水温差发电以及工业废热发电等发面得到了应用。但是，对于石灰窑烟气余热回收发电，还没有相关的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决现有石灰窑排出的高温烟气直接排放到大气，造成环境污染以及烟气中的余热未被利用，造成能源浪费的问题，进而提供一种基于有机朗肯循环的石灰窑烟气余热回收发电系统。

本实用新型为解决上述问题采取的技术方案是：本实用新型的一种基于有机朗肯循环的石灰窑烟气余热回收发电系统包括烟气系统、热水系统、有机朗肯循环系统和冷却系统，所述烟气系统包括烟气换热器、电除尘装置和引风机，烟气换热器的烟气进口端用于连接石灰窑的烟气排出端，烟气换热器的烟气出口端与电除尘装置连通，电除尘装置与引风机的引风端连通，引风机的出风端用于连接烟囱；所述热水系统包括蒸发器、预热器和热水泵，烟气换热器的热水出口端通过热水泵与蒸发器的热水进口端连通，蒸发器的热水出口端与预热器的热水进口端连通，预热器的热水出口端与烟气换热器的热水进口端连通；

所述有机朗肯循环系统包括有机透平、回热器、汽液分离器、有机工质罐、有机工质泵、发电机和至少两个冷凝器，蒸发器的有机蒸汽出口端与汽液分离器的进口端连通，汽液分离器的进口端与有机透平的进口端连通，有机透平的出口端与回热器的第一进口端连通，有机透平与发电机连通，回热器的第一出口端和汽液分离器的液体出口端分别与每个冷凝器的有机工质进口端连通，至少两个冷凝器并联设置，每个冷凝器的有机工质出口端均与有机工质罐的进口端连通，有机工质罐的出口端通过有机工质泵与回热器的第二进口端连通，回热器的第二出口端与预热器的有机工质进口端连通，预热器的有机工质出口端与蒸发器的有机工质进口端连通；所述冷却系统包括冷水泵和冷却塔，冷却塔的出水端通过冷水泵与每个冷凝器的冷水进口端连通，每个冷凝器的冷水出口端均与冷却塔的进水端连通。

本实用新型的有益效果是：一、本实用新型利用温差传热原理，利用石灰窑的高温烟气的低品位能量，借助有机朗肯循环，这部分低温废热会通过低沸点有机工质转化成电能，为避免石灰窑所排放烟尘与有机工质有直接接触，而采用间接蒸发，即使用中间热水系统间接换热来加热低沸点的有机工质产生微过热的有机工质蒸汽(汽液混合)，有机工质蒸汽进入有机透平膨胀做功，带动发电机发电，一方面降低了石灰窑排烟温度，达到了节能减排，降低环境污染的目的，另一方面实现了石灰窑的烟气余热发电，缓解了石灰窑日常用电压力；最终达到余热的充分回收利用，有效的提高了系统整体的热量总回收利用效率，二、本实用新型低品位热能回收所发的电量属于高品位能，用途广泛，提高了整个系统的热能利用效率，本实用新型的有机朗肯循环系统进一步增加15％到20％热能的回收比例，总的发电效率提高了10％～22％，总的发电量得到了大大提高。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式