[发明专利]半密闭电炉烟气多级有机朗肯余热发电节能除尘方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半密闭电炉烟气多级有机朗肯余热发电节能除尘方法，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，属于半密闭电炉除尘技术领域。

背景技术

钢铁工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。由于半密闭电炉炼钢烟气温度很高，经捕集后进入管道的温度一般在1200℃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。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半密闭电炉烟气的余热回收。目前，热管换热器已经成功运用到半密闭电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。

由于烟气中含有大量的粉尘，粘而细的粉尘在换热元件上出现积灰、堵塞现象，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。

同时，由于半密闭电炉烟气温度波动剧烈，波幅大，余热回收装置就必须设计得足够大，确保高温烟气也能有效冷却。但实际蒸汽产量却远低于余热回收装置的最大蒸发量，出现大马拉小车的局面。这就相对减少了余热回收装置的经济价值，增加了余热回收装置的投资。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了半密闭电炉烟气多级有机朗肯余热发电节能除尘方法，通过该方法不仅能有效降低半密闭电炉烟气温度波动幅度，同时也降低了烟气温度的峰值，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8mg/Nm³，并且不影响半密闭电炉生产的稳定和连续。

本发明所采用的技术方案如下：

半密闭电炉烟气多级有机朗肯余热发电节能除尘方法，其特征在于：本发明半密闭电炉烟气由第四孔排出，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；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，调节控制沉降室的烟气温度750℃，由燃烧沉降室出来的烟气进入高温除尘器，经除尘后粉尘浓度8mg/Nm³。通过蓄热均温器中陶瓷材料蓄热体对高温烟气的蓄热均温作用后，烟气进入集气室中，高温烟气放出热量，完成热交换，温度降至80℃，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，进入安装于集气室内的分离式热管换热器中吸收烟气的热量，形成汽水混合物(温度150℃)，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120℃，然后进入中压级蒸发器中放出热量，温度降至90℃，再进入低压级蒸发器中放出热量，温度降至60℃，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泵的驱动，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，另一路经中压级工质加压泵加压后，进入中压级蒸发器中吸收余热载体的热量，变成中压级工质蒸汽；一路经管道进入带补汽口有机透平的中压补汽口，另一路经高压级工质加压泵加压后，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，工质蒸汽在多级有机透平内膨胀做功，并带动三相发电机发电。从带补汽口有机透平排出的工质蒸汽由冷凝器冷凝为饱和液体，再由低压级工质加压泵将工质液体加压后送入低压级蒸发器中，开始新一轮循环。从冷却塔过来的循环水通过循环水泵驱动，进入铜肋板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。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。

其进一步特征在于：采用R114为循环有机工质。