[实用新型]黄磷尾气燃烧蒸汽驱动ORC螺杆膨胀发电系统

说明书

本实用新型涉及一种黄磷尾气燃烧蒸汽驱动ORC螺杆膨胀发电系统，属于节能技术领域。

余热发电是回收生产过程中向自然环境中排放的热能并将其转换为电能的技术。余热发电通过回收企业生产过程中排放的废弃热能进行发电，电能并入企业生产配电系统，减少企业外购电量，降低企业生产成本，同时实现节能、减排。余热节能发电技术，不仅能为企业创造财富，而且能降低单位GDP能耗，为政府分担了能耗指标考核，赢得了企业发展的良好环境，实现环境友好型、资源节约型发展模式；如果大范围应用，可以为国家节能、减排指标的实现贡献一部分力量，缓减当地政府的节能考核压力。因此，余热节能发电技术具有重要经济效益和社会效益。余热分为高温余热（400℃以上）、中温余热（400℃—200℃）、低温余热（200℃以下），通常的余热发电设备主要是MW级的蒸汽汽轮机发电机组，要求余热数量非常大，至少是中温以上余热，主要应用于钢铁、水泥等大型企业。余热发电投资金额至少在5000万元以上。企业的废弃余热，因为余热数量不足、温度不高（称为低品位热源），或者投资金额大等原因，无法采用蒸汽汽轮机发电机组，余热只能简单地利用，比如用于干燥、加热等工段，使得余热的能量没有得到充分发掘；另一方面黄磷生产过程中产生的尾气主要成分是一氧化碳(CO)，1吨黄磷产生约2500‑3000立方米尾气，折合标准煤1300千克。以年产量10000吨黄磷计算，产生的尾气约折合标准煤13000吨，发电量约1亿千瓦时。在目前条件下，尾气排空燃烧，浪费了能量，且不符合国家政策要求。国家工业和信息化部从2009年1月1日起实施《黄磷生产准入条件》，要求“磷炉尾气不得直排燃烧，必须实现能源化或资源化回收利用，新建黄磷装置尾气综合利用率必须达到90%以上。鼓励黄磷生产企业利用黄磷尾气作为热源生产精细磷酸盐或发电，鼓励企业开发应用磷炉尾气生产碳一化学品技术。”通过回收尾气发电，使企业满足国家政策法规要求，降低了企业能源消耗，为企业创造了经济效益，实现了一举两得。

本实用新型提供一种黄磷尾气燃烧蒸汽驱动ORC螺杆膨胀发电系统，利用黄磷尾气作为锅炉燃料，燃烧产生蒸汽，驱动ORC螺杆膨胀发电系统发电。对于已购置燃气锅炉黄磷企业而言，黄磷企业只需购置一套蒸汽驱动ORC螺杆膨胀发电系统便可实现燃烧黄磷尾气发电，降低了前期投入，解决了直接燃烧尾气对环境造成环境污染严重的问题，同时回收了能源，提高了资源的利用率。

一种黄磷尾气燃烧，产生蒸汽驱动ORC螺杆膨胀发电系统由尾气引入装置(1)、燃气锅炉(2)、蒸汽管(3)、三通(16)、压力调节阀(4)、减压阀 (17)、ORC螺杆膨胀机(5)、发电机(6) 输电线(7)组成，黄磷尾气(14)通过尾气引入装置 (1)引入燃气锅炉(2)燃烧，产生的蒸汽沿蒸汽管(3)通过三通(16)分别进入减压阀(17)和调节阀(4)内，调节阀根据ORC膨胀机(5)的工作压力进行温度、压力调节，蒸汽进入ORC螺杆膨胀机(5)内，驱动发电机(6)发电，通过输电线(7)输出电力。

蒸汽在螺杆膨胀机的换热器完成换热后，部分成为冷凝水，另一部分成为蒸汽，一起进入回流管(8)后进入混合腔(11)内，补水管(10)的冷水通过补水雾化喷头(9)喷射水雾到混合腔(11)内，将蒸汽冷凝为水，部分残留蒸汽通过冷凝室(15)进一步冷凝为水，通过回水泵(12)输送回燃气锅炉加热，循环使用。

蒸汽管3输出的水蒸汽压力27.9MPa~0.12MPa，温度570℃~105℃，蒸汽管 (3)串接三通(16)，三通（16）的输出端接减压阀(17)和调节阀(4)，调节阀(4)的输出端与ORC螺杆膨胀机(5)输入端串接。

蒸汽管3输出的水蒸汽压力27.9MPa~0.12MPa，温度570℃~105℃，蒸汽管 (3)串接三通(16)，三通（16）的输出端接减压阀(17)和调节阀(4)，调节阀(4)的输出端与ORC螺杆膨胀机(5)输入端串接。

尾气引入装置(1)设有空气进口(13)和黄磷尾气进口(14)，可以采用引风机或黄磷尾气燃烧器。