[发明专利]一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热发电系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焦炉烟气余热回收利用技术领域，特别涉及一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热发电系统及方法。

技术背景

高炉炼铁过程中产生温度高达1450℃高温熔融渣，含有大量余热资源。现有工艺主要采用水淬方式进行资源化处理，炉渣水淬时产生大量乏蒸汽和热冲渣水，炉渣热量经由乏蒸汽及热冲渣水排放到环境中，同时冲渣水循环冷却时需要大量电力，导致热能、电力等能源浪费。

炉渣水淬工艺已经非常成熟，产生的“水渣”具有很高的活性，不仅可以作为水泥的熟料，很可以作为建筑业混凝土的“添加剂”。东北大学及某些科研机构曾经用风淬法及其他方法对高炉炉渣余热进行回收利用研究，但由于这种方法改变了炉渣的最终活性使炉渣难以资源化利用，因此无法推广实施。

目前有少量高炉冲渣水余热回收主要用于冬季取暖或日常洗澡，更多的冲渣水与乏蒸汽低温余热资源没有得到充分应用。即使对高炉冲渣水与乏蒸汽所带余热回收与利用，但存在着对冲渣系统所含热量的回收不彻底，大量带有余热乏蒸汽通过烟囱排向大气，增加乏蒸汽烟囱造成的热污染及视觉污染问题；同时，高炉冲渣水及乏蒸汽带有大量的余热资源浪费，排放进入大气造成污染，产生严重的社会与环境问题。 

发明内容

本发明目的在于提供一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热发电系统及方法，以解决现有技术中对冲渣系统所含热量的回收不彻底，大量带有余热乏蒸汽通过烟囱排向大气，增加乏蒸汽烟囱造成的热污染及视觉污染；同时，高炉冲渣水及乏蒸汽带有大量的余热资源浪费，排放进入大气造成污染，产生严重的社会与环境问题的技术性问题。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热发电系统，包括高炉冲渣子系统、沉淀换热子系统与低温发电子系统，

高炉冲渣子系统包括产生乏蒸汽及高温冲渣水的高炉渣淬化造粒装置和乏蒸汽引入装置，

沉淀换热子系统进一步包括沉淀池和换热装置，所述换热装置内设有乏蒸汽热量回收器，高炉渣淬化造粒装置的高温冲渣水出口连接沉淀池，沉淀池的出口连接乏蒸汽热量回收器，高炉渣淬化造粒装置的乏蒸汽出口通过换热装置连接至所述沉淀池，乏蒸汽热量回收器的出口连接至所述低温发电子系统，

所述低温发电子系统至少包括低沸点工质低温发电装置及冷却装置，所述低沸点工质低温发电装置的热水进口端与乏蒸汽热量回收器的出口连接，所述低沸点工质低温发电装置的热水出口端、冷却水入口端、冷却水出口端分别与冷却装置连接，冷却装置的一出口还连接高炉渣淬化造粒装置，

还包括以下循环通道，所述高炉渣淬化造粒装置产生的乏蒸汽经过乏蒸汽热量回收器与冲渣水进行热交换后形成乏蒸汽冷凝水，然后进入沉淀池，由此高炉渣淬化造粒装置、换热装置及沉淀池形成乏蒸汽流通通道；所述高炉渣淬化造粒装置产生的高温冲渣水经沉淀池净化、再经乏蒸汽热量回收器的热交换、送入低沸点工质低温发电装置利用其热量发电，其经过发电系统后冲渣水送入冷却装置进行冷却，冷却后的冲渣水可部分作为冷水进入低沸点工质低温发电装置加以利用，另一部分水进入高炉渣淬化造粒装置作为其输入水，以此高炉渣淬化造粒装置、沉淀池、乏蒸汽热量回收器、低沸点工质低温发电装置、冷却装置、高炉渣淬化造粒装置形成冲渣水整体循环利用通道；并且低沸点工质低温发电装置、冷却装置形成冲渣水发电系统循环利用通道。

所述沉淀池的出口连接乏蒸汽热量回收器设有把净化后冲渣水泵入乏蒸汽热量回收器的水泵。

一种高炉冲渣水及乏蒸汽低温余热发电方法，包括以下步骤：

（1）冲渣水通过高炉渣淬化造粒装置将高炉熔融渣粒化，产生乏蒸汽和高温冲渣水，高温冲渣水经沉淀池沉淀净化，经水泵进入乏蒸汽热量回收器；

（2）回收的乏蒸汽与高温冲渣水在乏蒸汽热量回收器中进行热交换，交换后乏蒸汽冷凝水经管道进入沉淀池，回收乏蒸汽热量的高温冲渣水由低沸点工质低温发电装置热水入口进入低沸点工质低温发电装置；

（3）低沸点工质低温发电装置利用冲渣水热量进行发电，输出电力送用户使用；

（4）发电后的冲渣水由低沸点工质低温发电装置的热水出口流出，进入冷却装置进行冷却，经冷却后的冲渣水可用作为发电系统冷却水，由低沸点工质低温发电装置的冷水入口进入冷凝器，冷凝工质后经低沸点工质低温发电装置冷水出口流出进入冷却装置再次冷却；

（5）冷却装置中的冲渣水除进入低沸点工质低温发电装置冷水入口部分外，其它均再次送入高炉渣淬化造粒装置循环使用

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：