密闭矿热炉炉气发电方法与装置制造方法及图纸

密闭矿热炉炉气发电方法，1)密闭矿热炉温度700～900℃炉气先进行热管吸热降温，热管的工质材料采用100℃以上沸点的第一工质材料，热管上部在压力容器内传导热量至沸点低于第一工质材料的第二工质材料；2)第二工质材料在压力容器内吸热形成蒸汽，蒸发后的第二有机工质蒸汽沿循环路径进入汽轮机旋转发电；3)汽轮机排出的蒸汽通过冷凝器冷却后成液态的第二工质、第二工质加压进入压力容器再吸收热管的传热进行循环；第二工质的吸热过程不断循环往复，从而达到将密闭矿热炉炉气中的热能转化为电能。本发明专利技术可以通过巧妙的方法获得多重效果，既能够降低测试温度使炉气便于处理，又能能量回收获得高品质的电能，且容易控制。

【技术实现步骤摘要】
密闭矿热炉炉气发电方法与装置
本专利技术涉及一种密闭矿热炉炉气净化装置，尤其是涉及密闭矿热炉炉气净化过程中降温获得热能的发电方法与装置。技术背景典型的40.5MVA密闭矿热炉在运行中产生的8000匪3/h炉气，温度达到700~9001:，含尘1501^/匪3，0)80(%。对密闭矿热炉(包括类似或功率更大的密闭矿热炉)炉气净化回收CO再利用，目前技术成熟可靠的炉气净化装置过滤材料最高耐温300°C，在炉气进入过滤器前必须对其降温，传统的降温方法为风冷或风冷加水冷，浪费了密闭矿热炉炉气中的热能，同时在降温过程中还须消耗大量的电能，违背了节能环保的初衷。
技术实现思路
本专利技术目的是，提出在密闭矿热炉炉气净化时对炉气进行降温、充分利用降温过程中吸收的热能来发电的方法与装置，且同时提升密闭矿热炉炉气净化装置的使用效果。密闭矿热炉炉气发电方法，温度达到700~900°C (或更宽的温度范围)的密闭矿热炉炉气先进行热管吸热降温，而且热管的工质材料采用100°c以上沸点的第一工质材料，热管上部在压力容器内传导热量至沸点低于第一工质材料的第二工质材料，第二工质材料在压力容器内吸热形成蒸汽，蒸发后的第二有机工质蒸汽沿循环路径进入汽轮机旋转发电，汽轮机排出的蒸汽通过冷凝器冷却后成液态的第二工质、第二工质加压进入压力容器再吸收热管的传热进行循环。这一过程将不断循环往复，从而达到将密闭矿热炉炉气中的热能转化为电能。第二工质通过节流调节阀减压后生成高温蒸汽驱动汽轮机。密闭矿热炉700~900°C炉气降温到300°C以下，并将炉气中的热能转化为电能和低品质的热能，密闭矿热炉炉气具有均匀热量输出时在上述控制范围达到一个均衡的过程；如密闭矿热炉炉气热量输出不均匀时通过调节第二工质加压泵的流量重新得到热量吸收发电的平衡，或通过测量压力容器的输出端的压力来控制第二工质加压泵的流量，压力高时第二工质加压泵的输入流量高，冷却系统的冷却量亦控制在对第二工质冷却的冷却温度的控制。或通过节流调节阀的开度控制压力容器的压力，控制了气相第二工质的流量，减压后生成高温蒸汽(气相第二工质)驱动汽轮机。第一工质采用蒸馏水；第二工质采用有机工质，是常压40-80°C气化的单一工质材料或混和工质材 料。密闭矿热炉炉气发电装置，包括热管、汽轮机、发电机、压力容器6、冷凝器、工质循环系统、热管(阵列)置于烟道内、热管上端5置于压力容器6内，压力容器和出口管道连接至汽轮机7的第二工质高压气体进口，汽轮机7的动力输出连接发电机组8，汽轮机7的第二工质低压口接冷凝器9，冷凝器9通过管道连接第二工质储液箱10，将液化后第二工质连接至第二工质储液箱，第二工质储液箱连接第二工质加压泵11，并通过管道12输入至压力容器。所述热管内第一工质在热管下部吸收密闭矿热炉炉气中的热量，热泵上端则与第二工质在压力容器内实现热交换，形成压力蒸汽。蒸发后的第二工质蒸汽，沿循环路径进入汽轮机驱动发电机旋转发电、第二工质冷凝后再变为液态。第二工质由第二工质加压泵11加压，并通过管道12输入至压力容器内继续吸热，这一过程将不断循环往复(第二工质不断循环往复)，并形成一个均衡的过程(如果密闭矿热炉炉气具有均匀热量输出)，密闭矿热炉炉气热量输出不均匀时亦可以通过调节第二工质加压泵的流量重新得到热量吸收发电的平衡，更直接的方法是通过测量压力容器的输出端的压力来控制第二工质加压泵的流量，压力高时第二工质加压泵的输入流量高，冷却系统此时也要加速冷却更好。从而达到将密闭矿热炉炉气中的热能转化为电能。冷凝器为水冷式换热器，水冷流量可调。热管是阵列型的热管均匀置于烟道内，具有较大的吸热体积。热管是传热效率最高的传导体，冷却系统包括冷凝器9和对冷凝器9冷凝的冷却水13管路。热管是阵列型的，通过足够多根的热管(例如10-50根)，用于保证对降温的控制在合适的范围、如250°C左右，并将热量导出利用。本项专利技术的有益效果是:本专利技术可以通过巧妙的方法获得多重效果，既能够降低测试温度使炉气便于处理，又能能量回收获得高品质的电能，且容易控制，运行稳定；例如温度700?900°C、8000匪3/h的炉气，通过有机工质热交换器可从750°C降到250°C产生的580KJ的热能被回收利用发电，发电量可达600KW/h。冷却系统的吸热可以继续回用。【附图说明】图1是本专利技术装置及工质流程示意图。【具体实施方式】如图所示，(密闭炉)烟道进口 1、烟道2、(密闭炉)烟道出口 3、热管下端4、热管上端5、压力容器6、汽轮机7、发电机组8、冷凝器9、第二工质储液箱10、第二工质加压泵11、管道12、冷却水13。本专利技术的吸热流程主要通过如下装置来进行:密闭矿热炉700?900°C炉气降温到300°C以下，尤其是将炉气的温度降低到250°C以下，便于后道对炉气的过滤等进一步处理；热管吸热传热将炉气中的热能转化为电能，密闭矿热炉炉气具有均匀热量输出时在上述控制范围达到一个均衡的过程；如果密闭矿热炉炉气热量输出不均匀时通过调节第二工质加压泵的流量重新得到热量吸收发电的平衡:此时炉气的温度向高的方向发展时，则要使热管的吸热效率更高:使第二工质加压泵的流量增大，而若炉气的温度向低的方向发展，则使热管的吸热效率更低:使第二工质加压泵的流量减少；也可以通过测量压力容器的输出端的压力来控制第二工质加压泵的流量，压力比正常范围高时，需要。节流调节阀减压后生成高温蒸汽驱动汽轮机。第一工质采用蒸馏水，常压100°C气化，也可以采用醇水混和物到醇类；第二工质采用有机工质，是常压40-70°C气化的单一工质材料或混和工质材料，如醚类，考虑到安全性，也可以采用HE_R50。密闭矿热炉炉气发电装置，包括热管、有机工质热交换器、压力容器、汽轮机、发电机、冷凝器、第二工质循环系统，热管置于密闭矿热炉炉气的出口烟道内，，所述有机工质热交换器中的热泵下部吸收炉气中的热量，热泵上部则与第二工质在压力容器内实现热交换，形成蒸汽；蒸发后的有机工质，沿循环路径进入汽轮机旋转发电、冷凝后再变为液态。热泵为0 50的无缝不锈钢管两端封闭，内置第一工质即蒸馏水且真空，蒸馏水在热泵下部吸热变成蒸汽快速升到热泵上部，蒸汽在热泵上部受到有机工质冷却变成蒸馏水快速下到热泵下部。第二工质采用有机工质(HE_R50)常压常压50°C时气化(可用40-70°C时气化工质)，热交换器内高温高压的有机工质通过节流调节阀减压后生成高温蒸汽驱动汽轮机，汽轮机排出的较高温度的蒸汽通过冷凝器冷却后变成30°C左右的液态工质。第二工质沿循环路径进入汽轮机旋转发电、冷凝后再变为液态。这一过程将不断循环往复，从而达到将密闭矿热炉炉气中的热能转化为电能。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
密闭矿热炉炉气发电方法，其特征是步骤如下：1)密闭矿热炉温度700～900℃炉气先进行热管吸热降温，热管的工质材料采用100℃以上沸点的第一工质材料，热管上部在压力容器内传导热量至沸点低于第一工质材料的第二工质材料；2)第二工质材料在压力容器内吸热形成蒸汽，蒸发后的第二有机工质蒸汽沿循环路径进入汽轮机旋转发电；3)汽轮机排出的蒸汽通过冷凝器冷却后成液态的第二工质、第二工质加压进入压力容器再吸收热管的传热进行循环；第二工质的吸热过程不断循环往复，从而达到将密闭矿热炉炉气中的热能转化为电能。

【技术特征摘要】
1.密闭矿热炉炉气发电方法，其特征是步骤如下:1)密闭矿热炉温度700?900°C炉气先进行热管吸热降温，热管的工质材料采用100°C以上沸点的第一工质材料，热管上部在压力容器内传导热量至沸点低于第一工质材料的第二工质材料；2)第二工质材料在压力容器内吸热形成蒸汽，蒸发后的第二有机工质蒸汽沿循环路径进入汽轮机旋转发电；3)汽轮机排出的蒸汽通过冷凝器冷却后成液态的第二工质、第二工质加压进入压力容器再吸收热管的传热进行循环；第二工质的吸热过程不断循环往复，从而达到将密闭矿热炉炉气中的热能转化为电能。2.根据权利要求1所述的密闭矿热炉炉气发电方法，其特征是第二工质通过节流调节阀减压后生成高温蒸汽驱动汽轮机。3.根据权利要求1所述的密闭矿热炉炉气发电方法，其特征是密闭矿热炉700?900°C炉气降温到300°C以下，并将炉气中的热能转化为电能，密闭矿热炉炉气具有均匀热量输出时在上述控制范围达到一个均衡的过程；如密闭矿热炉炉气热量输出不均匀时通过调节第二工质加压泵的流量重新得到热量吸收发电的平衡；或通过测量压力容器的输出端的压力来控制第二工质加压泵的流量，压力高时第二工质加压泵的输入流量高，冷却系统的冷却量亦控制在对第二工质冷却的冷却温度的控制；或通过节流调节阀的开度控制压力容...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩冰，查宏明，
申请(专利权)人：南京中电环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32