冶金炼铜炉烟气节能除尘方法
【专利摘要】冶金炼铜炉烟气节能除尘方法，其特征在于：炼铜炉烟气由炉内排出，经水冷烟道混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进沉降室，进入蓄热均温器，再进入高温热管蒸发器，再进入余热交换室中，放出热量，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，在低压级蒸发器、高压级蒸发器中吸收烟气余热载体的热量，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R134a为循环有机工质。本发明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，达到好的环保效果。
【专利说明】
冶金炼铜炉烟气节能除尘方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种冶金炼铜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，属于炼铜炉余热利用及除尘技术领域。
【背景技术】
[0002]冶金行业每年消耗大量能源，冶炼过程中产生的高温烟气和设备散热带走了大量能量。由于炼铜炉烟气温度很高，进入管道的温度一般在750°C左右，粉尘浓度达15g/Nm3，小于5um的灰占粉尘总量的65%以上，粉尘量大，并且粘而细。并且烟气温度剧烈波动，含尘量大，普通水列管余热锅炉很难运用于炼铜炉烟气的余热回收。目前，热管式换热器已经成功运用到炼铜炉的烟气余热回收中，但由于热管的固有缺陷(造价高、不抗冻、不耐高温、使用年限短)，使得热管余热回收装置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，本发明提供了冶金炼铜炉烟气节能除尘方法，通过该方法不仅能最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，拖动除尘风机，同时可降低烟气的排放温度，改善除尘能力，得到很好的除尘效果，粉尘排放浓度3mg/Nm3，并且不影响炼铜炉生产的稳定和连续。
[0004]本发明所采用的技术方案如下:
[0005]冶金炼铜炉烟气节能除尘方法，其特征在于:本发明炼铜炉烟气由炉内排出，经水冷烟道混入冷风，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，由燃烧沉降室出来的烟气进入蓄热均温器，所述蓄热均温器包括碳硅复合材料蓄热体、激波清灰装置和灰斗，所述激波清灰装置分段布置于碳硅复合材料蓄热体之间，通过蓄热均温器中碳硅复合材料蓄热体对高温烟气的蓄热均温作用后，烟气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，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，高温烟气经高温热管蒸发器换热后，变为中低温烟气，进入余热交换室中，烟气放出热量，温度降至80°C，进入塑烧板除尘器，经除尘后粉尘浓度3mg/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，进入安装于余热交换室内的翅片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155°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125°C，然后进入低压级蒸发器中放出热量，水温降至81°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Rl34a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.采用高温热管蒸发器来回收炼铜炉高温烟气的余热、二级蒸发有机朗肯循环余热发电来回收炼铜炉中低温烟气的余热，实现炼铜炉烟气余热梯级利用；
[0009]2.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；
[0010]3.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；
【附图说明】
[0011]图1是实现本发明的工艺流程图。
[0012]图中:1.炼铜炉，2.水冷烟道，3.燃烧沉降室，4.蓄热均温器，5.碳硅复合材料蓄热体，6.激波清灰装置，7.灰斗，8.高温热管蒸发器，9.蒸汽汽包，10.余热交换室，11.翅片式换热器，12.塑烧板除尘器，13.主风机，14.排气筒，15.换热器给水栗，16.循环水池，17.低压级蒸发器，18.高压级蒸发器，19.低压级工质加压栗，20.高压级工质加压栗，21.储液罐，22.带补汽口有机透平，23.三相发电机，24.循环水栗，25.管壳式冷凝器，26.溴化锂吸收式制冷机。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明作进一步的描述:
[0014]如图1所示:本发明冶金炼铜炉烟气节能除尘方法步骤如下:
[0015]35t/h炼铜炉I烟气流量22X 104Nm3/h，温度750°C，含尘浓度15g/Nm3由炉内排出，经水冷烟道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，由燃烧沉降室3出来的烟气进入蓄热均温器4，所述蓄热均温器4包括碳硅复合材料蓄热体5、激波清灰装置6和灰斗7，所述激波清灰装置6分段布置于碳硅复合材料蓄热体5之间，通过蓄热均温器4中碳硅复合材料蓄热体5对高温烟气的蓄热均温作用后，烟气进入高温热管蒸发器8，蒸汽汽包9中的水在高温热管蒸发器8中吸收高温烟气余热后产生蒸汽进入蒸汽汽包9，高温烟气经高温热管蒸发器8换热后，变为中低温烟气，进入余热交换室10中，烟气放出热量，温度降至80°C，进入塑烧板除尘器12，经除尘后粉尘浓度3mg/Nm3，由主风机13压入排气筒14排入大气，同时，循环水通过换热器给水栗15驱动，进入安装于余热交换室10内的翅片式换热器11中吸收烟气的热量，形成汽水混合物，汽水混合物的温度155°C，汽水混合物在自然循环力推动下进入高压级蒸发器18中放出热量，温度降至125°C，然后进入低压级蒸发器17中放出热量，水温降至81°C，变成低温水，低温水流入循环水池16，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19的驱动，先在低压级蒸发器17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22的低压补汽口，另一路经高压级工质加压栗20加压后，进入高压级蒸发器18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22的高压进汽缸，工质蒸汽在带补汽口有机透平22内膨胀做功，并带动三相发电机23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22排出的工质蒸汽由管壳式冷凝器25冷凝为饱和液体，进入储液罐21，储液罐21可确保低压级工质加压栗19连续加压，再由低压级工质加压栗19将工质液体加压后送入低压级蒸发器17中，开始新一轮循环，从管壳式冷凝器25出来的循环水，通过溴化锂吸收式制冷机26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24送入管壳式冷凝器25中，开始新一轮循环。
[0016]所述低沸点工质为R134a，二级蒸发，低压级蒸发压力为0.321MPa，高压级蒸发压力为1.056MPa，膨胀做功后的工质压力为0.198MPa时，系统输出电功率为2500KW，朗肯循环效率为22.88%，系统排出的烟气温度为80°C。
[0017]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，其热效率比单级蒸发有机朗肯循环提高15?20%，还能达到好的环保效果。
【主权项】
1.冶金炼铜炉烟气节能除尘方法，其特征在于:本发明炼铜炉烟气由炉内排出，经水冷烟道混入冷风，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，由燃烧沉降室出来的烟气进入蓄热均温器，所述蓄热均温器包括碳硅复合材料蓄热体、激波清灰装置和灰斗，所述激波清灰装置分段布置于碳硅复合材料蓄热体之间，通过蓄热均温器中碳硅复合材料蓄热体对高温烟气的蓄热均温作用后，烟气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，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，高温烟气经高温热管蒸发器换热后，变为中低温烟气，进入余热交换室中，烟气放出热量，温度降至80°c，进入塑烧板除尘器，经除尘后粉尘浓度3mg/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，进入安装于余热交换室内的翅片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155°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125°C，然后进入低压级蒸发器中放出热量，水温降至81°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所述的冶金炼铜炉烟气节能除尘方法，其特征在于:采用R134a为循环有机工质。
【文档编号】F27D17/00GK105890389SQ201510033627
【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