專利名稱：利用海水淡化實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠煤氣、蒸汽零排放的系統(tǒng)及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵廠二次能源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用低溫多效海水淡化將煤氣、蒸汽資源轉(zhuǎn)化成水資源的系統(tǒng)及工藝，適用于沿海鋼鐵廠的節(jié)能減排。
背景技術(shù)：
鋼鐵企業(yè)由于生產(chǎn)工藝大部分是在高溫下進(jìn)行的，所以“余能”或“余熱”資源相當(dāng)豐富。煤氣、蒸汽回收利用是鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)“節(jié)能減排”的一項(xiàng)重要內(nèi)容，對煤氣、蒸汽的回收既節(jié)約能源又有環(huán)境效益。目前，國內(nèi)外鋼鐵企業(yè)尚無通過海水淡化實(shí)現(xiàn)煤氣、蒸汽零排放的報(bào)道。專利“利用低溫低壓蒸汽進(jìn)行海水淡化的工藝”，申請?zhí)?00810103167. 5涉及一種利用低溫低壓蒸汽進(jìn)行海水淡化的工藝，該工藝主要是在汽輪機(jī)后設(shè)置LT-MED裝置，LT-MED裝置以海水淡化功能為主兼具發(fā)電凝汽器功能，利用汽輪機(jī)汽缸末端的低溫低壓的低品質(zhì)蒸汽作為海水淡化的加熱蒸汽，實(shí)現(xiàn)LT-MED裝置直接使用低溫低壓蒸汽進(jìn)行海水淡化的目的。另外， LT-MED裝置上設(shè)置一個或兩個TVC裝置，可利用其它壓力較高的富余蒸汽將LT-MED裝置中產(chǎn)生的低壓蒸汽壓縮以得到更多的加熱蒸汽，進(jìn)而提高系統(tǒng)產(chǎn)水率及造水比，并可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)多工況運(yùn)行。該工藝不僅可以大幅度降低海水淡化的運(yùn)行成本，還可以節(jié)省為汽輪機(jī)設(shè)置凝汽器以及為凝汽器設(shè)置冷卻等配套設(shè)施的投資。然而，該專利只能利用汽輪機(jī)汽缸末端的低溫低壓的低品質(zhì)蒸汽作為海水淡化的加熱蒸汽，并不能解決鋼鐵企業(yè)其余低溫低壓蒸汽及中、低壓蒸汽排放的問題?，F(xiàn)有的鋼鐵廠煤氣、蒸汽回收利用存在以下主要問題①大量低品質(zhì)蒸汽不能經(jīng)濟(jì)利用而排放了 ；②蒸汽難以儲存，煤氣也不易儲存、運(yùn)輸不便，即使去發(fā)電，由于發(fā)電對煤氣、蒸汽的品質(zhì)要求較高，而且電也難以有效儲存，所以仍存在大量放散。鑒于上述問題，應(yīng)不斷改進(jìn)煤氣、蒸汽回收利用系統(tǒng)，其核心問題是充分利用煤氣、蒸汽，克服煤氣、蒸汽的不易儲存性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種鋼鐵廠煤氣、蒸汽利用的系統(tǒng)及工藝，將煤氣通過鍋爐燃燒發(fā)電，與蒸汽通過低溫多效海水淡化制取淡化水，實(shí)現(xiàn)煤氣的充分高效利用和蒸汽的分級利用，達(dá)到煤氣、蒸汽高效利用和零排放的目的。本發(fā)明的系統(tǒng)包括高爐煤氣柜1、焦?fàn)t煤氣柜2、轉(zhuǎn)爐煤氣柜3、煤氣調(diào)配增壓系統(tǒng) 4、全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5、蒸汽輪機(jī)6、工業(yè)鍋爐7、蒸汽管網(wǎng)8、余能余熱回收裝置9、減溫減壓裝置10、TVC (英文thermal vapor compression，英文縮寫為TVC，蒸汽熱壓縮)裝置 11、MED (英文 low temperature multiple effect distillation，英文縮寫為 MED，低溫多效海水淡化)裝置12、低低壓蒸汽13、中、低壓蒸汽14。其中，高爐煤氣柜1、焦?fàn)t煤氣柜2、轉(zhuǎn)爐煤氣柜3分別與煤氣調(diào)配增壓系統(tǒng)4通過煤氣管道相連接，煤氣調(diào)配增壓系統(tǒng)4分別與全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5和工業(yè)鍋爐7相連接；全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5、蒸汽輪機(jī)6、工業(yè)鍋爐7、蒸汽管網(wǎng)8、余能余熱回收裝置9、減溫減壓裝置10、TVC裝置11、MED裝置12之間通過蒸汽管道進(jìn)行相應(yīng)的連接；其中MED裝置12抽取蒸汽輪機(jī)6中的低低壓蒸汽13，在利用低低壓蒸汽13淡化海水的同時，起到替代蒸汽輪機(jī)冷凝器的作用；余能余熱回收裝置9產(chǎn)生的低低壓蒸汽13通過蒸汽管道輸送到MED裝置12，余能余熱回收裝置9產(chǎn)生的中、低壓蒸汽14通過蒸汽管道輸送到蒸汽管網(wǎng)8中，然后經(jīng)過減溫減壓裝置進(jìn)入TVC 裝置，與MED裝置聯(lián)合進(jìn)行海水淡化。煤氣調(diào)配增壓系統(tǒng)4包括高爐煤氣15、焦?fàn)t煤氣16、轉(zhuǎn)爐煤氣17、凝結(jié)水18、煤氣防爆逆止閥19、煤氣均質(zhì)罐20、煤氣安全閥21、排水閥門22、煤氣增壓機(jī)23。其中每組煤氣均質(zhì)增壓系統(tǒng)包括位于高爐煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥19A和煤氣防爆逆止閥19B之間支管道上的煤氣防爆逆止閥19C、位于焦?fàn)t煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥19D和煤氣防爆逆止閥19E之間支管道上的煤氣防爆逆止閥19F、位于轉(zhuǎn)爐煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥19G和煤氣防爆逆止閥19H之間支管道上的煤氣防爆逆止閥19K、煤氣均質(zhì)罐20、煤氣安全閥21、排水閥門22、煤氣增壓機(jī)23 ；根據(jù)需要，可以并聯(lián)設(shè)置一組或多組煤氣均質(zhì)增壓系統(tǒng)。將儲存壓力為5 IOkPa的高爐煤氣柜1收集到的發(fā)熱量為3000 4000kJ/Nm3的高爐煤氣15，儲存壓力為5 IOkPa的焦?fàn)t煤氣柜2收集到的發(fā)熱量為15000 40000kJ/ Nm3的焦?fàn)t煤氣16、儲存壓力為2 5kPa的轉(zhuǎn)爐煤氣柜3收集到的發(fā)熱量約5000 10000kJ/Nm3的轉(zhuǎn)爐煤氣17，分別直接輸送到全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5或/和工業(yè)鍋爐7 燃燒；或通過煤氣調(diào)配增壓系統(tǒng)4調(diào)節(jié)到發(fā)熱量在3000 40000kJ/Nm3之間、壓力在2 30kl^之間后分別輸送到全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5或/和工業(yè)鍋爐7，控制煤氣壓力在 2 30kPa之間燃燒。具體的調(diào)配增壓方法為(1)當(dāng)全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5或/和工業(yè)鍋爐7需要高爐煤氣15時，打開高爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19A和19B，關(guān)閉高爐煤氣支管道上的煤氣防爆逆止閥 19C，同時關(guān)閉焦?fàn)t煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥19D和煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥19G ；當(dāng)全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5或/和工業(yè)鍋爐7需要焦?fàn)t煤氣16或者轉(zhuǎn)爐煤氣17 時，調(diào)配方法類似；(2)當(dāng)全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5或/和工業(yè)鍋爐7需要高爐煤氣15和焦?fàn)t煤氣16的混合煤氣時，先關(guān)閉高爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19B，關(guān)閉焦?fàn)t煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19E，同時關(guān)閉轉(zhuǎn)爐煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥19G和轉(zhuǎn)爐煤氣支管道上的煤氣防爆逆止閥19K，再打開高爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19A和19C，打開焦?fàn)t煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19D和19F ；當(dāng)全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5或/和工業(yè)鍋爐7需要高爐煤氣15和轉(zhuǎn)爐煤氣17或者焦?fàn)t煤氣16和轉(zhuǎn)爐煤氣17時，調(diào)配方法類似；(3)當(dāng)全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5或/和工業(yè)鍋爐7需要高爐煤氣15、焦?fàn)t煤氣 16、轉(zhuǎn)爐煤氣17三種煤氣的混合煤氣時，先關(guān)閉高爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19B，關(guān)閉焦?fàn)t煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19E，關(guān)閉轉(zhuǎn)爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19H，再打開高爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19A和19C，打開焦?fàn)t煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19D和19F，打開轉(zhuǎn)爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19G和19K ；
(4)當(dāng)轉(zhuǎn)爐煤氣17的壓力不能滿足全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5或/和工業(yè)鍋爐7 的壓力要求時，可打開轉(zhuǎn)爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19G和19K，關(guān)閉煤氣防爆逆止閥 19H，同時關(guān)閉19C和19F，通過煤氣增壓機(jī)23加壓后輸送到全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5或 /和工業(yè)鍋爐7 ；當(dāng)高爐煤氣15或者焦?fàn)t煤氣16的壓力不能滿足全燒/摻燒煤氣電站鍋爐 5或/和工業(yè)鍋爐7的壓力要求時，調(diào)配方法類似。本發(fā)明的另一重要特征是將鋼鐵企業(yè)的余能余熱通過余能余熱回收裝置9回收， 產(chǎn)生低低壓蒸汽13和中、低壓蒸汽14 ；鋼鐵廠低低壓蒸汽的絕對壓力一般介于0. 02MPa 0. 05MPa，溫度60°C 70°C，主要來自各種余熱發(fā)電，如燒結(jié)余熱發(fā)電、轉(zhuǎn)爐低溫飽和蒸汽發(fā)電、干熄焦余熱發(fā)電(英文縮寫為CDQ)、高爐水沖渣余熱，以及余能發(fā)電、煤氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(英文縮寫為CCPP)、全燒/摻燒煤氣鍋爐發(fā)電的汽輪機(jī)末端乏蒸汽；鋼鐵廠中壓蒸汽的表壓一般介于0. 8MPa 3. 8MPa之間，低壓蒸汽的表壓一般介于0. 2MPa 0. 6MPa之間；將低低壓蒸汽13與從蒸汽輪機(jī)末端抽取的低溫低壓的低品質(zhì)蒸汽單獨(dú)或兩者混合后在蒸汽絕對壓力0. 02MPa 0. 04MPa下為MED裝置12提供加熱熱源，制取淡化海水，這種方法稱為MED模式(英文MED running model，多效蒸餾模式)，以該模式運(yùn)行時，TVC裝置不運(yùn)行，MED裝置第1效采用低低壓蒸汽；將工業(yè)鍋爐7產(chǎn)生的表壓0. 2MPa 3. SMPa之間的蒸汽與中、低壓蒸汽14都輸送到蒸汽管網(wǎng)8中，通過減溫減壓裝置10減溫減壓達(dá)到TVC 裝置11需要的表壓0. 20ΜΙ^ 0. 60MPa之間、溫度彡250°C的限定后，由TVC裝置11與MED 裝置12聯(lián)合制取淡化海水，這種方法稱為TVC模式(英文MED-TVC running model，多效蒸餾熱壓縮模式)，以該模式運(yùn)行時，通過TVC裝置將二次蒸汽壓縮后再進(jìn)入MED裝置第1效； 或者將以上兩種方法同時運(yùn)用，稱為MED+TVC模式，以該模式運(yùn)行時，通過TVC裝置將二次蒸汽壓縮后再進(jìn)入第1效，以該模式運(yùn)行時，TVC裝置和MED裝置均只有部分負(fù)荷工作，TVC 裝置將二次蒸汽壓縮后再進(jìn)入MED裝置第1效，同時有一部分低低壓蒸汽進(jìn)入到MED裝置第1效。具體方法為(1)當(dāng)只有低低壓蒸汽13和/或蒸汽輪機(jī)末端抽取的低溫低壓的低品質(zhì)蒸汽，且蒸汽絕對壓力0. 02MPa 0. 04MPa時，采用MED模式進(jìn)行海水淡化；(2)當(dāng)只有0. 3MPa 3. 8MPa之間的中、低壓蒸汽14和/或工業(yè)鍋爐7產(chǎn)生的表壓0. 2MPa 3. 8MPa之間的蒸汽時，經(jīng)減溫減壓裝置10減溫減壓到表壓0. 20MPa 0. 60MPa 之間、溫度< 250°C后，采用TVC模式進(jìn)行海水淡化；(3)當(dāng)既有低低壓蒸汽13和/或蒸汽輪機(jī)末端抽取的低溫低壓的低品質(zhì)蒸汽，且蒸汽絕對壓力0. 02MPa 0. 04MPa,又有0. 3MPa 3. 8MPa之間的中、低壓蒸汽14和/或工業(yè)鍋爐7產(chǎn)生的表壓0. 2MPa 3. SMPa之間的蒸汽，并經(jīng)減溫減壓裝置10減溫減壓到表壓 0. 20MPa 0. 60MPa之間、溫度彡250°C時，采用MED+TVC模式進(jìn)行海水淡化。本發(fā)明有兩點(diǎn)創(chuàng)新的技術(shù)改進(jìn)一是提高了煤氣的利用效率，采用煤氣調(diào)配增壓系統(tǒng)增強(qiáng)煤氣均勻性和穩(wěn)定壓力來實(shí)現(xiàn)此效果，保證煤氣的零排放；二是采用蒸汽分級利用，保證MED對蒸汽的高效利用和蒸汽的零排放。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于①可提高煤氣柜對煤氣的調(diào)節(jié)能力，將煤氣柜超負(fù)荷的煤氣及時通過MED裝置消耗掉；②MED裝置能有效利用低低壓蒸汽，有效利用了鋼鐵廠的低溫低壓蒸汽。本發(fā)明對沿海鋼鐵企業(yè)實(shí)施煤氣、蒸汽零排放具有重要實(shí)用價(jià)值。


圖1是本發(fā)明的利用低溫多效海水淡化(英文縮寫為MED)實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠煤氣、蒸汽零排放的系統(tǒng)圖。其中，高爐煤氣柜1、焦?fàn)t煤氣柜2、轉(zhuǎn)爐煤氣柜3、煤氣調(diào)配增壓系統(tǒng)4、 全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5、蒸汽輪機(jī)6、工業(yè)鍋爐7、蒸汽管網(wǎng)8、余能余熱回收裝置9、減溫減壓裝置10、TVC蒸汽熱壓縮裝置11、MED裝置12、低低壓蒸汽13、中、低壓蒸汽14。圖2是煤氣調(diào)配增壓系統(tǒng)的工藝流程圖。其中，高爐煤氣15、焦?fàn)t煤氣16、轉(zhuǎn)爐煤氣17、凝結(jié)水18、煤氣防爆逆止閥19、煤氣均質(zhì)罐20、煤氣安全閥21、排水閥門22、煤氣增壓機(jī)23。其中每組煤氣均質(zhì)增壓系統(tǒng)包括位于高爐煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥19A和煤氣防爆逆止閥19B之間支管道上的煤氣防爆逆止閥19C、位于焦?fàn)t煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥19D和煤氣防爆逆止閥19E之間支管道上的煤氣防爆逆止閥19F、位于轉(zhuǎn)爐煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥19G和煤氣防爆逆止閥19H之間支管道上的煤氣防爆逆止閥 19K、煤氣均質(zhì)罐20、煤氣安全閥21、排水閥門22、煤氣增壓機(jī)23 ；根據(jù)需要，可以并列設(shè)置一組或多組煤氣均質(zhì)增壓系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。參見附圖1，某鋼鐵公司將儲存壓力為IOkPa的高爐煤氣柜1收集到的發(fā)熱量約 3145kJ/Nm3的高爐煤氣15，儲存壓力為7kPa的焦?fàn)t煤氣柜2收集到的發(fā)熱量約17900kJ/ Nm3的焦?fàn)t煤氣16，儲存壓力為2. 6 3. 2kPa的轉(zhuǎn)爐煤氣柜3收集到的發(fā)熱量約753 !/ Nm3的轉(zhuǎn)爐煤氣17，分別直接輸送到全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5和2X35t/h工業(yè)鍋爐7燃燒，其中全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5為2臺300MW超臨界電站鍋爐，額定蒸汽壓力lOMPa，配置抽凝式蒸汽輪機(jī)6 ；或通過煤氣調(diào)配增壓系統(tǒng)4，并聯(lián)設(shè)置2組相互獨(dú)立的煤氣均質(zhì)增壓系統(tǒng)，調(diào)節(jié)到發(fā)熱量在8000 10000kJ/Nm3之間、壓力3 IOkPa后分別輸送到全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5和工業(yè)鍋爐7燃燒，產(chǎn)生蒸汽。具體的調(diào)配增壓方法為(1)當(dāng)全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5或/和工業(yè)鍋爐7需要高爐煤氣15時，打開高爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19A和19B，關(guān)閉高爐煤氣支管道上的煤氣防爆逆止閥 19C，同時關(guān)閉焦?fàn)t煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥19D和煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥19G ；當(dāng)全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5或/和工業(yè)鍋爐7需要焦?fàn)t煤氣16或者轉(zhuǎn)爐煤氣17 時，調(diào)配方法類似；(2)當(dāng)全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5或/和工業(yè)鍋爐7需要高爐煤氣15和焦?fàn)t煤氣16的混合煤氣時，先關(guān)閉高爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19B，關(guān)閉焦?fàn)t煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19E，同時關(guān)閉轉(zhuǎn)爐煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥19G和轉(zhuǎn)爐煤氣支管道上的煤氣防爆逆止閥19K，再打開高爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19A和19C，打開焦?fàn)t煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19D和19F ；當(dāng)全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5或/和工業(yè)鍋爐7需要高爐煤氣15和轉(zhuǎn)爐煤氣17或者焦?fàn)t煤氣16和轉(zhuǎn)爐煤氣17時，調(diào)配方法類似；(3)當(dāng)全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5或/和工業(yè)鍋爐7需要高爐煤氣15、焦?fàn)t煤氣 16、轉(zhuǎn)爐煤氣17三種煤氣的混合煤氣時，先關(guān)閉高爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19B，關(guān)閉焦?fàn)t煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19E，關(guān)閉轉(zhuǎn)爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19H，再打開高爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19A和19C，打開焦?fàn)t煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19D和19F，打開轉(zhuǎn)爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19G和19K ；(4)當(dāng)轉(zhuǎn)爐煤氣17的壓力不能滿足全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5或/和工業(yè)鍋爐7 的壓力要求時，可打開轉(zhuǎn)爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥19G和19K，關(guān)閉煤氣防爆逆止閥 19H，同時關(guān)閉19C和19F，通過煤氣增壓機(jī)23加壓后輸送到全燒/摻燒煤氣電站鍋爐5或 /和工業(yè)鍋爐7 ；當(dāng)高爐煤氣15或者焦?fàn)t煤氣16的壓力不能滿足全燒/摻燒煤氣電站鍋爐 5或/和工業(yè)鍋爐7的壓力要求時，調(diào)配方法類似。該鋼鐵企業(yè)的各種余能余熱發(fā)電，如燒結(jié)余熱、高爐煤氣余壓(英文縮寫為TRT)、 轉(zhuǎn)爐低溫飽和蒸汽發(fā)電、高爐水沖渣的余熱，通過余能余熱回收裝置9回收。如①為了回收燒結(jié)環(huán)冷機(jī)煙氣余熱，每臺燒結(jié)機(jī)配套1臺熱管換熱器式余熱鍋爐余熱鍋爐，其中 1. OMI^a飽和蒸汽約為40t/h，0. 3ΜΙ^飽和蒸汽為9t/h ；②為了回收轉(zhuǎn)爐煙氣余熱，每座轉(zhuǎn)爐配套1套轉(zhuǎn)爐汽化冷卻設(shè)施，回收蒸汽按80kg/t鋼設(shè)計(jì)，回收蒸汽3. OMPa 3. 6MPa ；③熱軋生產(chǎn)線配套的步進(jìn)梁式加熱爐采用汽化冷卻，可回收1. 27MI^飽和蒸汽；④冷軋退火機(jī)組的煙道上配置低壓余熱鍋爐，可產(chǎn)低壓蒸汽；⑤高爐沖渣水經(jīng)閃蒸后得到低低壓蒸汽回收，產(chǎn)生絕對壓力介于0. 02MPa 0. 05MPa，溫度60°C 70°C的低低壓蒸汽13和中、低壓蒸汽14，其中中壓蒸汽的表壓介于0. 8MPa 3. 8MPa之間，低壓蒸汽的表壓介于0. 2MPa 0. 6MPa 之間。將低低壓蒸汽13與從蒸汽輪機(jī)末端抽取的低溫低壓的低品質(zhì)蒸汽單獨(dú)或兩者混合后在絕對壓力0. 02MPa 0. 04MPa下可為MED裝置12提供加熱熱源，采用MED模式制取淡化海水；將工業(yè)鍋爐7產(chǎn)生的表壓0. 2MPa 3. SMI^a之間蒸汽，與中、低壓蒸汽14都輸送到蒸汽管網(wǎng)8中，通過減溫減壓裝置10減溫減壓達(dá)到TVC裝置11需要的表壓0. 20MPa 0. 60ΜΙ^之間、溫度彡250°C的限定后，可采用TVC模式，由TVC裝置11與MED裝置12聯(lián)合制取淡化海水；也可將以上兩種方法同時運(yùn)用，采用MED+TVC模式制取淡化海水。具體方法為(1)當(dāng)只有低低壓蒸汽13和/或蒸汽輪機(jī)末端抽取的低溫低壓的低品質(zhì)蒸汽，且蒸汽絕對壓力0. 02MPa 0. 04MPa時，采用MED模式進(jìn)行海水淡化；(2)當(dāng)只有0. 3MPa 3. 8MPa之間的中、低壓蒸汽14和/或工業(yè)鍋爐7產(chǎn)生的表壓0. 80MPa之間的蒸汽時，經(jīng)減溫減壓裝置10減溫減壓到表壓0. 20MPa 0. 60MPa之間、 溫度< 250°C后，采用TVC模式進(jìn)行海水淡化；(3)當(dāng)既有低低壓蒸汽13和/或蒸汽輪機(jī)末端抽取的低溫低壓的低品質(zhì)蒸汽，且蒸汽絕對壓力0. 02MPa 0. 04MPa,又有0. 3MPa 3. 8MPa之間的中、低壓蒸汽14和/或工業(yè)鍋爐7產(chǎn)生的表壓0. 2MPa 3. SMPa之間的蒸汽，并經(jīng)減溫減壓裝置10減溫減壓到表壓 0. 20MPa 0. 60MPa之間、溫度彡250°C時，采用MED+TVC模式進(jìn)行海水淡化。
權(quán)利要求
1.利用海水淡化實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠煤氣、蒸汽零排放的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括高爐煤氣柜(1)、焦?fàn)t煤氣柜O)、轉(zhuǎn)爐煤氣柜(3)、煤氣調(diào)配增壓系統(tǒng)G)、全燒/摻燒煤氣電站鍋爐(5)、蒸汽輪機(jī)(6)、工業(yè)鍋爐(7)、蒸汽管網(wǎng)(8)、余能余熱回收裝置(9)、減溫減壓裝置 (10)、TVC (蒸汽熱壓縮)裝置(11)、MED (低溫多效海水淡化)裝置(12)、低低壓蒸汽(13)、 中、低壓蒸汽(14)；其中，高爐煤氣柜(1)、焦?fàn)t煤氣柜(2)、轉(zhuǎn)爐煤氣柜(3)分別與煤氣調(diào)配增壓系統(tǒng)(4)通過煤氣管道相連接，煤氣調(diào)配增壓系統(tǒng)(4)分別與全燒/摻燒煤氣電站鍋爐(5)和工業(yè)鍋爐(7)相連接；全燒/摻燒煤氣電站鍋爐(5)、抽凝式汽輪機(jī)組(6)、工業(yè)鍋爐(7)、蒸汽管網(wǎng)(8)、余能余熱回收裝置(9)、減溫減壓裝置(10)、TVC裝置(11)、MED裝置(12)之間通過蒸汽管道進(jìn)行相應(yīng)的連接；其中MED裝置(12)抽取蒸汽輪機(jī)(6)中的低低壓蒸汽(13)，在利用低壓蒸汽(1 淡化海水的同時，起到替代蒸汽輪機(jī)冷凝器的作用； 余能余熱回收裝置(9)產(chǎn)生的低低壓蒸汽(1 通過蒸汽管道輸送到MED裝置(12)，余能余熱回收裝置(9)產(chǎn)生的中、低壓蒸汽(14)通過蒸汽管道輸送到蒸汽管網(wǎng)(8)中，然后經(jīng)過減溫減壓裝置進(jìn)入TVC裝置(11)，與MED裝置(12)聯(lián)合進(jìn)行海水淡化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的煤氣調(diào)配增壓系統(tǒng)(4)包括高爐煤氣(I5)、焦?fàn)t煤氣(I6)、轉(zhuǎn)爐煤氣(I7)、凝結(jié)水(IS)、煤氣防爆逆止閥(I9)、煤氣均質(zhì)罐 (20)、煤氣安全閥(21)、排水閥門(22)、煤氣增壓風(fēng)機(jī)(23)，其中每組煤氣均質(zhì)增壓系統(tǒng)包括位于高爐煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥(19A)和煤氣防爆逆止閥(19B)之間支管道上的煤氣防爆逆止閥(19C)、位于焦?fàn)t煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥(19D)和煤氣防爆逆止閥(19E)之間支管道上的煤氣防爆逆止閥(19F)、位于轉(zhuǎn)爐煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥(19G)和煤氣防爆逆止閥(19H)之間支管道上的煤氣防爆逆止閥(19K)、煤氣均質(zhì)罐 (20)、煤氣安全閥(21)、排水閥門(22)、煤氣增壓機(jī)；可以并聯(lián)設(shè)置一組或多組煤氣均質(zhì)增壓系統(tǒng)。
3.利用海水淡化實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠煤氣、蒸汽零排放的工藝，其特征在于，將高爐煤氣柜(1) 收集到的高爐煤氣(15)、焦?fàn)t煤氣柜O)收集到的焦?fàn)t煤氣(16)、轉(zhuǎn)爐煤氣柜(3)收集到的轉(zhuǎn)爐煤氣(17)分別直接輸送到全燒/摻燒煤氣電站鍋爐( 或/和工業(yè)鍋爐(7)燃燒； 或通過煤氣調(diào)配增壓系統(tǒng)(4)調(diào)節(jié)到發(fā)熱量在3000 40000kJ/Nm3之間、壓力在2 30kPa 之間后分別輸送到全燒/摻燒煤氣電站鍋爐(5)或/和工業(yè)鍋爐(7)燃燒，具體的調(diào)配增壓方法為(1)當(dāng)全燒/摻燒煤氣電站鍋爐(5)或/和工業(yè)鍋爐(7)需要高爐煤氣(15)時，打開高爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥(19A)和(19B)，關(guān)閉高爐煤氣支管道上的煤氣防爆逆止閥(19C)，同時關(guān)閉焦?fàn)t煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥(19D)和煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥(19G)；當(dāng)全燒/摻燒煤氣電站鍋爐(5)或/和工業(yè)鍋爐(7)需要焦?fàn)t煤氣(16) 或者轉(zhuǎn)爐煤氣(17)時，調(diào)配方法類似；(2)當(dāng)全燒/摻燒煤氣電站鍋爐(5)或/和工業(yè)鍋爐(7)需要高爐煤氣(15)和焦?fàn)t煤氣(16)的混合煤氣時，先關(guān)閉高爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥(19B)，關(guān)閉焦?fàn)t煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥(19E)，同時關(guān)閉轉(zhuǎn)爐煤氣主管道上的煤氣防爆逆止閥(19G)和轉(zhuǎn)爐煤氣支管道上的煤氣防爆逆止閥(19K)，再打開高爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥 (19A)和(19C)，打開焦?fàn)t煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥(19D)和(19F)；當(dāng)全燒/摻燒煤氣電站鍋爐(5)或/和工業(yè)鍋爐(7)需要高爐煤氣(15)和轉(zhuǎn)爐煤氣(17)或者焦?fàn)t煤氣(16)和轉(zhuǎn)爐煤氣(17)時，調(diào)配方法類似；(3)當(dāng)全燒/摻燒煤氣電站鍋爐(5)或/和工業(yè)鍋爐(7)需要高爐煤氣(15)、焦?fàn)t煤氣(16)、轉(zhuǎn)爐煤氣(17)三種煤氣的混合煤氣時，先關(guān)閉高爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥(19B)，關(guān)閉焦?fàn)t煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥(19E)，關(guān)閉轉(zhuǎn)爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥(19H)，再打開高爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥(19A)和(19C)，打開焦?fàn)t煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥(19D)和(19F)，打開轉(zhuǎn)爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥(19G)和 (19K)；(4)當(dāng)轉(zhuǎn)爐煤氣(17)的壓力不能滿足全燒/摻燒煤氣電站鍋爐(5)或/和工業(yè)鍋爐 (7)的壓力要求時，可打開轉(zhuǎn)爐煤氣管道上的煤氣防爆逆止閥(19G)和(19K)，關(guān)閉煤氣防爆逆止閥(19H)，同時關(guān)閉(19C)和(19F)，通過煤氣增壓機(jī)Q3)加壓后輸送到全燒/摻燒煤氣電站鍋爐(5)或/和工業(yè)鍋爐(7)；當(dāng)高爐煤氣(15)或者焦?fàn)t煤氣(16)的壓力不能滿足全燒/摻燒煤氣電站鍋爐(5)或/和工業(yè)鍋爐(7)的壓力要求時，調(diào)配方法類似。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝，其特征在于，高爐煤氣柜(1)的儲存壓力為5 IOkPa, 收集到的高爐煤氣(15)發(fā)熱量為3000 4000kJ/Nm3 ；焦?fàn)t煤氣柜(2)儲存壓力為5 IOkPa,收集到的焦?fàn)t煤氣(16)發(fā)熱量為15000 40000kJ/Nm3 ；轉(zhuǎn)爐煤氣柜(3)儲存壓力為2 5kPa，收集到的轉(zhuǎn)爐煤氣(17)發(fā)熱量為5000 10000kJ/Nm3 ；全燒/摻燒煤氣電站鍋爐(5)或工業(yè)鍋爐(7)要求煤氣壓力在2 30kl^之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工藝，其特征在于，將鋼鐵企業(yè)的余能余熱通過余能余熱回收裝置(9)回收，產(chǎn)生低低壓蒸汽(1 和中、低壓蒸汽(14)，將低低壓蒸汽(1 與從蒸汽輪機(jī)末端抽取的低溫低壓的低品質(zhì)蒸汽單獨(dú)或兩者混合后在蒸汽絕對壓力0. 02MPa 0. 04MPa下為MED裝置(1 提供加熱熱源，制取淡化海水，這種方法稱為MED模式；將工業(yè)鍋爐(7)產(chǎn)生的表壓為0. 3. SMI^a之間的蒸汽與中、低壓蒸汽(14)都輸送到蒸汽管網(wǎng)(8)中，通過減溫減壓裝置(10)減溫減壓達(dá)到TVC裝置(11)需要的表壓0.20MI^ 0.60ΜΙ^之間、溫度彡250°C的限定后，由TVC裝置(11)與MED裝置(12)聯(lián)合制取淡化海水，這種方法稱為TVC模式；或者將以上兩種方法同時運(yùn)用，稱為MED+TVC模式；具體方法為(1)當(dāng)只有低低壓蒸汽13和/或蒸汽輪機(jī)末端抽取的低溫低壓的低品質(zhì)蒸汽，且蒸汽絕對壓力0. 02MPa 0. 04MPa時，采用MED模式進(jìn)行海水淡化；(2)當(dāng)只有0.3MPa 1. 3MPa之間的中、低壓蒸汽14和/或工業(yè)鍋爐7產(chǎn)生的表壓為 0. 2MPa 3. 8MPa之間的蒸汽時，經(jīng)減溫減壓裝置(10)減溫減壓到表壓0. 20MPa 0. 60MPa 之間、溫度< 250°C后，采用TVC模式進(jìn)行海水淡化；(3)當(dāng)既有低低壓蒸汽(1 和/或蒸汽輪機(jī)末端抽取的低溫低壓的低品質(zhì)蒸汽，且蒸汽絕對壓力0. 02MPa 0. 04MPa，又有0. 3MPa 3. 8MPa之間的中、低壓蒸汽(14)和/或工業(yè)鍋爐(7)產(chǎn)生的表壓0. 2MPa 3. SMPa之間的蒸汽并經(jīng)減溫減壓裝置(10)減溫減壓到表壓0. 20MPa 0. 60MPa之間、溫度彡250°C時，采用MED+TVC模式進(jìn)行海水淡化。
全文摘要
利用海水淡化實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠煤氣、蒸汽零排放的系統(tǒng)及工藝，屬于鋼鐵廠二次能源綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及利用低溫多效海水淡化將煤氣、蒸汽資源轉(zhuǎn)化成水資源。該系統(tǒng)包括高爐煤氣柜、焦?fàn)t煤氣柜、轉(zhuǎn)爐煤氣柜、煤氣調(diào)配增壓系統(tǒng)、全燒/摻燒煤氣電站鍋爐、蒸汽輪機(jī)、工業(yè)鍋爐、蒸汽管網(wǎng)、余能余熱回收裝置、減溫減壓裝置、TVC裝置、MED裝置。將鋼鐵廠生產(chǎn)工序消耗不了的剩余煤氣用于全燒/摻燒煤氣鍋爐和/或工業(yè)鍋爐，通過燃燒產(chǎn)生蒸汽，與鋼鐵廠回收的蒸汽在合理分級的前提下，通過MED裝置制取淡化水。同現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明能極限回收鋼鐵廠煤氣、蒸汽資源，有很好的經(jīng)濟(jì)效果，適用于沿海鋼鐵廠的節(jié)能減排。
文檔編號C02F1/16GK102502903SQ20111031569
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者吳剛, 吳禮云, 唐智新, 張建紅, 張波, 李楊, 陳贊華, 馬露露 申請人:首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司, 首鋼總公司