[发明专利]高炉冲渣水蒸气余热回收系统及方法

说明书

技术领域

本公开一般涉及余热回收利用技术领域，具体涉及基于有机朗肯循环回收利用低温蒸汽余热的技术，尤其涉及钢铁冶金行业中高炉冲渣水蒸气余热回收系统及方法。

背景技术

钢铁冶金行业作为高能耗产业，近些年，随着国内钢铁产量快速增长，钢铁冶金行业面临着节能降耗和环境保护方面的双重压力，虽然“十一五”期间，钢铁冶金行业推广先进工艺，开展节能技改，取得了显著成效，但深度挖掘行业节能降耗潜力仍非常有必要。

目前我国炼铁炼钢工艺过程中会产生大量的液态高炉渣，温度一般在1400℃以上，普遍采用水粹粒化方式加以冷却。高温液态高炉渣遇水，挥发出大量的冲渣水蒸气，同时亦产生大量的冲渣水，温度约90℃。对于高炉冲渣水，已有钢铁企业回收利用进行冬季采暖；而产生的高炉冲渣水蒸气，却未引起企业的重视，在炼铁炼钢过程中高炉冲渣水蒸气的热量并未得到回收利用。事实上，高炉冲渣水蒸气所含热量巨大，这部分未得到回收利用的余热作为炼钢炼铁工艺过程中的污染物排放并造成能耗的浪费。

根据检索，专利号为CN101550461B的“高炉冲渣水余热回收方法及其系统”，公开了一种回收钢铁冶金行业高炉冲渣水余热的技术方法，但并未涉及高炉冲渣水蒸气的余热回收。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，做出了本发明。

第一方面，本发明提供了一种高炉冲渣水蒸气余热回收系统，包括：

水蒸气收集/输送系统，其收集来自高炉冲渣系统的水蒸气；

换热器，其接收来自所述水蒸气收集/输送系统的所述水蒸气，用于将其内的低沸点工质与接收到的所述水蒸气收集/输送系统输送的水蒸气进行热交换以转换为工质蒸汽；

膨胀机，其利用来自所述换热器的工质蒸汽做功以输出机械运动，且将工质蒸汽降温降压为工质乏汽；

冷凝器，其将来自所述膨胀机的工质乏汽冷凝成液态工质；以及

工质泵，其接收来自所述冷凝器的液态工质，并将液态工质升压输送给所述换热器。

优选的，水蒸气收集/输送系统包括：集汽罩，其收拢高炉冲渣系统的水蒸气；以及风机，其接收来自所述集汽罩的水蒸气且将水蒸气输送至所述换热器。

优选的，高炉冲渣水蒸气余热回收系统还包括发电机，其将所述膨胀机输出的机械运动转化为电能。

第二方面，本发明还提供了一种高炉冲渣水蒸气余热回收方法，包括以下步骤：

(1)通过水蒸气收集/输送系统收集来自高炉冲渣系统的水蒸气，且将水蒸气输送给换热器；

(2)在所述换热器内使低沸点工质与来自所述水蒸气收集/输送系统的水蒸气进行热交换，将所述水蒸气转换为液态水，并将所述低沸点工质转换为工质蒸汽输送给膨胀机；

(3)使所述工质蒸汽在所述膨胀机中做功，以输出机械运动，并将做功后生成的工质乏汽输送给冷凝器；

(4)通过所述冷凝器将来自所述膨胀机的工质乏汽冷凝成液态工质，并通过工质泵将所述液态工质升压输送给所述换热器。

优选的，所述步骤(2)中将低沸点工质转换为75℃-85℃的工质蒸汽。

优选的，所述步骤(2)还包括：将水蒸气转换而成的液态水送入高炉冲渣系统以供再次冲渣使用。

优选的，所述步骤(3)还包括将所述膨胀机输出的机械运动传递至发电机，以产生电能。

根据本发明提供的高炉冲渣水蒸气余热回收系统及方法，不仅实现了对高炉冲渣水蒸气的余热回收，且将低品位热能转化为高品位的电能输出，减少了钢铁冶金过程中的能耗；同时，实现了对大量挥发的水蒸气的冷凝回收，降低了高炉渣水粹粒化过程的水耗，节约水资源。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的高炉冲渣水蒸气余热回收系统的构成示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

结合图1介绍本申请提供的基于有机朗肯循环的高炉冲渣水蒸气余热回收系统的构成。