[发明专利]一种多品位余热梯级提质发电系统及方法

说明书

本发明公开一种多品位余热梯级提质发电系统，包括熔炼余热锅炉、吹炼余热锅炉、预转化过热器、主转化过热器、发电组件，本发明还提供一种多品位余热梯级提质发电方法，熔炼炉产生的高温烟气进入熔炼余热锅炉，吹炼炉的高温烟气进入水冷烟罩，加热水冷烟罩的循环水，循环水加热后回到中间水箱，并通入熔炼余热锅炉和吹炼余热锅炉中，吹炼炉的高温烟气与水冷烟罩发生热量交换后进入吹炼余热锅炉；熔炼余热锅炉和吹炼余热锅炉排出的烟气进入预转化器，继而通过预转化过热器进入主转化器，主转化器产生的高温烟气通入主转化过热器，熔炼余热锅炉、吹炼余热锅炉得到的饱和蒸汽通入预转化过热器和主转化过热器，得到的过热蒸汽用于发电。

技术领域

本发明涉及金属铜冶炼技术领域，特别是涉及一种多品位余热梯级提质发电系统及方法。

背景技术

铜冶炼行业，冶炼、制酸各工序可利用余热点多，利用价值高，但各余热点分散，未能集中高效利用各处余热，需研究开发余热高效利用技术。

熔炼、吹炼系统余热由熔炼和吹炼化学反应产生，主要包括炉体散热及1000-1050℃的冶炼烟气余热；硫酸系统余热主要包括硫酸生产预转化系统、主转化系统的转化反应放热；渣选系统(随热态熔炼、吹炼渣带来)余热主要包括冶炼渣缓冷时散去的热量。

结合全流程测算，在能耗的构成中冶炼过程的余热资源占总能耗的60％，而在这些余热资源中烟气余热占的比例高达80％左右；在制酸转化器中，SO₂生成SO₃的化反为强放热反应，转化器温度超过600℃将降低转化效率，甚至导致设备事故，经初步统计分析，预转化处还有60-100℃的烟气余热，主转化系统发生转化反应有50-60℃的烟气余热。

铜冶炼过程中，工序分散，余热点相对分散，常规余热利用方式未进行全流程余热的集中利用；转炉周期性作业，吹炼过程中蒸汽产生量及蒸汽压力呈不规律性变化，与连续生产的熔炼炉相比，产生不同品位的蒸汽。熔炼炉和吹炼炉产生的蒸汽混合后得到品位波动的饱和蒸汽，不能满足连续稳定利用要求；制酸系统预转化工序、主转化工序的转化反应放出的余热仍然随着烟气带走，与熔炼系统的余热的载体蒸汽不是同一载体，不经过转换，载体不统一，余热也不能整合统一利用。

因此，如何改变现有技术中，铜冶炼生产过程中的烟气余热品位分散、利用率低的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多品位余热梯级提质发电系统及方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高不同品位余热的回收利用率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种多品位余热梯级提质发电系统，包括熔炼余热锅炉、吹炼余热锅炉、预转化过热器、主转化过热器、发电组件，所述熔炼余热锅炉能够与熔炼炉相连，所述吹炼余热锅炉能够与吹炼炉相连，所述预转化过热器与预转化器相连，所述主转化过热器与主转化器相连，所述熔炼余热锅炉、所述吹炼余热锅炉分别与预转化器、所述预转化过热器、所述主转化过热器相连，所述吹炼余热锅炉与吹炼炉之间设置水冷烟罩，所述水冷烟罩连接有中间水箱，所述中间水箱能够与外部水源相连通，所述中间水箱与所述熔炼余热锅炉、所述吹炼余热锅炉相连，所述预转化过热器、所述主转化过热器与所述发电组件相连。

优选地，所述水冷烟罩包括多块水套，所述水套内设置循环水路，所述循环水路与所述中间水箱相连通，多组所述循环水路并联设置。

优选地，多块所述水套可拆卸连接。

优选地，所述预转化过热器、所述主转化过热器与所述发电组件之间设置蓄热器和过热器。

优选地，所述熔炼余热锅炉和所述吹炼余热锅炉均连接有收尘单元，所述收尘单元利用净化电雾单元与预转化器相连。