冶金鐵合金爐煙氣節(jié)能除塵方法
【專利摘要】冶金鐵合金爐煙氣節(jié)能除塵方法，其特征在于：鐵合金爐煙氣由爐內(nèi)排出，經(jīng)水冷煙道混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進沉降室，再進入熱管蒸發(fā)器，經(jīng)換熱后再進入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后進入均流換熱室中，再由主風機壓入排氣筒排入大氣，同時，循環(huán)水從換熱器中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物進入蒸發(fā)器內(nèi)，放出熱量，有機工質(zhì)液體，吸收汽水混合物的熱量，變成工質(zhì)蒸汽，在帶補汽口有機透平內(nèi)膨脹做功，并帶動發(fā)電機發(fā)電，其特征在于：采用R152a為循環(huán)有機工質(zhì)。本發(fā)明方法可實現(xiàn)鐵合金爐高含塵煙氣余熱梯級利用，將煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，其熱效率可比單級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)提高29～32％，還能達到好的環(huán)保效果。
【專利說明】
冶金鐵合金爐煙氣節(jié)能除塵方法
所屬技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種冶金鐵合金爐煙氣節(jié)能除塵方法，具體地說是能最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，又能改善除塵能力，屬于煙氣余熱利用及除塵技術領域。
【背景技術】
[0002]鐵合金爐煙氣溫度很高，經(jīng)捕集后進入管道的溫度一般在700°C左右，粉塵濃度達15g/Nm3，小于5um的灰占粉塵總量的90%以上，粉塵量大，并且粘而細。目前通常采用先換熱降溫(換熱降溫方式有:機力冷卻器換熱、噴霧冷卻換熱等)后除塵的方法。上述方法存在諸多缺點:
[0003]1、機力冷卻器換熱后除塵:降溫效果差，進口煙氣溫度不宜大于450°C，降溫范圍有限，機冷器管壁容易堵灰，造成燒布袋，系統(tǒng)無法正常運行。
[0004]2、噴霧冷卻換熱后除塵:增加煙氣中水的含量，不僅使布袋板結(jié)，還容易造成水與粉塵粘結(jié)，造成系統(tǒng)設備堵塞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對上述問題，本發(fā)明提供了冶金鐵合金爐煙氣節(jié)能除塵方法，通過該方法不僅能最大限度地回收煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，拖動除塵風機，同時可降低煙氣的排放溫度，達到好的環(huán)保效果，并且不影響鐵合金爐生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù)，還能得到很好的除塵效果，排放的粉塵濃度3mg/Nm3。
[0006]本發(fā)明所采用的技術方案如下:
[0007]冶金鐵合金爐煙氣節(jié)能除塵方法，其特征在于:本發(fā)明鐵合金爐煙氣由爐內(nèi)排出，經(jīng)水冷煙道混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室，燃燒沉降室的作用是:降低煙氣流速，使煙氣中攜帶的大顆粒粉塵沉降，并適當混入冷風，最終燃燼一氧化碳氣體，由燃燒沉降室出來的煙氣進入旋風除塵器，進行預除塵，然后進入高溫熱管蒸發(fā)器，蒸汽汽包中的水在高溫熱管蒸發(fā)器中吸收高溫煙氣余熱后產(chǎn)生蒸汽進入蒸汽汽包，蒸汽汽包中的蒸汽通過管道進入蒸汽蓄熱器，經(jīng)調(diào)節(jié)后外供穩(wěn)定、連續(xù)、參數(shù)符合用戶要求的蒸汽用于發(fā)電，通過高溫熱管蒸發(fā)器換熱后，煙氣溫度波動幅度可以大為減少，同時也降低了煙氣溫度的峰值，煙氣由高溫變?yōu)橹械蜏責煔?，再進入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，然后進入中低溫均流換熱室中，煙氣放出熱量，溫度降至80°C，由主風機壓入排氣筒排入大氣，同時，循環(huán)水通過換熱器給水栗驅(qū)動，進入安裝于中低溫均流換熱室內(nèi)的等流速一次表面換熱器中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物，汽水混合物的溫度185°C，汽水混合物在自然循環(huán)力推動下進入高壓級蒸發(fā)器中放出熱量，溫度降至125°C，然后進入低壓級蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至60°C，變成低溫水，低溫水流入循環(huán)水池，開始新一輪循環(huán)，同時，經(jīng)過冷凝的有機工質(zhì)液體，經(jīng)過低壓級工質(zhì)加壓栗的驅(qū)動，先在低壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的低壓補汽口，另一路經(jīng)高壓級工質(zhì)加壓栗加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的高壓進汽缸，工質(zhì)蒸汽在帶補汽口有機透平內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機發(fā)電，系統(tǒng)發(fā)出的電能為三相交流電，額定電壓為380V，可經(jīng)過調(diào)壓后并入廠內(nèi)電網(wǎng)，或直接送給用電設備使用，從帶補汽口有機透平排出的工質(zhì)蒸汽由管殼式冷凝器冷凝為飽和液體，進入儲液罐，儲液罐可確保低壓級工質(zhì)加壓栗連續(xù)加壓，再由低壓級工質(zhì)加壓栗將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級蒸發(fā)器中，開始新一輪循環(huán)，從管殼式冷凝器出來的循環(huán)水，通過溴化鋰吸收式制冷機冷卻，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿足工質(zhì)蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求，經(jīng)循環(huán)水栗送入管殼式冷凝器中，開始新一輪循環(huán)。
[0008]其進一步特征在于:采用R152a為循環(huán)有機工質(zhì)。
[0009]本發(fā)明與已有技術相比具有以下優(yōu)點:
[0010]1.采用高溫熱管蒸發(fā)器來回收鐵合金爐高溫煙氣的余熱、多級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來回收鐵合金爐中低溫煙氣的余熱，實現(xiàn)鐵合金爐煙氣余熱梯級利用；
[0011]2.通過溴化鋰吸收式制冷機冷卻，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿足工質(zhì)蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求；
[0012]3.采用旋風除塵器，進行預除塵，解決高溫熱管蒸發(fā)器結(jié)灰堵塞的難題，延長設備的使用壽命；
[0013]4.等流速一次表面換熱器不積灰，不堵塞，換熱效率提高8?9倍；
[0014]5.省掉了等流速一次表面換熱器的吹灰系統(tǒng)，從而降低了造價及運行費用；
[0015]6.采用塑燒板除塵器，排放濃度3mg/Nm3;
[0016]7.應用范圍廣，鐵合金爐除塵余熱發(fā)電都可采用。
【附圖說明】
[0017]圖1是實現(xiàn)本發(fā)明的工藝流程圖。
[0018]圖中:1.鐵合金爐，2.水冷煙道，3.燃燒沉降室，4.旋風除塵器，5.高溫熱管蒸發(fā)器，6.蒸汽汽包，7.蒸汽蓄熱器，8.塑燒板除塵器，9.中低溫均流換熱室，10.等流速一次表面換熱器，11.主風機，12.排氣筒，13.換熱器給水栗，14.循環(huán)水池，15.低壓級蒸發(fā)器，16.高壓級蒸發(fā)器，17.低壓級工質(zhì)加壓栗，18.高壓級工質(zhì)加壓栗，19.儲液罐，20.帶補汽口有機透平，21.三相發(fā)電機，22.循環(huán)水栗，23.管殼式冷凝器，24.溴化鋰吸收式制冷機。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述:
[0020]如圖1所示:本發(fā)明冶金鐵合金爐煙氣節(jié)能除塵方法步驟如下:
[0021 ] 30000KVA鐵合金爐排煙量28 X 104/Nm3/h，溫度700 °C，含塵濃度35g/Nm3由爐內(nèi)排出，經(jīng)水冷煙道2混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室3 ;燃燒沉降室3的作用是:降低煙氣流速，使煙氣中攜帶的大顆粒粉塵沉降，并適當混入冷風，最終燃燼一氧化碳氣體，由燃燒沉降室3出來的煙氣進入旋風除塵器4，進行預除塵，然后進入高溫熱管蒸發(fā)器5，蒸汽汽包6中的水在高溫熱管蒸發(fā)器5中吸收高溫煙氣余熱后產(chǎn)生蒸汽進入蒸汽汽包6，蒸汽汽包6中的蒸汽通過管道進入蒸汽蓄熱器7，經(jīng)調(diào)節(jié)后外供穩(wěn)定、連續(xù)、參數(shù)符合用戶要求的蒸汽用于發(fā)電，通過高溫熱管蒸發(fā)器5換熱后，煙氣溫度波動幅度可以大為減少，同時也降低了煙氣溫度的峰值，煙氣由高溫變?yōu)橹械蜏責煔猓龠M入塑燒板除塵器8，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，然后進入中低溫均流換熱室9中，煙氣放出熱量，溫度降至80°C，由主風機11壓入排氣筒12排入大氣，同時，循環(huán)水通過換熱器給水栗13驅(qū)動，進入安裝于中低溫均流換熱室9內(nèi)的等流速一次表面換熱器10中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物，汽水混合物的溫度185°C，汽水混合物在自然循環(huán)力推動下進入高壓級蒸發(fā)器16中放出熱量，溫度降至125°C，然后進入低壓級蒸發(fā)器15中放出熱量，水溫降至60°C，變成低溫水，低溫水流入循環(huán)水池14，開始新一輪循環(huán)，同時，經(jīng)過冷凝的有機工質(zhì)液體，經(jīng)過低壓級工質(zhì)加壓栗17的驅(qū)動，先在低壓級蒸發(fā)器15中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平20的低壓補汽口，另一路經(jīng)高壓級工質(zhì)加壓栗18加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器16中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平20的高壓進汽缸，工質(zhì)蒸汽在帶補汽口有機透平20內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機21發(fā)電，系統(tǒng)發(fā)出的電能為三相交流電，額定電壓為380V，可經(jīng)過調(diào)壓后并入廠內(nèi)電網(wǎng)，或直接送給用電設備使用，從帶補汽口有機透平20排出的工質(zhì)蒸汽由管殼式冷凝器23冷凝為飽和液體，進入儲液罐19，儲液罐19可確保低壓級工質(zhì)加壓栗17連續(xù)加壓，再由低壓級工質(zhì)加壓栗17將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級蒸發(fā)器15中，開始新一輪循環(huán)，從管殼式冷凝器23出來的循環(huán)水，通過溴化鋰吸收式制冷機24冷卻，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿足工質(zhì)蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求，經(jīng)循環(huán)水栗22送入管殼式冷凝器23中，開始新一輪循環(huán)。
[0022]所述低沸點工質(zhì)為R152a，三級蒸發(fā)，低壓級蒸發(fā)壓力為0.351MPa，中壓級蒸發(fā)壓力為0.524MPa，高壓級蒸發(fā)壓力為1.356MPa，膨脹做功后的工質(zhì)壓力為0.348MPa時，系統(tǒng)輸出電功率為2000KW，朗肯循環(huán)效率為26.58%，系統(tǒng)排出的煙氣溫度為80°C。
[0023]由此可見，本發(fā)明方法可實現(xiàn)鐵合金爐高含塵煙氣余熱利用，最大限度地回收鐵合金爐高含塵煙氣中的熱能轉(zhuǎn)化為高品位電能，其熱效率可比單級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)提高29?32%，等流速一次表面換熱器無須卸灰、清灰、輸灰設施，延長了設備的使用壽命，同時可降低煙氣的排放溫度，并且不影響鐵合金爐生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù)，還能得到好的環(huán)保效果，排放的粉塵濃度3mg/Nm3，裝置投資低、運行能耗低。
【主權(quán)項】
1.冶金鐵合金爐煙氣節(jié)能除塵方法，其特征在于:本發(fā)明鐵合金爐煙氣由爐內(nèi)排出，經(jīng)水冷煙道混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室，燃燒沉降室的作用是:降低煙氣流速，使煙氣中攜帶的大顆粒粉塵沉降，并適當混入冷風，最終燃燼一氧化碳氣體，由燃燒沉降室出來的煙氣進入旋風除塵器，進行預除塵，然后進入高溫熱管蒸發(fā)器，蒸汽汽包中的水在高溫熱管蒸發(fā)器中吸收高溫煙氣余熱后產(chǎn)生蒸汽進入蒸汽汽包，蒸汽汽包中的蒸汽通過管道進入蒸汽蓄熱器，經(jīng)調(diào)節(jié)后外供穩(wěn)定、連續(xù)、參數(shù)符合用戶要求的蒸汽用于發(fā)電，通過高溫熱管蒸發(fā)器換熱后，煙氣溫度波動幅度可以大為減少，同時也降低了煙氣溫度的峰值，煙氣由高溫變?yōu)橹械蜏責煔?，再進入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，然后進入中低溫均流換熱室中，煙氣放出熱量，溫度降至80°C，由主風機壓入排氣筒排入大氣，同時，循環(huán)水通過換熱器給水栗驅(qū)動，進入安裝于中低溫均流換熱室內(nèi)的等流速一次表面換熱器中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物，汽水混合物的溫度185°C，汽水混合物在自然循環(huán)力推動下進入高壓級蒸發(fā)器中放出熱量，溫度降至125°C，然后進入低壓級蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至60°C，變成低溫水，低溫水流入循環(huán)水池，開始新一輪循環(huán)，同時，經(jīng)過冷凝的有機工質(zhì)液體，經(jīng)過低壓級工質(zhì)加壓栗的驅(qū)動，先在低壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級工質(zhì)蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的低壓補汽口，另一路經(jīng)高壓級工質(zhì)加壓栗加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級工質(zhì)蒸汽，經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的高壓進汽缸，工質(zhì)蒸汽在帶補汽口有機透平內(nèi)膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機發(fā)電，系統(tǒng)發(fā)出的電能為三相交流電，額定電壓為380V，可經(jīng)過調(diào)壓后并入廠內(nèi)電網(wǎng)，或直接送給用電設備使用，從帶補汽口有機透平排出的工質(zhì)蒸汽由管殼式冷凝器冷凝為飽和液體，進入儲液罐，儲液罐可確保低壓級工質(zhì)加壓栗連續(xù)加壓，再由低壓級工質(zhì)加壓栗將工質(zhì)液體加壓后送入低壓級蒸發(fā)器中，開始新一輪循環(huán)，從管殼式冷凝器出來的循環(huán)水，通過溴化鋰吸收式制冷機冷卻，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿足工質(zhì)蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求，經(jīng)循環(huán)水栗送入管殼式冷凝器中，開始新一輪循環(huán)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冶金鐵合金爐煙氣節(jié)能除塵方法，其特征在于:采用R152a為循環(huán)有機工質(zhì)。
【文檔編號】F27D17/00GK105890382SQ201510033514
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月19日
【發(fā)明人】陸耀忠
【申請人】無錫市東優(yōu)環(huán)?？萍加邢薰?br>