[发明专利]一种高温炉渣显热发电方法

说明书

技术领域

本发明属于炼铁余热利用技术领域，特别是提供了一种高温炉渣显热发电方法，采用炉渣成型和格子砖换热技术，实现能源资源的梯级利用。

技术背景

钢铁是我国工业的高能耗、高污染企业，无论是在炼铁、烧结、焦化、炼钢、轧钢等工序均存在很大余热余能潜力。在炼铁高炉上，高温炉渣显热回收利用具有较大的回收利用空间，有物理热回收和化学热回收方法，其中干法粒化热回收技术和化学热回收技术是今后的重点发展方向。物理热回收是熔渣释放热量的过程其化学性质没有发生根本性改变、也没有使其他物质发生化学反应的一种热回收技术，如首钢、鞍钢等利用高炉冲渣热水给居民区供暖；化学热回收是熔渣随熔渣释放热量的过程其化学性质发生根本性改变、或使其他物质发生化学反应的一种热回收技术，如高温熔渣直接生成生产矿棉。干法粒化热回收技术属物理热回收技术，如马钢的风淬粒化技术已经有成功应用实绩，国外研究较多的是转杯法粒化技术。除此之外，还有一些半干法技术，如已应用于唐山宝新179m³高炉、太钢4#高炉扩容改造(1650m³)等渣处理系统的轮法粒化技术，同时渣粒化后可以使用连铸式余热锅炉熔渣热能回收工艺。

原有采用水冲渣处理高炉炉渣的技术，尽管工艺过程简单，但是采用湿法能源利用率低，采用转杯法粒化技术尽管效率高，但是需要高温炉渣的快速旋转，需要消耗动力较大，技术上不够经济，很少实际应用。

为达到高炉炉渣显热的梯级利用，本发明采用物理热回收方法，有别于上面的干法粒化热回收技术，利用高炉炉渣成型和格子砖换热等技术，将低压低温蒸汽资源加热为高压高温蒸汽，并推动汽轮机发电。

发明内容

本发明的目的是提供一种高温炉渣显热发电方法，利用高温炉渣的物理热，将低品位的低压低温蒸汽转化为高温高压蒸汽，实现显热转换高品位的电能，满足自发电使用。

本发明所述的高温炉渣显热发电方法，包括高温炉渣成型、组合、换热和发电等工艺过程。其特征在于，利用成型装置将高温炉渣挤压为炉渣格子砖，送入绝热炉通道内，依次按序按前后炉渣格子砖相同间距排列组合，低温烟气经风机从绝热炉前面开口进入炉内，经过高温炉渣格子砖加热为高温烟气；炉渣格子砖组由下面链条机带动，定时向前作间歇运动，前排低温炉渣格子砖按时间间隔5～100分钟送出绝热炉，后排增加新成型的高温炉渣格子砖与其同步；高温烟气经过余热锅炉将低压低温蒸汽加热为高温高压饱和蒸汽后，经汽轮机膨胀做功输出电力；换热后低温烟气通过风机回流，排放的低压蒸汽与低压管网蒸汽汇合后重新进入余热锅炉循环加热。

本发明所述的高温炉渣显热发电方法，成型装置由耐高温上下模具构成，其中下模具为中空方形桶，四边为双层，外四边固定，内四边通过固定的旋转轴可向内移动5～10mm，上模具为方盖，下表面安装4～8排高强度圆柱体，每排4-8个，直径为20～40mm。

温度为1300～1450℃的高温炉渣由渣管道送入成型装置的下模具，内四边压紧，经上模具圆柱体压制成炉渣格子砖，利用圆柱体的转动将上模具拔出，下模具内四边向外移动，炉渣格子砖移出。

绝热炉内布置2～4个通道，各通道为并排布置，，前面各与一阀门相连，每个通道上边炉顶和两侧由绝热耐火材料组成，下边是链条机。

高温炉渣格子砖放置绝热炉通道的链条上，链条间隔运动的时间为5～100分钟，链条上按间隔10～50mm距离水平放置高温炉渣格子砖，格孔方向相同，为水平方向布置，数量为3～50块，炉渣格子砖与炉顶和两侧间距为2～10mm。

绝热炉通道一边侧面前后均有一个炉门，前面为炉渣格子砖出口，后面为炉渣格子砖入口，炉内炉渣格子砖向前运动间距等于前后两炉渣格子砖距离，前面链条上低于200℃的炉渣格子砖移出绝热炉时间，与后面补充放置新压制炉渣格子砖时间一致。

绝热炉通道内烟气与炉渣格子砖为间歇换热，分烟气换热期、炉渣格子砖运动期，两周期往返循环，另一组通道的烟气换热期、炉渣格子砖运动期与之异步。绝热炉通道内烟气换热期内，前面阀门打开；炉渣格子砖运动期内，前面阀门关闭，烟气流通停止。

温度为100～200℃的排放烟气，从前面进入绝热炉通道，与链条机的运动反向，经高温炉渣格子砖格孔，加热为温度1000～1300℃的高温烟气进入余热锅炉。高温烟气将温度为100～200℃低压蒸汽加热为350～550℃中高压蒸汽，经汽轮机膨胀带动发电机发电。

经余热锅炉换热后，温度为100～200℃的烟气，经风机回流进入绝热炉内通道，排放的蒸汽与一个循环泵相连，与管网低压蒸汽汇合后回流余热锅炉。