一种新型蓄热式余热发电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型蓄热式余热发电系统，它包括1#火柜、2#火柜、火柜系统汽包、火柜系统循环泵、余热锅炉、余热锅炉汽包、蒸汽母管、蓄热器、汽轮发电机组、软水箱、余热发电系统给水泵，所述1#火柜和2#火柜分别与火柜系统汽包通过管道联通，所述火柜系统循环泵与1#火柜和2#火柜通过管道联通，所述火柜系统汽包和蒸汽母管通过管道联通，所述蒸汽母管与余热锅炉汽包和蓄热器通过管道联通，所述蓄热器与汽轮发电机组通过管道联通，所述汽轮发电机组与软水箱通过管道联通，所述软水箱与余热发电系统给水泵通过管道联通，所述余热发电系统给水泵与余热锅炉、1#火柜和2#火柜通过管道联通。在有色冶炼——锑冶炼行业里采用该系统以发电来进行余热利用，对企业的节能降耗、社会和国家的节能减排、环境保护等有积极的有利效果。
【专利说明】
一种新型蓄热式余热发电系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及余热发电领域，特别是涉及锑冶炼炉的火柜与余热锅炉生产的蒸汽进入蓄热器的蓄热式余热发电系统。【背景技术】
[0002]有色行业里金属锑的冶炼方法，可分为火法与湿法两大类，目前仍以火法为主。火法锑冶炼主要是先经挥发焙烧(熔炼)产出氧化锑，再进行还原熔炼或精炼，产出金属锑。此夕卜，对高品位的锑矿石或精矿也可采用沉淀熔炼法直接产出金属锑。而目前国内大多数企业还是采用挥发焙烧一一还原熔炼这种方法。
[0003]挥发焙烧一一还原熔炼是国内大多数企业目前的冶炼工艺，通过把锑矿和相关的焦炭等还原原料加入锑冶炼炉一一鼓风炉里进行鼓风焙烧。鼓风炉挥发熔炼通常用于处理含锑30 %?50 %的硫化锑矿(主要成分Sb2S3)或混合矿。此法对原料适应性强，除产出氧化锑(Sb203)外，还产少量粗锑和锑锍。生产出来的氧化锑(Sb203)，后还需经反射炉还原熔炼产出粗锑产品，含锑96 %?97 %。
[0004]而挥发焙烧和挥发熔炼所需要的氧化锑(Sb203)精料，传统冶炼工艺主要是通过锑冶炼炉一一鼓风炉冶炼过程中烟气带出鼓风炉而在火柜、表冷器以及布袋除尘等设备里冷却后沉降收集得到。鼓风炉里的冶炼温度在1300°C左右，夹带锑白粉的烟气在出鼓风炉后进入1#火柜温度基本在l〇〇〇°C左右，然后夹带锑白粉的烟气进入1#火柜、2#火柜、3#火柜，通过火柜柜体的水套通水冷却后得到凝固沉降，烟气随后也冷却到相应温度。接着夹带锑白粉的烟气在出3#火柜，进入表冷器时温度基本还在500°C左右，在表冷器里锑白粉大部分都得到沉降、沉积。还有部分粉尘，经过表冷器后烟气温度降到120-180°C，就进入布袋除尘器继续进行沉降、过滤除尘，随后烟气由引风机抽出排入大气(如图1所示)。
[0005]因此，从鼓风炉的传统冶炼工艺来看，在冶炼过程中夹带锑白粉(Sb203)的高温烟气从出炉l〇〇〇°C左右到进入布袋除尘器时温度降到了约180°C，热量都是通过各种冷却方式散失掉而没有利用，这就浪费了大量的热能，耗费了大量的冶炼能源一一焦炭等，让企业、社会、国家的能源形式更加严峻。
[0006]现有技术方案为了提高有色冶炼一一锑冶炼的能源效率，目前主要的能源回收利用方式是取消传统冶炼工艺里的3#火柜和表冷器，在2#火柜之后和布袋除尘器之间放置1 台余热锅炉进行余热回收，另外改造1#火柜和2#火柜，使得火柜的运行由原来的水冷方式变成汽化冷却方式，经过1#、2#火柜与高温烟气换热之后的汽水混合物通过管道进入余热锅炉的汽包进行汽水分离生产饱和蒸汽，生产的饱和蒸汽用于企业其他生产工艺使用或者用来发电。
[0007]综上所述，现有技术存在的问题如下:锑冶炼的过程中，大量的高温烟气在出锑冶炼炉一一鼓风炉之后都作为冷却介质的热媒而浪费、散失掉，传统的余热利用方式也只是取消3#火柜和表冷器增加余热锅炉，对于1#火柜、2#火柜的热源也是通过被加热之后的汽水混合物进入余热锅炉汽包进行回收。而这种余热回收利用系统或方式，由于锑冶炼炉一一鼓风炉的生产周期性(需要定期停炉清除火柜的锑白粉)，导致蒸汽的生产也会受到影响而断断续续，这对于气源要求稳定的发电生产工艺不利，也不利于汽轮机组发电工艺的稳定运行；加之1#火柜、2#火柜里经过加热之后的汽水混合物直接进入余热锅炉的汽包进行汽水分离，由于1#火柜、2#火柜离余热锅炉有一定距离，所以在从管道进入余热锅炉汽包的过程中，会损失部分热量，一部分蒸汽在输送去余热锅炉汽包过程中会重新被冷凝成水，减少蒸汽产量。【实用新型内容】
[0008]有鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种余热发电系统，用以解决上述现有技术的问题和不足。
[0009]为了实现本实用新型的目的，本实用新型提供一种余热发电系统，它包括1#火柜、 2#火柜、火柜系统汽包、火柜系统循环栗、余热锅炉、余热锅炉汽包、蒸汽母管、蓄热器、汽轮发电机组、软水箱、余热发电系统给水栗，所述1#火柜和2#火柜分别与火柜系统汽包通过管道联通，所述火柜系统循环栗与1#火柜和2#火柜通过管道联通，所述火柜系统汽包和蒸汽母管通过管道联通，所述蒸汽母管与余热锅炉汽包和蓄热器通过管道联通，所述蓄热器与汽轮发电机组通过管道联通，所述汽轮发电机组与软水箱通过管道联通，所述软水箱与余热发电系统给水栗通过管道联通，所述余热发电系统给水栗与余热锅炉、1#火柜和2#火柜通过管道联通。
[0010]根据本实用新型技术方案的余热发电系统，解决了有色冶炼一一锑冶炼工艺里原有余热没有得到合理利用的问题，很好的回收了锑冶炼工艺里高温烟气带出的热量，保证了有色冶炼——锑冶炼的安全连续运行;而且，与传统对锑冶炼余热回收系统相比，双汽包工艺的运用，增加了蒸汽的产气量，提高了系统的效率，避免蒸汽的中间冷却；蓄热器的配套运用，使得冶炼工艺的间断不会影响整个发电机组的稳定运行，使得冶炼炉短期停炉时， 很好的保证了汽轮发电机组的连续运行。【附图说明】
[0011]附图是为了提供对本实用新型的进一步理解，其包含在本说明中并构成说明书的一部分。附图与说明书一起示出实施方案并用来解释本技术的原理。
[0012]图1是未改造前锑冶炼烟气系统主工艺流程图；
[0013]图2是改造之后锑冶炼烟气系统主工艺流程图；
[0014]图3是现有的锑冶炼余热回收汽水系统流程图；
[0015]图4是本专利方案技术的锑冶炼余热回收汽水系统流程图；【具体实施方式】
[0016]下面结合【附图说明】本实用新型的【具体实施方式】。
[0017]1、整体系统改造
[0018]有色冶炼一一锑冶炼的整体工艺流程中，鼓风炉内的锑矿石和焦炭等还原原料进行反应，并不是直接生成成品锑，而是生成各种锑的中间产品一一氧化锑(Sb203)等。
[0019]密闭鼓风炉挥发冶炼金属锑过程，余热所利用的烟气为锑冶炼鼓风炉产生，该冶炼设备的冶炼原料——硫化锑精矿中的主要成分三硫化二锑(Sb2S3)比较容易挥发，三硫化二锑(Sb2S3)在高温(1300 °C )冶炼炉冶炼气氛中挥发，然后和鼓入的空气中的氧气(02) 发生反应，生成氧化锑(Sb203)和二氧化硫(S02);
[0020]Sb2S3(g)+9/202(g) =Sb203(g)+3S02(g)；[〇〇21]这是鼓风炉内的主要生产反应过程。
[0022]这样，烟气流程主要如图1所示，通过引风机(7)的引风，部分未和氧气(02)反应的三硫化二锑(Sb2S3)和氧化锑粉(Sb203)被抽入1#火柜(2)，而这时的温度还很高1000-1100 °C，被抽出来的部分三硫化二锑(Sb2S3)继续和被抽出来的氧气(02)反应，生成氧化锑 (Sb203)，这个气氛中的氧化锑(Sb203)和三硫化二锑(Sb2S3)等气氛，部分在火柜里还要继续反应，最后形成氧化锑和硫化锑的混合物粉尘或块体。同理，在2#火柜(3)也会发生1#火柜(2)里的成分反应情况，只不过2#火柜(3)里的粉尘成分硫化锑就少很多了，主要是氧化锑(Sb203)。在3#火柜(4)中基本上都是粉尘(主要是氧化锑)，还有极少量的三硫化二锑等别的粉尘。高温烟气从3#火柜(4)出来接着进入表冷器(5)、布袋除尘器(6)等，然后由烟囱(8)排入大气，完成生产工艺的流程部署。[〇〇23]经过本专利的工艺优化之后，原有3#火柜(4)和表冷器(5)位置由新建余热锅炉(9)来代替，改造之后的烟气系统工艺流程如图2所示:
[0024]2、双汽包单余热锅炉蓄热式余热发电系统
[0025]目前现有锑冶炼工艺流程余热回收利用烟气改造系统和本专利方案的类似，也如图2所示一样，但是汽水系统与本专利不同，传统方案汽水系统走向如图3所示:
[0026]与本专利相比，传统锑冶炼回收汽水系统流程，锑冶炼鼓风炉出来的烟气在经过 1#火柜(2)、2#火柜(3)部分回收余热，把火柜里的饱和水加热成为汽水混合物，然后输送到余热锅炉(9)的汽包(9-1)进行汽水分离生产饱和蒸汽。余热锅炉(9)利用从2#火柜出来的约800°C高温烟气，进行换热生产饱和蒸汽。余热锅炉(9)的汽包(9-1)进行汽水分离之后， 饱和蒸汽就进入汽轮发电机组(13)进行发电，饱和水继续进入余热锅炉、火柜由火柜系统循环栗(16)输送进入火柜换热系统产生蒸汽。经过汽轮发电机组(13)发完电之后的乏汽经过冷却之后进入软水箱(14)储存，然后由余热发电系统给水栗(15)把软水箱(14)里的水输送到余热锅炉进行循环利用，生产蒸汽。[〇〇27]而本专利所不同之处，如图4所示:[〇〇28]在本专利中，1#火柜(2)、2#火柜(3)的饱和水通过火柜系统循环栗(16)循环进入火柜系统，由火柜系统汽包(10)独立进行汽水分离，生产的1.6MPa饱和蒸汽通过蒸汽母管 (11)与余热锅炉(9)产生的1.6MPa饱和蒸汽进行混合，然后进入蓄热器(12)进行降压，蒸汽压力降为l.0MPa，稳压之后的l.0MPa饱和蒸汽进入汽轮发电机组(13)进行发电。而通过蓄热器之后的蒸汽降压过程，就使得锑冶炼过程中的中间停炉过程，在没有高温烟气提供余热的热源来源的时候，可以继续维持产生1.0MPa的饱和蒸汽时间在30-60分钟(具体时间根据现场实际需要来定)，完全满足机组的发电需求。发完电之后的乏汽经过冷却进入软水箱 (14)，并经余热发电系统给水栗(15)输送进行余热锅炉(9)、1#火柜(1)和2#火柜(3)循环生产蒸汽。
【主权项】
1.一种双汽包蓄热式余热发电系统，其特征在于:它包括1#火柜、2#火柜、火柜系统汽 包、火柜系统循环栗、余热锅炉、余热锅炉汽包、蒸汽母管、蓄热器、汽轮发电机组、软水箱、 余热发电系统给水栗，所述1#火柜和2#火柜分别与火柜系统汽包通过管道联通，所述火柜 系统循环栗与1#火柜和2#火柜通过管道联通，所述火柜系统汽包和蒸汽母管通过管道联 通，所述蒸汽母管与余热锅炉汽包和蓄热器通过管道联通，所述蓄热器与汽轮发电机组通 过管道联通，所述汽轮发电机组与软水箱通过管道联通，所述软水箱与余热发电系统给水 栗通过管道联通，所述余热发电系统给水栗与余热锅炉、1#火柜和2#火柜通过管道联通。2.如权利要求1所述的余热发电系统，其特征在于，是利用2个汽包对锑冶炼的余热进 行回收。3.如权利要求1所述的余热发电系统，其特征在于，蓄热器与蒸汽母管联通，且与汽轮 发电机组联通。
【文档编号】F22B1/18GK205607174SQ201620394318
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】刘俊, 陈再
【申请人】北京阿克姆热能科技开发有限公司