冶金煉銅爐煙氣節(jié)能除塵方法
【專利摘要】冶金煉銅爐煙氣節(jié)能除塵方法，其特征在于：煉銅爐煙氣由爐內排出，經(jīng)水冷煙道混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進沉降室，進入蓄熱均溫器，再進入高溫熱管蒸發(fā)器，再進入余熱交換室中，放出熱量，進入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后由主風機壓入排氣筒排入大氣，同時，循環(huán)水從換熱器中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物進入蒸發(fā)器內，放出熱量，有機工質液體，在低壓級蒸發(fā)器、高壓級蒸發(fā)器中吸收煙氣余熱載體的熱量，變成工質蒸汽，在帶補汽口有機透平內膨脹做功，并帶動發(fā)電機發(fā)電，其特征在于：采用R134a為循環(huán)有機工質。本發(fā)明能最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，又能改善除塵能力，達到好的環(huán)保效果。
【專利說明】
冶金煉銅爐煙氣節(jié)能除塵方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種冶金煉銅爐煙氣節(jié)能除塵方法，具體地說是能最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，又能改善除塵能力，屬于煉銅爐余熱利用及除塵技術領域。
【背景技術】
[0002]冶金行業(yè)每年消耗大量能源，冶煉過程中產生的高溫煙氣和設備散熱帶走了大量能量。由于煉銅爐煙氣溫度很高，進入管道的溫度一般在750°C左右，粉塵濃度達15g/Nm3，小于5um的灰占粉塵總量的65%以上，粉塵量大，并且粘而細。并且煙氣溫度劇烈波動，含塵量大，普通水列管余熱鍋爐很難運用于煉銅爐煙氣的余熱回收。目前，熱管式換熱器已經(jīng)成功運用到煉銅爐的煙氣余熱回收中，但由于熱管的固有缺陷(造價高、不抗凍、不耐高溫、使用年限短)，使得熱管余熱回收裝置在鋼鐵行業(yè)的普及還面臨很多問題。

【發(fā)明內容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明提供了冶金煉銅爐煙氣節(jié)能除塵方法，通過該方法不僅能最大限度地回收煙氣中的熱能轉化為高品位電能，拖動除塵風機，同時可降低煙氣的排放溫度，改善除塵能力，得到很好的除塵效果，粉塵排放濃度3mg/Nm3，并且不影響煉銅爐生產的穩(wěn)定和連續(xù)。
[0004]本發(fā)明所采用的技術方案如下:
[0005]冶金煉銅爐煙氣節(jié)能除塵方法，其特征在于:本發(fā)明煉銅爐煙氣由爐內排出，經(jīng)水冷煙道混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室；燃燒沉降室的作用是:降低煙氣流速，使煙氣中攜帶的大顆粒粉塵沉降，并適當混入冷風，最終燃燼一氧化碳氣體，由燃燒沉降室出來的煙氣進入蓄熱均溫器，所述蓄熱均溫器包括碳硅復合材料蓄熱體、激波清灰裝置和灰斗，所述激波清灰裝置分段布置于碳硅復合材料蓄熱體之間，通過蓄熱均溫器中碳硅復合材料蓄熱體對高溫煙氣的蓄熱均溫作用后，煙氣進入高溫熱管蒸發(fā)器，蒸汽汽包中的水在高溫熱管蒸發(fā)器中吸收高溫煙氣余熱后產生蒸汽進入蒸汽汽包，經(jīng)調節(jié)后外供穩(wěn)定、連續(xù)、參數(shù)符合用戶要求的蒸汽用于發(fā)電，高溫煙氣經(jīng)高溫熱管蒸發(fā)器換熱后，變?yōu)橹械蜏責煔?，進入余熱交換室中，煙氣放出熱量，溫度降至80°C，進入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，由主風機壓入排氣筒排入大氣，同時，循環(huán)水通過換熱器給水栗驅動，進入安裝于余熱交換室內的翅片式換熱器中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物，汽水混合物的溫度155°C，汽水混合物在自然循環(huán)力推動下進入高壓級蒸發(fā)器中放出熱量，溫度降至125°C，然后進入低壓級蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至81°C，變成低溫水，低溫水流入循環(huán)水池，開始新一輪循環(huán)，同時，經(jīng)過冷凝的有機工質液體，經(jīng)過低壓級工質加壓栗的驅動，先在低壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級工質蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的低壓補汽口，另一路經(jīng)高壓級工質加壓栗加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級工質蒸汽，經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的高壓進汽缸，工質蒸汽在帶補汽口有機透平內膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機發(fā)電，系統(tǒng)發(fā)出的電能為三相交流電，額定電壓為380V，可經(jīng)過調壓后并入廠內電網(wǎng)，或直接送給用電設備使用，從帶補汽口有機透平排出的工質蒸汽由管殼式冷凝器冷凝為飽和液體，進入儲液罐，儲液罐可確保低壓級工質加壓栗連續(xù)加壓，再由低壓級工質加壓栗將工質液體加壓后送入低壓級蒸發(fā)器中，開始新一輪循環(huán)，從管殼式冷凝器出來的循環(huán)水，通過溴化鋰吸收式制冷機冷卻，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿足工質蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求，經(jīng)循環(huán)水栗送入管殼式冷凝器中，開始新一輪循環(huán)。
[0006]其進一步特征在于:采用Rl34a為循環(huán)有機工質。
[0007]本發(fā)明與已有技術相比具有以下優(yōu)點:
[0008]1.采用高溫熱管蒸發(fā)器來回收煉銅爐高溫煙氣的余熱、二級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)余熱發(fā)電來回收煉銅爐中低溫煙氣的余熱，實現(xiàn)煉銅爐煙氣余熱梯級利用；
[0009]2.通過溴化鋰吸收式制冷機冷卻，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿足工質蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求；
[0010]3.蓄熱均溫器可對煙氣溫度削峰填谷，降低煙氣的最高溫度、減小煙氣溫度的波動幅度，緩解煙氣溫度的驟升驟降，解決熱脹冷縮問題；
【附圖說明】
[0011]圖1是實現(xiàn)本發(fā)明的工藝流程圖。
[0012]圖中:1.煉銅爐，2.水冷煙道，3.燃燒沉降室，4.蓄熱均溫器，5.碳硅復合材料蓄熱體，6.激波清灰裝置，7.灰斗，8.高溫熱管蒸發(fā)器，9.蒸汽汽包，10.余熱交換室，11.翅片式換熱器，12.塑燒板除塵器，13.主風機，14.排氣筒，15.換熱器給水栗，16.循環(huán)水池，17.低壓級蒸發(fā)器，18.高壓級蒸發(fā)器，19.低壓級工質加壓栗，20.高壓級工質加壓栗，21.儲液罐，22.帶補汽口有機透平，23.三相發(fā)電機，24.循環(huán)水栗，25.管殼式冷凝器，26.溴化鋰吸收式制冷機。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述:
[0014]如圖1所示:本發(fā)明冶金煉銅爐煙氣節(jié)能除塵方法步驟如下:
[0015]35t/h煉銅爐I煙氣流量22X 104Nm3/h，溫度750°C，含塵濃度15g/Nm3由爐內排出，經(jīng)水冷煙道2混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室3 ;燃燒沉降室3的作用是:降低煙氣流速，使煙氣中攜帶的大顆粒粉塵沉降，并適當混入冷風，最終燃燼一氧化碳氣體，由燃燒沉降室3出來的煙氣進入蓄熱均溫器4，所述蓄熱均溫器4包括碳硅復合材料蓄熱體5、激波清灰裝置6和灰斗7，所述激波清灰裝置6分段布置于碳硅復合材料蓄熱體5之間，通過蓄熱均溫器4中碳硅復合材料蓄熱體5對高溫煙氣的蓄熱均溫作用后，煙氣進入高溫熱管蒸發(fā)器8，蒸汽汽包9中的水在高溫熱管蒸發(fā)器8中吸收高溫煙氣余熱后產生蒸汽進入蒸汽汽包9，高溫煙氣經(jīng)高溫熱管蒸發(fā)器8換熱后，變?yōu)橹械蜏責煔猓M入余熱交換室10中，煙氣放出熱量，溫度降至80°C，進入塑燒板除塵器12，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，由主風機13壓入排氣筒14排入大氣，同時，循環(huán)水通過換熱器給水栗15驅動，進入安裝于余熱交換室10內的翅片式換熱器11中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物，汽水混合物的溫度155°C，汽水混合物在自然循環(huán)力推動下進入高壓級蒸發(fā)器18中放出熱量，溫度降至125°C，然后進入低壓級蒸發(fā)器17中放出熱量，水溫降至81°C，變成低溫水，低溫水流入循環(huán)水池16，開始新一輪循環(huán)，同時，經(jīng)過冷凝的有機工質液體，經(jīng)過低壓級工質加壓栗19的驅動，先在低壓級蒸發(fā)器17中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級工質蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平22的低壓補汽口，另一路經(jīng)高壓級工質加壓栗20加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器18中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級工質蒸汽，經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平22的高壓進汽缸，工質蒸汽在帶補汽口有機透平22內膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機23發(fā)電，系統(tǒng)發(fā)出的電能為三相交流電，額定電壓為380V，可經(jīng)過調壓后并入廠內電網(wǎng)，或直接送給用電設備使用，從帶補汽口有機透平22排出的工質蒸汽由管殼式冷凝器25冷凝為飽和液體，進入儲液罐21，儲液罐21可確保低壓級工質加壓栗19連續(xù)加壓，再由低壓級工質加壓栗19將工質液體加壓后送入低壓級蒸發(fā)器17中，開始新一輪循環(huán)，從管殼式冷凝器25出來的循環(huán)水，通過溴化鋰吸收式制冷機26冷卻，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿足工質蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求，經(jīng)循環(huán)水栗24送入管殼式冷凝器25中，開始新一輪循環(huán)。
[0016]所述低沸點工質為R134a，二級蒸發(fā)，低壓級蒸發(fā)壓力為0.321MPa，高壓級蒸發(fā)壓力為1.056MPa，膨脹做功后的工質壓力為0.198MPa時，系統(tǒng)輸出電功率為2500KW，朗肯循環(huán)效率為22.88%，系統(tǒng)排出的煙氣溫度為80°C。
[0017]由此可見，本發(fā)明方法可最大限度地回收煙氣中的熱能直接轉化為高品位電能，其熱效率比單級蒸發(fā)有機朗肯循環(huán)提高15?20%，還能達到好的環(huán)保效果。
【主權項】
1.冶金煉銅爐煙氣節(jié)能除塵方法，其特征在于:本發(fā)明煉銅爐煙氣由爐內排出，經(jīng)水冷煙道混入冷風，燃燒一氧化碳氣體后進入燃燒沉降室；燃燒沉降室的作用是:降低煙氣流速，使煙氣中攜帶的大顆粒粉塵沉降，并適當混入冷風，最終燃燼一氧化碳氣體，由燃燒沉降室出來的煙氣進入蓄熱均溫器，所述蓄熱均溫器包括碳硅復合材料蓄熱體、激波清灰裝置和灰斗，所述激波清灰裝置分段布置于碳硅復合材料蓄熱體之間，通過蓄熱均溫器中碳硅復合材料蓄熱體對高溫煙氣的蓄熱均溫作用后，煙氣進入高溫熱管蒸發(fā)器，蒸汽汽包中的水在高溫熱管蒸發(fā)器中吸收高溫煙氣余熱后產生蒸汽進入蒸汽汽包，經(jīng)調節(jié)后外供穩(wěn)定、連續(xù)、參數(shù)符合用戶要求的蒸汽用于發(fā)電，高溫煙氣經(jīng)高溫熱管蒸發(fā)器換熱后，變?yōu)橹械蜏責煔?，進入余熱交換室中，煙氣放出熱量，溫度降至80°c，進入塑燒板除塵器，經(jīng)除塵后粉塵濃度3mg/Nm3，由主風機壓入排氣筒排入大氣，同時，循環(huán)水通過換熱器給水栗驅動，進入安裝于余熱交換室內的翅片式換熱器中吸收煙氣的熱量，形成汽水混合物，汽水混合物的溫度155°C，汽水混合物在自然循環(huán)力推動下進入高壓級蒸發(fā)器中放出熱量，溫度降至125°C，然后進入低壓級蒸發(fā)器中放出熱量，水溫降至81°C，變成低溫水，低溫水流入循環(huán)水池，開始新一輪循環(huán)，同時，經(jīng)過冷凝的有機工質液體，經(jīng)過低壓級工質加壓栗的驅動，先在低壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成低壓級工質蒸汽，一路經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的低壓補汽口，另一路經(jīng)高壓級工質加壓栗加壓后，進入高壓級蒸發(fā)器中吸收余熱載體的熱量，變成高壓級工質蒸汽，經(jīng)管道進入帶補汽口有機透平的高壓進汽缸，工質蒸汽在帶補汽口有機透平內膨脹做功，并帶動三相發(fā)電機發(fā)電，系統(tǒng)發(fā)出的電能為三相交流電，額定電壓為380V，可經(jīng)過調壓后并入廠內電網(wǎng)，或直接送給用電設備使用，從帶補汽口有機透平排出的工質蒸汽由管殼式冷凝器冷凝為飽和液體，進入儲液罐，儲液罐可確保低壓級工質加壓栗連續(xù)加壓，再由低壓級工質加壓栗將工質液體加壓后送入低壓級蒸發(fā)器中，開始新一輪循環(huán)，從管殼式冷凝器出來的循環(huán)水，通過溴化鋰吸收式制冷機冷卻，冷卻水的溫度降至10?15°C，滿足工質蒸汽冷凝為飽和液體對冷卻水的要求，經(jīng)循環(huán)水栗送入管殼式冷凝器中，開始新一輪循環(huán)。2.根據(jù)權利要求1所述的冶金煉銅爐煙氣節(jié)能除塵方法，其特征在于:采用R134a為循環(huán)有機工質。
【文檔編號】F27D17/00GK105890389SQ201510033627
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2015年1月19日
【發(fā)明人】陸耀忠
【申請人】無錫市東優(yōu)環(huán)?？萍加邢薰?br>