转底炉含锌粉尘回收及余热发电系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种转底炉含锌粉尘回收及余热发电系统，包括转底炉、高温余热锅炉、旋风除尘器、低温余热锅炉、旁通烟道、空预器、布袋除尘器、引风机、烟囱、汽轮机、除氧器、高压给水泵及低压给水泵，能够降低烟道和换热面的粘结和腐蚀，保证整个系统的顺利运行，减少烟气中粉尘的排放，回收高浓度的锌灰，同时利用烟气余热发电，废物利用，降低生产成本。
【专利说明】转底炉含锌粉尘回收及余热发电系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及转底炉领域，尤其是一种转底炉含锌粉尘回收及余热发电系统。
【背景技术】
[0002]钢铁生产要产生大量的泥尘，其中的粉尘主要成分为铁，同时还有大量锌、铅等金属，早期钢厂将这些将尘泥直接配入烧结原料中，循环使用，但是配入烧结料中的尘泥由于其粒度细，会大大影响烧结料层的透气性，也会影响烧结矿的强度，同时尘泥中的锌铅等易挥发元素，还会在高炉内循环富集，导致高炉煤气中的锌含量不断上升而在高炉上部结瘤，煤气管道堵塞，影响高炉的正常运行。针对这种情况，国内外开发出了转底炉还原技术，该技术不但能利用其中的碳生产金属化球团，还能通过烟气回收含锌粉尘。近几年，在我国先后有多家企业建设处理泥尘的转底炉装置。
[0003]转底炉在运行过程中释放出大量的高温烟气，烟温在1200°C左右，具有较高的经济价值，是余热发电的首选。转底炉的烟气成分中含有大量低沸点和低熔点的金属氧化物和氯化物，主要有:锌的氧化物和氯化物、铅的氧化物和氯化物、碱金属的氧化物和氯化物。这些氧化物和氯化物随着烟气温度的降低，逐步固化成粘结性很强的粉尘，这些粉尘将粘结在换热面积上难以去除，特别是在温度小于350°C时更难处理，经常会将烟道堵塞，导致系统停车。因此，防止换热面粘结和腐蚀、高效回收烟气中的锌灰尘、充分利用烟气的余热已成为转底炉烟气处理的难点。
[0004]目前，国内外对转底炉烟气进行处理的技术基本是参照新日铁的技术，该技术涉及的烟气处理系统设备主要由换热器、余热锅炉、布袋除尘器通过烟气管路密封连接组成，其中换热器用来预热燃烧空气，余热锅炉是利用余热形成蒸汽，布袋除尘器用于烟气除尘和回收氧化锌粉尘。但是，这种烟气处理系统在实际使用中经常出现频繁堵塞现象，需要经常停产更换设备器件。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是:为了提供一种转底炉含锌粉尘回收及余热发电系统，能够降低烟道和换热面的粘结和腐蚀，保证整个系统的顺利运行，减少烟气中粉尘的排放，回收高浓度的锌灰，同时利用烟气余热发电，废物利用，降低生产成本。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种转底炉含锌粉尘回收及余热发电系统，包括转底炉、高温余热锅炉、旋风除尘器、低温余热锅炉、旁通烟道、空预器、布袋除尘器、引风机、烟囱、汽轮机、除氧器、高压给水泵及低压给水泵，所述转底炉的高温烟气出口通过烟道连接高温余热锅炉的进口，所述高温余热锅炉内依次设置有高温过热器、高温蒸发器及高温省煤器，所述高温过热器的出口连接汽轮机的高压缸进口，所述高温省煤器的进口连接高压给水泵的出口，所述高温蒸发器与高温过热器之间设置有高温汽包，所述高温余热锅炉的出口通过旋风除尘器与低温余热锅炉的进口连接，高温余热锅炉的出口端和低温余热锅炉的进口端分别设置有导流板，所述旋风除尘器的出口与旁通烟道的进口连接，低温余热锅炉内依次设置有低温省煤器、低温蒸发器及低温过热器，所述低温过热器的出口连接汽轮机的低压缸进口，所述低温省煤器的进口连接低压给水泵的出口，所述低温蒸发器与低温过热器之间设置有低温汽包，低温余热锅炉的出口与旁通烟道的出口汇集并与空预器的进口连接，所述空预器与转底炉连接，空预器的出口连接布袋除尘器的进口，所述布袋除尘器的出口通过引风机与烟?的进口相连，所述汽轮机与发电机连接，汽轮机的蒸汽排出口通过凝结泵与除氧器的进口连接，所述除氧器的出口分别与高压给水泵的进口、低压给水泵的进口连接。
[0007]转底炉产生的烟气首先进入高温余热锅炉，依次经高温余热锅炉内的高温过热器、高温蒸发器及高温省煤器换热，同时，换热后得到的过热蒸汽送往汽轮机的高压缸做功发电，然后烟气通过高温余热锅炉出口端的导流板改变流动方向，由切向进气口进入旋风除尘器除尘，经过旋风除尘器净化后的烟气通过低温余热锅炉的进口端的导流板改变流向，接着，烟气依次经低温余热锅炉内的低温省煤器、低温蒸发器及低温过热器换热，同时，换热后得到的过热蒸汽送往汽轮机的低压缸做功发电，随后，烟气经低温余热锅炉的出口进入空预器与冷空气换热，换热得到的热空气一部分可以用来干燥生球，另一部分直接进入转底炉内作为助燃空气，烟气流出空预器后，进入布袋除尘器除尘，最后合格的烟气通过引风机由烟囱排入大气。由于烟气经两导流板、旋风除尘器及布袋除尘器的三级分离，可以回收烟气中大量高浓度的含锌粉尘，并且大大降低了烟道的堵塞。由于设置有旁通烟道，当低温余热锅炉正常运行时，低温余热锅炉的进气阀开启，旁通烟道进气阀关闭，烟气不通过旁通烟道；当低温余热锅炉停修时，低温余热锅炉的进气阀关闭，旁通烟道进气阀开启，烟气可以从旁通烟道进入空预器，便于对低温余热锅炉进行清理维护，不会影响正常加工。
[0008]现有技术中高温余热锅炉与低温余热锅炉一般均为水平设置，烟气为水平流动，为了更好的提高粉尘的沉降效果，所述高温余热锅炉与低温余热锅炉之间呈U型设置，烟气在高温余热锅炉内从上而下流动，烟气在低温余热锅炉内从下而上流动，在重力和离心力的作用下，该结构设置可以尽可能地使粉尘沉降下来，进一步防止烟道堵塞，减少粉尘排放对大气的污染，并且能够收集更多的锌灰，提高经济效益。
[0009]所述高温余热锅炉烟气进口温度为1100-1200°C，出口温度为550_650°C，所述低温余热锅炉烟气进口温度为550-650°C，出口温度为280-350°C。由于烟气的沾堵主要发生在350°C以下，因此可以有效地避开了烟气的沾堵，减小了高温余热锅炉和低温余热锅炉受热面的积灰。
[0010]所述高温过热器将3.5MPa、400°C的过热蒸汽送往汽轮机的高压缸做功，所述低温过热器将1.5MPa、250°C的过热蒸汽送往汽轮机的低压缸做功，汽轮机可以通过发电机将机械能转化为电能，发电能力强。
[0011]与现有技术相比，本发明的具有如下有益效果:
[0012]1、本发明通过导流板的离心分离、旋风除尘器、布袋除尘器三级分离烟气中的粉尘，可以大大降低烟道的堵塞，同时更好的回收烟气中高浓度的含锌粉尘；
[0013]2、本发明中高温余热锅炉和低温余热锅炉之间采用U型布置，在高温余热锅炉内烟气自上向下流动，在低温余热锅炉内烟气自下向上流动，在重力和离心力的作用下，可以尽可能的使粉尘沉降；
[0014]3、本发明采用双压蒸汽发电系统，可以更充分地利用烟气的余热，发电能力强；[0015]4、高温段烟气进口温度为1100-1200°C、出口温度为550-650°C，低温段烟气进口温度为550-650°C，出口温度为280-350°C，而烟气的沾堵主要发生在350°C以下，因此，本发明有效地避开了烟气的沾堵，减小了高温余热锅炉和低温余热锅炉受热面的积灰。
[0016]5、本发明能保证系统的安全、连续运行，高温余热锅炉与低温余热锅炉相互独立，即使低温余热锅炉内发生堵塞，烟气通过旁通烟道，高温余热锅炉也能照常运行；
[0017]6、由于设置有空预器，空预器内加热后的热空气一部分用来干燥生球，另一部分直接进入转底炉内进行助燃，实现了烟气的充分利用。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0019]图1是本发明转底炉含锌粉尘回收及余热发电系统的一较佳实施例的立体结构示意图；
[0020]图中:1.转底炉，2.高温余热锅炉，2-1.高温省煤器，2-2.高温蒸发器，2_3.高温过热器，2-4.高温汽包，3.低温余热锅炉，3-1.低温省煤器，3-2.低温蒸发器，3-3.低温过热器，3-4.低温汽包，4.旋风除尘器，5.旁通烟道，6.空预器，7.布袋除尘器，8.引风机，9.烟囱，10.汽轮机，11.除氧器，12.高压给水泵，13.低压给水泵，14.导流板。
【具体实施方式】
[0021]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0022]如图1所示，一种转底炉含锌粉尘回收及余热发电系统，包括转底炉1、高温余热锅炉2、旋风除尘器4、低温余热锅炉3、旁通烟道5、空预器6、布袋除尘器7、引风机8、烟囱
9、汽轮机10、除氧器11、高压给水泵12及低压给水泵13，所述转底炉I的高温烟气出口通过烟道连接高温余热锅炉2的进口，所述高温余热锅炉2内依次设置有高温过热器2-3、高温蒸发器2-2及高温省煤器2-1，所述高温过热器2-3的出口连接汽轮机10的高压缸进口，所述高温省煤器2-1的进口连接高压给水泵12的出口，所述高温蒸发器2-2与高温过热器2-3之间设置有高温汽包2-4，所述高温余热锅炉2的出口通过旋风除尘器4与低温余热锅炉3的进口连接，高温余热锅炉2的出口端和低温余热锅炉3的进口端分别设置有导流板14，所述旋风除尘器4的出口与旁通烟道5的进口连接，低温余热锅炉3内依次设置有低温省煤器3-1、低温蒸发器3-2及低温过热器3-3，所述低温过热器3-3的出口接汽轮机10的低压缸进口，所述低温省煤器3-1的进口连接低压给水泵13的出口，所述低温蒸发器3-2与低温过热器3-3之间设置有低温汽包3-4，低温余热锅炉3的出口与旁通烟道5的出口汇集并与空预器6的进口连接，所述空预器6与转底炉I连接，空预器6的出口连接布袋除尘器7的进口，所述布袋除尘器7的出口通过引风机8与烟囱9的进口相连，所述汽轮机10与发电机连接，汽轮机10的蒸汽排出口通过凝结泵与除氧器11的进口连接，所述除氧器11的出口分别与高压给水泵12的进口、低压给水泵13的进口连接。
[0023]为了更好的提高粉尘的沉降效果，所述高温余热锅炉2与低温余热锅炉3之间呈U型设置，烟气在高温余热锅炉3内从上而下流动，烟气在低温余热锅炉4内从下而上流动，在重力和离心力的作用下，该结构设置可以尽可能地使粉尘沉降下来，进一步防止烟道堵塞，减少粉尘排放对大气的污染，并且能够收集更多的锌灰，提高经济效益。
[0024]所述高温余热锅炉2烟气进口温度为1100-1200°C，出口温度为550_650°C，所述低温余热锅炉3烟气进口温度为550-650°C，出口温度为280-350°C。由于烟气的沾堵主要发生在350°C以下，因此可以有效地避开了烟气的沾堵，减小了高温余热锅炉2和低温余热锅炉3受热面的积灰。
[0025]所述高温过热器2-3将3.5MPa、400°C的过热蒸汽送往汽轮机10的高压缸做功，所述低温过热器3-3将1.5MPa、250°C的过热蒸汽送往汽轮机10的低压缸做功，汽轮机10可以通过发电机将机械能转化为电能，发电能力强。
[0026]本发明转底炉含锌粉尘回收的工作原理如下:转底炉I产生的高温烟气首先通过烟道进入高温余热锅炉2，烟气在高温余热锅炉2的进口温度为1100-1200°C，依次经高温过热器2-3、高温蒸发器2-2、高温省煤器2-1换热，到达高温余热锅炉2出口，此时温度为550-650°C，由于出口设置有导流板14，烟气通过导流板14改变流动方向，此时部分粉尘由于重力作用被沉降下来，烟气由切向进气口进入旋风除尘器4，大量粉尘被沉降下来，经过净化的烟气通过低温余热锅炉3进口处的导流板14改变流向，进入低温余热锅炉3，烟气自下向上流动，依次与低温过热器3-3、低温蒸发器3-2、低温省煤器3-1换热，此时，由于重力作用，部分粉尘被沉降下来，烟气进入空预器6，在空预器6中，烟气与冷空气换热，空预器6下部设置有灰槽，用以收集锌灰尘，得到的热空气一部分用来干燥生球，另一部分直接进入转底炉I内作为助燃空气，接着，烟气流出空预器6，此时烟气温度为140°C—下，进入布袋除尘器7除尘，除尘后的烟气即为合格的烟气，通过引风机8由烟囱9排入大气。当低温余热锅炉3因不可避免的原因发生故障或堵塞时，关闭低温余热锅炉3的进气阀，旁通烟道5的进气阀开启，烟气先通过高温余热锅炉2，然后直接通过旁通烟道5进入空预器6，仍然可保持正常生产，防止由于低温余热锅炉3故障而导致整个装置停产。
[0027]本发明转底炉含锌粉尘回收的余热发电系统工作原理如下:当烟气进入高温余热锅炉2时，高压给水泵将水送往高温省煤器2-1，经高温省煤器2-1、高温段蒸发器2-2、高温段过热器2-3换热后，通过高温汽包2-4，得到3.5MPa、400°C的过热蒸汽，送往汽轮机10的高压缸做功；当烟气进入低温余热锅炉3时，低压给水泵13将水送往低温省煤器3-1，经低温省煤器3-1、低温蒸发器3-2、低温过热器3-3换热后，通过低温汽包3-4，得到1.5MPa、250°C的过热蒸汽送往汽轮机10的低压缸做功；汽轮机10排出的乏气经凝汽器冷凝成凝结水，然后通过凝结水泵、除氧器11后重新获得给水供余热锅炉循环使用，大大提高了资源利用率。
[0028]与现有技术相比，本发明的具有如下有益效果:
[0029]1、本发明通过导流板14的离心分离、旋风除尘器4、布袋除尘器7三级分离烟气中的粉尘，可以大大降低烟道的堵塞，同时更好的回收烟气中高浓度的含锌粉尘；
[0030]2、本发明中高温余热锅炉2和低温余热锅炉3之间采用U型布置，在高温余热锅炉2内烟气自上向下流动，在低温余热锅炉3内烟气自下向上流动，在重力和离心力的作用下，可以尽可能的使粉尘沉降；
[0031]3、本发明采用双压蒸汽发电系统，可以更充分地利用烟气的余热，发电能力强；
[0032]4、高温段烟气进口温度为1100-1200°C、出口温度为550_650°C，低温段烟气进口温度为550-650°C，出口温度为280-350°C，而烟气的沾堵主要发生在350°C以下，因此，本发明有效地避开了烟气的沾堵，减小了高温余热锅炉2和低温余热锅炉3受热面的积灰。
[0033]5、本发明能保证系统的安全、连续运行，高温余热锅炉2与低温余热锅炉3相互独立，即使低温余热锅炉3内发生堵塞，烟气通过旁通烟道5，高温余热锅炉2也能照常运行；
[0034]6、由于设置有空预器6，空预器6内加热后的热空气一部分用来干燥生球，另一部分直接进入转底炉I内进行助燃，实现了烟气的充分利用。
[0035]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【权利要求】
1.一种转底炉含锌粉尘回收及余热发电系统，其特征在于:包括转底炉、高温余热锅炉、旋风除尘器、低温余热锅炉、旁通烟道、空预器、布袋除尘器、引风机、烟囱、汽轮机、除氧器、高压给水泵及低压给水泵，所述转底炉的高温烟气出口通过烟道连接高温余热锅炉的进口，所述高温余热锅炉内依次设置有高温过热器、高温蒸发器及高温省煤器，所述高温过热器的出口连接汽轮机的高压缸进口，所述高温省煤器的进口连接高压给水泵的出口，所述高温蒸发器与高温过热器之间设置有高温汽包，所述高温余热锅炉的出口通过旋风除尘器与低温余热锅炉的进口连接，高温余热锅炉的出口端和低温余热锅炉的进口端分别设置有导流板，所述旋风除尘器的出口与旁通烟道的进口连接，低温余热锅炉内依次设置有低温省煤器、低温蒸发器及低温过热器，所述低温过热器的出口连接汽轮机的低压缸进口，所述低温省煤器的进口连接低压给水泵的出口，所述低温蒸发器与低温过热器之间设置有低温汽包，低温余热锅炉的出口与旁通烟道的出口汇集并与空预器的进口连接，所述空预器与转底炉连接，空预器的出口连接布袋除尘器的进口，所述布袋除尘器的出口通过引风机与烟囱的进口相连，所述汽轮机与发电机连接，汽轮机的蒸汽排出口通过凝结泵与除氧器的进口连接，所述除氧器的出口分别与高压给水泵的进口、低压给水泵的进口连接。
2.如权利要求1所述的转底炉含锌粉尘回收及余热发电系统，其特征在于:所述高温余热锅炉与低温余热锅炉之间呈U型设置，烟气在高温余热锅炉内从上而下流动，烟气在低温余热锅炉内从下而上流动。
3.如权利要求1所述的转底炉含锌粉尘回收及余热发电系统，其特征在于:所述高温余热锅炉烟气进口温度为1100-1200°C，出口温度为550-650°C。
4.如权利要求1所述的转底炉含锌粉尘回收及余热发电系统，其特征在于:所述低温余热锅炉烟气进口温度为550-650°C，出口温度为280-350°C。
5.如权利要求1所述的转底炉含锌粉尘回收及余热发电系统，其特征在于:所述高温过热器将3.5MPa、400°C的过热蒸汽送往汽轮机的高压缸做功。
6.如权利要求1所述的转底炉含锌粉尘回收及余热发电系统，其特征在于:所述低温过热器将1.5MPa、250°C的过热蒸汽送往汽轮机的低压缸做功。
【文档编号】F01K11/02GK203489720SQ201320545952
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年9月3日 优先权日:2013年9月3日
【发明者】王政伟, 史万涛, 郭莉莉, 胡哲 申请人:常州大学