[发明专利]一种基于冶金高炉渣及烟气余热温差发电的系统及工艺

说明书

本发明属于冶金高炉渣及烟气余热利用技术领域，具体涉及一种基于冶金高炉渣及烟气余热温差发电的系统及工艺。所述发电系统包括高炉冲渣子系统、免净化换热子系统及温差发电子系统；所述高炉冲渣子系统包括高炉渣粒化器、沸腾釜、抽汽机及传送带；所述免净化换热子系统包括水泵、烟气换热器与冷却塔；所述温差发电子系统包括半导体温差发电板、高温端换热器与低温端换热器。本发明所述发电系统对高炉渣及烟气余热进行了综合回收利用，减少了对外界造成的热污染；同时减少了高炉冲渣循环水量，省去了水净化装置；本发明采用先进的半导体温差发电技术，运行安静、结构简单、坚固耐用，有较高的发电效率。

技术领域

本发明属于冶金高炉渣及烟气余热利用技术领域，具体涉及一种基于冶金高炉渣及烟气余热温差发电的系统及工艺。

背景技术

我国是世界上钢铁产量大国，2013年以7.79亿吨的粗钢产量位居世界第一，钢铁企业对高炉冶炼过程中的高炉渣采用水粹方式处理，使得其具有很高的活性，不仅可以作为建筑行业混凝土的添加剂，而且可以用来制作水泥，如果采用风淬法会改变炉渣的活性，使得炉渣资源难以再次利用。

冶金高炉冶炼时会有大量的高温烟气排出，同时会产生大量温度高达1450℃的高炉熔渣，且在炼制工序中，水淬方式进行冲制一吨高炉熔渣需要约1.2吨的水，会产生大量蒸汽与高温热水，使得水耗量巨大。高炉冲渣产生的蒸汽排放到大气中，不仅浪费了资源，也对环境造成污染，且冲渣后的高温水需要大量冷却塔与电力消耗来冷却使其循环利用，导致热量与电力资源的浪费。

半导体温差发电板作为一种新型的固体电子器件，其体积小、寿命长、没有转动部件，工作时无噪音、无污染、能量可高效转换且无需维护，可以很好地将低温余热转化为电能，且三年内即可回收成本。随着科技的发展，新的材料和技术会使得半导体温差发电板有更高的发电效率，更低廉的价格，从而带来更高的收益。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于冶金高炉渣及烟气余热温差发电的系统及工艺，以解决现有技术中高炉冲渣循环水量高、冲渣水净化冷却装置繁多、水冲渣排出麻烦和炉渣及烟气余热利用效率低等问题。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

一种基于冶金高炉渣及烟气余热温差发电的系统，包括高炉冲渣子系统、免净化换热子系统及温差发电子系统；所述高炉冲渣子系统包括高炉渣粒化器、沸腾釜、抽汽机及传送带； 所述免净化换热子系统包括水泵、烟气换热器与冷却塔；所述温差发电子系统包括半导体温差发电板、高温端换热器与低温端换热器。

上述方案中，高炉渣通过高炉渣粒化器粒化后输送到传送带上，经过冷却水水冲和沸腾釜水浸降温后直接由传送带输送到外部，沸腾釜的蒸汽出口连接抽汽机，抽汽机直接连接高温端换热器，高温端换热器的两个出口分别连接烟气换热器与冷却塔，烟气换热器的出口连接高温端换热器，冷却塔的两个出口分别连接沸腾釜和低温端换热器，低温端换热器的出口连接冷却塔。

上述基于冶金高炉渣及烟气余热温差发电系统的发电工艺，包括如下步骤：

(1)高炉渣先通过粒化器粒化再进入沸腾釜用冷却水水冲，然后随传送带一同在沸腾釜中浸水放热降温后直接输送到外部；

(2)沸腾釜内产生的蒸汽直接通过抽汽机送入温差发电子系统与高温端换热器进行换热，变为冷凝水后通过水泵送入到烟气换热器加热后再次与高温端换热器进行换热，最后变为低温水送入冷却塔进行冷却；

(3)冷却塔对经过温差发电子系统高温端换热器换热后的低温水进行冷却，冷却水通过水泵一部分送入沸腾釜中对高炉渣进行冲水，一部分送入温差发电子系统的低温端换热器进行换热，换热后的水再返回到冷却塔中进行冷却，循环利用；

(4)温差发电子系统的高温端换热器与低温端换热器分别通过换热维持稳定温差，使得半导体温差发电板在此稳定温差下进行发电，输出电力供用户使用。