[发明专利]一种蓄热式高温烟气余热利用系统

说明书

本发明公开了一种蓄热式高温烟气余热利用系统，用于例如制硅等领域中产生的高温不稳定烟气的余热利用。该系统在蓄/释热阶段，高温烟气与填充内的蓄热介质直接接触，具有系统简单，热能品位高、使用温度域宽、成本低、蓄热效率高、操作安全等优点。该系统不仅可以把热源产生的不稳定高温烟气直接储存并稳定的输出，提高余热锅炉发电系统效率，同时也能把余热锅炉出来的高温烟气再次利用，提高热源的进气温度，大大减少用电量，提高整体机组的利用效率。也适用于中高温太阳能热发电及工业高温余热利用等其他中高温蓄热领域中，同时还可以与大规模物理储能，如压缩空气储能系统进行能源利用梯级互补，提高能源的利用效率。

技术领域

本发明属于余热利用技术领域，具体涉及一种蓄热式高温烟气余热利用系统，用于例如制硅电弧炉等产生的高温不稳定烟气的余热利用。

背景技术

目前，我国在能源供给和利用上还存在能源结构不合理、能源利用效率不高、可再生能源开发利用比例低、能源安全利用水平有待进一步提高等问题，发展“安全、高效、低碳”的能源技术势在必行。工业是我国的主要能耗领域，约占国家总能耗的70％，主要工业产品单位平均能耗比国际先进水平高出30％左右，其中工业余热利用率低，能源没有得到充分综合利用是造成能耗高的重要原因。主要是由于现有工业余热资源均存在一定的不稳定、品质较差、回收困难等问题，严重限制了我国的余热回收事业，必须通过储热技术来解决。储热技术将工业余热资源中不稳定部分、过高品质或过低品质以热能形式储存，在需要用热或用电的时候再平稳输出，以解决余热资源的回收难的同时，更大程度利用工业余热，提高系统经济性，同时减少污染物排放，有利于环境治理。

基于制硅厂在产硅过程中产生大量的高温烟气，带走巨大热量，为了把大量高温烟气余热利用起来，在电弧炉后面的烟气出口连接两台余热蒸汽锅炉，但是余热蒸汽锅炉的入口烟气温度波动太大，锅炉对进口烟气温度要求在450-500℃，但实际烟气的温度范围为300-700℃，因此现有工况具有缩短锅炉自身的使用寿命、蒸汽量产出波动大、蒸汽透平的发电效率低等问题。

发明内容

针对现有技术的上述缺点和不足，本发明提出了一种蓄热式高温烟气余热利用系统，该系统一方面利用了高温蓄热装置的蓄热释热提高并稳定了余热锅炉进口温度区，另一方面利用了低温蓄热装置的蓄热释热对进入例如制硅电弧炉等排气温度不稳定的热源的空气进行预热。该系统不仅可以把热源产生的不稳定高温烟气直接储存并稳定的输出，提高余热锅炉发电系统效率，同时也能把余热锅炉出来的高温烟气再次利用，提高热源的进气温度，大大减少用电量，提高整体机组的利用效率。同时也适用于中高温太阳能热发电及工业高温余热利用领域中，同时还可以与大规模物理储能，如压缩空气储能系统进行能源利用梯级互补，提高能源的利用效率。

本发明为解决其技术问题所采用的技术解决方案是：

一种蓄热式高温烟气余热利用系统，所述系统至少包括一第一低温蓄热装置、一第二低温蓄热装置、一高温蓄热装置、一烟气排放温度不稳定的热源和一余热锅炉，其特征在于，

--所述第一低温蓄热装置和第二低温蓄热装置并联设置，

每一低温蓄热装置的入口均连通一低温空气进气管线和一高温烟气进气管线，所述低温空气进气管线和高温烟气进气管线上均设置有控制阀，且每一低温蓄热装置的低温空气进气管线均与大气连通或均与一鼓风机的出口连通，每一低温蓄热装置的高温烟气进气管线均与所述余热锅炉的烟气出口连通；

每一低温蓄热装置的出口均连通一高温空气排气管线和一低温烟气排气管线，所述高温空气排气管线和低温烟气排气管线上均设置有控制阀，且每一低温蓄热装置的高温空气排气管线均与所述热源的进气口连通，每一低温蓄热装置的低温烟气排气管线均与大气连通或均与一烟筒连通；