冶金矿热炉烟气节能除尘方法
【专利摘要】冶金矿热炉烟气节能除尘方法，其特征在于：电炉烟气由第四孔排出，经水冷滑套混入冷风，进入沉降室，进入蓄热均温器，由蓄热均温器出来的烟气进入高温热管蒸发器，烟气从高温热管蒸发器出来与连接在矿热炉上方的外排管道出来的烟气混合一并进入均流蓄热室中，经降温的烟气进入塑烧板除尘器，经除尘后由主风机压入排气筒排入大气，同时，循环水从换热器中吸收烟气的热量，形成汽水混合物进入蒸发器内，放出热量，有机工质液体，吸收汽水混合物的热量，变成工质蒸汽，在带补汽口有机透平内膨胀做功，并带动发电机发电。其特征在于：采用R717为循环有机工质。本发明方法可回收烟气中的热能直接转化为高品位电能，环保效果好。
【专利说明】
冶金矿热炉烟气节能除尘方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种冶金矿热炉烟气节能除尘方法，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，属于矿热炉除尘技术领域。
【背景技术】
[0002]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矿热炉烟气的余热，产生饱和蒸汽等。由于矿热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矿热炉烟气的余热回收。目前，蓄热式余热锅炉已经成功运用到矿热炉烟气余热回收中，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。
【发明内容】
[0003]针对上述问题，本发明提供了冶金矿热炉烟气节能除尘方法，通过该方法不仅能高效地冷却高温烟气，最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，同时对于粒径小于等于2.5微米(PM2.5)的细微粉尘除尘效果好、排放浓度低、运行阻力低、达到好的环保效果，并且不影响矿热炉生产的稳定和连续，还能得到很好的除尘效果，排放的粉尘浓度2mg/Nm30
[0004]本发明所采用的技术方案如下:
[0005]冶金矿热炉烟气节能除尘方法，其特征在于:本发明矿热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，燃烧沉降室的作用是:降低烟气流速，使烟气中携带的大颗粒粉尘沉降，并适当混入冷风，最终燃烬一氧化碳气体，经过燃烧沉降室的烟气进入蓄热均温器，所述蓄热均温器包括烟气进口、碳铁复合材料蓄热体、声波清灰装置、烟气出口和灰斗，所述碳铁复合材料蓄热体设置于烟气进口和烟气出口之间，所述声波清灰装置分段布置于碳铁复合材料蓄热体之间，通过蓄热均温器中碳铁复合材料蓄热体对高温烟气的蓄热均温作用后，由蓄热均温器出来的烟气进入旋风除尘器，进行预除尘，然后进入高温热管蒸发器，蒸汽汽包中的水在高温热管蒸发器中吸收高温烟气余热后产生蒸汽进入蒸汽汽包，蒸汽汽包中的蒸汽通过管道进入蒸汽蓄热器，经调节后外供稳定、连续、参数符合用户要求的蒸汽用于发电，通过高温热管蒸发器换热后，烟气温度波动幅度可以大为减少，同时也降低了烟气温度的峰值，烟气由高温变为中温烟气，烟气从高温热管蒸发器出来与连接在矿热炉上方的外排管道出来的烟气混合一并进入均流蓄热室中，烟气放出热量，温度降至100°C左右进入塑烧板除尘器，经除尘后粉尘浓度2mg/Nm3,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栗驱动，进入安装于均流蓄热室内的热管式换热器中吸收烟气的热量，形成汽水混合物，汽水混合物的温度180°C，汽水混合物在自然循环力推动下进入高压级蒸发器中放出热量，温度降至110°C，然后进入低压级蒸发器中放出热量，水温降至50°C，变成低温水，低温水流入循环水池，开始新一轮循环，同时，经过冷凝的有机工质液体，经过低压级工质加压栗的驱动，先在低压级蒸发器中吸收余热载体的热量，变成低压级工质蒸汽，一路经管道进入带补汽口有机透平的低压补汽口，另一路经高压级工质加压栗加压后，进入高压级蒸发器中吸收余热载体的热量，变成高压级工质蒸汽，经管道进入带补汽口有机透平的高压进汽缸，工质蒸汽在带补汽口有机透平内膨胀做功，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，从带补汽口有机透平排出的工质蒸汽由管壳式冷凝器冷凝为饱和液体，进入储液罐，储液罐可确保低压级工质加压栗连续加压，再由低压级工质加压栗将工质液体加压后送入低压级蒸发器中，开始新一轮循环，从管壳式冷凝器出来的循环水，通过溴化锂吸收式制冷机冷却，冷却水的温度降至10?15°C，满足工质蒸汽冷凝为饱和液体对冷却水的要求，经循环水栗送入管壳式冷凝器中，开始新一轮循环。
[0006]其进一步特征在于:采用R717为循环有机工质。
[0007]本发明与已有技术相比具有以下优点:
[0008]1.蓄热均温器可对烟气温度削峰填谷，降低烟气的最高温度、减小烟气温度的波动幅度，缓解烟气温度的骤升骤降，解决热胀冷缩问题；
[0009]2.采用多级蒸发有机朗肯循环余热发电来回收矿热炉烟气的余热，其热效率可比单级蒸发有机朗肯循环提高25?30% ;
[0010]3.采用旋风除尘器，进行预除尘，解决高温热管蒸发器结灰堵塞的难题，延长设备的使用寿命；
[0011]4.除尘精度高:采用塑烧板除尘器对于粒径小于等于2.5微米(PM2.5)的细微粉尘除尘效率为99.99%，确保排放粉尘浓度2mg/Nm3。
【附图说明】
[0012]图1是实现本发明的工艺流程图。
[0013]图中:1.矿热炉，2.水冷滑套，3.燃烧沉降室，4.外排管道，5.蓄热均温器，6.烟气进口，7.碳铁复合材料蓄热体，8.灰斗，9.声波清灰装置，10.烟气出口，11.高温热管蒸发器，12.蒸汽汽包，13.蒸汽蓄热器，14.均流蓄热室，15.热管式换热器，16.塑烧板除尘器，17.主风机，18.排气筒，19.换热器给水栗，20.循环水池，21.低压级蒸发器，22.高压级蒸发器，23.低压级工质加压栗，24.高压级工质加压栗，25.储液罐，26.带补汽口有机透平，27.三相发电机，28.循环水栗，29.管壳式冷凝器，30.溴化锂吸收式制冷机，31.旋风除尘器。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明作进一步的描述:
[0015]如图1所示:本发明冶金矿热炉烟气节能除尘方法步骤如下:
[0016]100t/h矿热炉I内排烟气流量30 X 14Nm3Ai，温度820°C，含尘浓度15g/Nm3由第四孔排出，经水冷滑套2混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进入燃烧沉降室3，燃烧沉降室3的作用是:降低烟气流速，使烟气中携带的大颗粒粉尘沉降，并适当混入冷风，最终燃烬一氧化碳气体，经过燃烧沉降室3的烟气进入蓄热均温器5，所述蓄热均温器5包括烟气进口
6、碳铁复合材料蓄热体7、声波清灰装置9、烟气出口 10和灰斗8，所述碳铁复合材料蓄热体7设置于烟气进口 6和烟气出口 10之间，所述声波清灰装置9分段布置于碳铁复合材料蓄热体7之间，通过蓄热均温器5中碳铁复合材料蓄热体7对高温烟气的蓄热均温作用后，由蓄热均温器5出来的烟气进入旋风除尘器31，进行预除尘，然后进入高温热管蒸发器11，蒸汽汽包12中的水在高温热管蒸发器11中吸收高温烟气余热后产生蒸汽进入蒸汽汽包12，蒸汽汽包12中的蒸汽通过管道进入蒸汽蓄热器13，经调节后外供稳定、连续、参数符合用户要求的蒸汽用于发电，通过高温热管蒸发器11换热后，烟气温度波动幅度可以大为减少，同时也降低了烟气温度的峰值，烟气由高温变为中温烟气，烟气从高温热管蒸发器11出来与连接在矿热炉I上方的外排管道4出来的烟气混合一并进入均流蓄热室14中，烟气放出热量，温度降至100°C左右进入塑烧板除尘器16，经除尘后粉尘浓度2mg/Nm3，由主风机17压入排气筒18排入大气，同时，循环水通过换热器给水栗19驱动，进入安装于均流蓄热室14内的热管式换热器15中吸收烟气的热量，形成汽水混合物，汽水混合物的温度180°C，汽水混合物在自然循环力推动下进入高压级蒸发器22中放出热量，温度降至110°C，然后进入低压级蒸发器21中放出热量，水温降至50°C，变成低温水，低温水流入循环水池20，开始新一轮循环，同时，经过冷凝的有机工质液体，经过低压级工质加压栗23的驱动，先在低压级蒸发器21中吸收余热载体的热量，变成低压级工质蒸汽，一路经管道进入带补汽口有机透平26的低压补汽口，另一路经高压级工质加压栗24加压后，进入高压级蒸发器22中吸收余热载体的热量，变成高压级工质蒸汽，经管道进入带补汽口有机透平26的高压进汽缸，工质蒸汽在带补汽口有机透平26内膨胀做功，并带动三相发电机27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，从带补汽口有机透平26排出的工质蒸汽由管壳式冷凝器29冷凝为饱和液体，进入储液罐25，储液罐25可确保低压级工质加压栗23连续加压，再由低压级工质加压栗23将工质液体加压后送入低压级蒸发器21中，开始新一轮循环，从管壳式冷凝器29出来的循环水，通过溴化锂吸收式制冷机30冷却，冷却水的温度降至10?15°C，满足工质蒸汽冷凝为饱和液体对冷却水的要求，经循环水栗28送入管壳式冷凝器29中，开始新一轮循环。
[0017]所述低沸点有机工质为R717，三级蒸发，低压级蒸发压力为0.65MPa，中压级蒸发压力为0.85MPa，高压级蒸发压力为1.95MPa，膨胀做功后的工质压力为0.20MPa时，系统输出电功率为3000KW，朗肯循环效率为25%，系统排出的烟气温度为100°C。
[0018]由此可见，本发明方法可最大限度地回收烟气中的热能直接转化为高品位电能，装置投资费用低、维护费用低、装置占地省、排放浓度低，可以确保排放粉尘浓度2mg/Nm3。
【主权项】
1.冶金矿热炉烟气节能除尘方法，其特征在于:本发明矿热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，燃烧沉降室的作用是:降低烟气流速，使烟气中携带的大颗粒粉尘沉降，并适当混入冷风，最终燃烬一氧化碳气体，经过燃烧沉降室的烟气进入蓄热均温器，所述蓄热均温器包括烟气进口、碳铁复合材料蓄热体、声波清灰装置、烟气出口和灰斗，所述碳铁复合材料蓄热体设置于烟气进口和烟气出口之间，所述声波清灰装置分段布置于碳铁复合材料蓄热体之间，通过蓄热均温器中碳铁复合材料蓄热体对高温烟气的蓄热均温作用后，由蓄热均温器出来的烟气进入旋风除尘器，进行预除尘，然后进入高温热管蒸发器，蒸汽汽包中的水在高温热管蒸发器中吸收高温烟气余热后产生蒸汽进入蒸汽汽包，蒸汽汽包中的蒸汽通过管道进入蒸汽蓄热器，经调节后外供稳定、连续、参数符合用户要求的蒸汽用于发电，通过高温热管蒸发器换热后，烟气温度波动幅度可以大为减少，同时也降低了烟气温度的峰值，烟气由高温变为中温烟气，烟气从高温热管蒸发器出来与连接在矿热炉上方的外排管道出来的烟气混合一并进入均流蓄热室中，烟气放出热量，温度降至100°c左右进入塑烧板除尘器，经除尘后粉尘浓度2mg/Nm3,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栗驱动，进入安装于均流蓄热室内的热管式换热器中吸收烟气的热量，形成汽水混合物，汽水混合物的温度180°C，汽水混合物在自然循环力推动下进入高压级蒸发器中放出热量，温度降至110°C，然后进入低压级蒸发器中放出热量，水温降至50°C，变成低温水，低温水流入循环水池，开始新一轮循环，同时，经过冷凝的有机工质液体，经过低压级工质加压栗的驱动，先在低压级蒸发器中吸收余热载体的热量，变成低压级工质蒸汽，一路经管道进入带补汽口有机透平的低压补汽口，另一路经高压级工质加压栗加压后，进入高压级蒸发器中吸收余热载体的热量，变成高压级工质蒸汽，经管道进入带补汽口有机透平的高压进汽缸，工质蒸汽在带补汽口有机透平内膨胀做功，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，从带补汽口有机透平排出的工质蒸汽由管壳式冷凝器冷凝为饱和液体，进入储液罐，储液罐可确保低压级工质加压栗连续加压，再由低压级工质加压栗将工质液体加压后送入低压级蒸发器中，开始新一轮循环，从管壳式冷凝器出来的循环水，通过溴化锂吸收式制冷机冷却，冷却水的温度降至10?15°C，满足工质蒸汽冷凝为饱和液体对冷却水的要求，经循环水栗送入管壳式冷凝器中，开始新一轮循环。2.根据权利要求1所述的冶金矿热炉烟气节能除尘方法，其特征在于:采用R717为循环有机工质。
【文档编号】F27D17/00GK105890383SQ201510033536
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年1月19日
【发明人】陆耀忠
【申请人】无锡市东优环保科技有限公司