[发明专利]电炉内排烟气有机朗肯余热发电及除尘方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及电炉内排烟气有机朗肯余热发电及除尘方法，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，属于电炉除尘技术领域。

背景技术

电炉炼钢烟气温度很高，经捕集后进入管道的温度一般在1000℃左右，粉尘浓度达35g/Nm³，小于5um的灰占粉尘总量的80％以上，粉尘量大，并且粘而细。目前通常采用先换热降温(换热降温方式有：机力冷却器换热、喷雾冷却换热、余热锅炉换热等)后除尘的方法。先换热降温后除尘的方法存在诸多缺点：

1、机力冷却器换热后除尘：降温效果差，进口烟气温度不宜大于450℃，降温范围有限，机冷器管壁容易堵灰，造成烧布袋，系统无法正常运行。

2、喷雾冷却换热后除尘：增加烟气中水的含量，不仅使布袋板结，还容易造成水与粉尘粘结，造成系统设备堵塞。

3、余热锅炉换热后除尘：由于烟气中含有大量的粉尘，粘而细的粉尘即使在光管的热管元件上也会出现积灰、堵塞现象，对于环向翅片管的热管元件积灰、堵塞更加严重，同时为了防止结灰，余热利用设施中换热核心元件翅片间距大，不仅影响换热效率，造成余热锅炉产汽量不足，更为严重的是由于余热锅炉堵灰，系统运行不稳定，造成冶炼生产无法正常进行，被迫停产检修。

由于以上缺点，工程中采用许多吹灰方法：如激波吹灰、蒸汽吹灰、落丸清灰等，但由于粉尘细而粘，并且粉尘量大，每生产1吨钢就会产生35kg粉尘，这些清灰方式收效甚微，无法从根本上解决积灰、堵塞问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了电炉内排烟气有机朗肯余热发电及除尘方法，通过该方法不仅能高效地冷却高温烟气，还能最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，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，排放的粉尘浓度10mg/Nm³，并且不影响冶金炉生产的稳定和连续。

本发明所采用的技术方案如下：

电炉内排烟气有机朗肯余热发电及除尘方法，其特征在于：本发明电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；使烟气中的一氧化碳气体充分燃烬，调节控制沉降室的烟气温度750℃；经过燃烧沉降室的烟气进入高温除尘器，经除尘后粉尘浓度10mg/Nm³。然后进入蓄热交换室，高温烟气放出热量，完成热交换，温度降至90℃，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泵驱动，进入安装于蓄热交换室内的分离套管式热管换热器中吸收烟气的热量，形成汽水混合物，汽水混合物在自然循环力推动下进入翅片式蒸发器内，放出热量，变成低温水，低温水流入循环水池，开始新一轮循环。低沸点有机工质通过工质泵驱动，在翅片式蒸发器中吸收汽水混合物的热量，变成饱和蒸汽，进入汽包，汽包可滤除气源中过饱和水份和杂质，确保汽轮机平稳运行。工质蒸汽通过调压阀后，在低沸点工质汽轮机内膨胀做功，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。从低沸点工质汽轮机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，储液罐可确保工质循环泵连续加压，工质循环泵将工质液体加压后送入翅片式蒸发器中，开始新一轮循环。从冷却塔过来的循环水通过循环水泵驱动，进入管壳式冷凝器中吸收热量，在自然循环力推动下进入冷却塔内，放出热量，变成低温水，开始新一轮循环。

其进一步特征在于：本发明所述高温除尘器为耐高温碳铝复合材料滤芯除尘器。

更进一步特征在于：本发明采用R600a为循环有机工质。

本发明的有益效果是：由于本发明的余热发电装置放在高温除尘器后，热源烟气含尘量低，因此可以将蓄热室内的换热核心单元翅片间距设计很小；而且无须卸灰、清灰、输灰设施；体积减小，同时维护量减小，也延长了分离套管式热管换热器的使用寿命，粉尘排放浓度更低。与现有技术相比，本发明具有如下优点、经济效果：

1、汽包可滤除气源中过饱和水份和杂质，确保汽轮机平稳运行最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，用于生产；

2、工质储液罐，可确保工质循环泵连续加压；

3、换热器不积灰，不堵塞，换热效率提高8～9倍；

4、省掉了换热器的吹灰系统，从而降低了造价及运行费用；

5、采用耐高温碳铝复合材料滤芯除尘器，排放浓度10mg/Nm³；

6、提高余热发电装置效率；