一种钢铁厂低品质余热利用系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术提供了一种钢铁厂低品质余热利用系统及其使用方法，所述系统包括：一级换热装置，用于在第一流体与第二流体之间传热，所述第一流体为除盐水，所述第二流体为高炉冲渣水；二级换热装置，用于在第三流体与第四流体之间传热，所述第三流体为从所述一级换热装置流出的除盐水，所述第四流体为高温烟气；闪蒸装置，与所述二级换热装置连通，从所述二级换热装置出来的除盐水进入闪蒸装置中转化为蒸汽用作海水淡化装置的热源以蒸发得到海水蒸馏水。本发明专利技术采用钢铁厂的高炉冲渣水、烟气余热等低品质热源来替代低温多效海水淡化的热源，有效利用了余热，并且降低了低温多效海水淡化生产的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于余热回收
，尤其涉及一种钢铁厂低品质余热利用系统及其使用方法。
技术介绍
目前钢铁产业余热余能的回收利用率较低，低温余热约占总余热的35％，回收率几乎为零，大多被浪费掉而没有被回收利用，因此，钢铁产业的低温余热存在着巨大的回收潜力。高炉在炼铁工艺过程中，冲渣水吸收铁渣热量通过冷却水塔排入大气，造成能源的浪费，目前钢铁厂对冲渣水余热的回收主要体现在冬季采暖，但是冲渣水水量大，蕴含的热量很大，而一般厂区办公楼的采暖负荷较小，不能够将冲渣水的余热能力完全发挥出来，并且采暖只适用于北方的城市冬季使用，夏季不需要，而且南方城市一年四季都不需要采暖，因此这种方式存在局限性。除了高炉冲渣水的余热，钢铁企业还有大量的烟气余热没有得到很好利用，例如热风炉烟气、燃气锅炉烟气，由于不容易收集和没有合适的使用对象，只能携带大量热能排放大气，导致该部分余热基本没有被利用。
技术实现思路
针对上述现有技术中钢铁厂低品质余热利用率低的问题，本专利技术提供了一种钢铁厂低品质余热利用系统及其使用方法，采用钢铁厂的高炉冲渣水、烟气余热等低品质热源来替代低温多效海水淡化的热源，有效利用了余热，并且降低了低温多效海水淡化生产的成本。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种钢铁厂低品质余热利用系统，包括：一级换热装置，用于在第一流体与第二流体之间传热，所述一级换热装置包括：用于第一流体的第一通道流体通路，所述第一通道流体通路设置有第一进口及第一出口；以及用于第二流体的第二通道流体通路，所述第二通道流体通路设置有第二进口及第二出口，所述第一和第二通道流体通路相邻布置，所述第一进口、第一出口、第二进口及第二出口分开设置在所述一级换热装置的端部，所述第一流体为除盐水，所述第二流体为高炉冲渣水；二级换热装置，用于在第三流体与第四流体之间传热，所述二级换热装置包括：用于第三流体的第三通道流体通路，所述第三通道流体通路设置有第三进口及第三出口；以及用于第四流体的第四通道流体通路，所述第四通道流体通路设置有第四进口及第四出口，所述第三和第四通道流体通路相邻布置，所述第三进口、第三出口、第四进口及第四出口分开设置在所述二级换热装置的端部，所述第三流体为从第一出口流出的除盐水，所述第四流体为高温烟气；所述一级换热装置的第一出口与所述二级换热装置的第三进口连通；闪蒸装置，与所述二级换热装置的第三出口连通，所述第三出口出来的除盐水进入闪蒸装置中转化为蒸汽用作海水淡化装置的热源以蒸发得到海水蒸馏水。作为进一步的优选，所述高炉冲渣水的温度为75～95℃，高温烟气的温度为150℃～200℃。作为进一步的优选，所述系统还包括稳温装置，位于所述二级换热装置与闪蒸装置之间，用于稳定第五流体的温度，所述稳温装置包括：用于第五流体的第五通道流体通路，所述第五通道流体通路设置有第五进口及第五出口；以及用于第六流体的第六通道流体通路，所述第六通道流体通路设置有第六进口及第六出口，所述第五和第六通道流体通路相邻布置，所述第五进口、第五出口、第六进口及第六出口分开设置在所述稳温装置的端部，所述第五流体为从所述第三出口出来的除盐水，所述第六流体为管网低压蒸汽及烧结余热锅炉低压蒸汽，所述二级换热装置的第三出口与所述稳温装置的第五进口连通。作为进一步的优选，所述系统还包括蒸汽引射器，与所述闪蒸装置的蒸汽出口连接，用于将闪蒸后的蒸汽转化成压力进一步降低的饱和蒸汽。作为进一步的优选，所述海水淡化装置设有除盐水出水管道，闪蒸装置中的蒸汽和除盐水进入海水淡化装置交换热量，蒸汽冷凝水与传递热量后的除盐水从所述除盐水出水管道排出，所述除盐水出水管道与所述一级换热装置的第一进口连通。作为进一步的优选，所述海水淡化装置为低温多效蒸馏海水淡化装置。一种钢铁厂低品质余热利用系统的使用方法，所述方法包括：将高炉冲渣水的热量传递给除盐水；将烟气的热量传递给得到高炉冲渣水热量的除盐水；将得到烟气热量的除盐水闪蒸得到蒸汽，用作海水淡化装置中蒸发得到海水蒸馏水的热源。作为进一步的优选，所述方法还包括：将闪蒸后的除盐水用于加热原料海水，所述原料海水加热后用作海水淡化的喷淋用水。作为进一步的优选，所述方法还包括：所述加热完原料海水后的除盐水再次与高炉冲渣水、高温烟气交换热量，闪蒸得到蒸汽后用作海水淡化装置的热源以蒸发得到海水蒸馏水。作为进一步的优选，所述方法还包括：所述除盐水蒸汽用作海水淡化的热源后，得到的蒸汽冷凝水再次与高炉冲渣水、高温烟气交换热量，闪蒸得到蒸汽后用作海水淡化装置的热源以蒸发得到海水蒸馏水。作为进一步的优选，所述方法还包括：所述加热完原料海水后的除盐水与除盐水蒸汽冷却得到的冷凝水混合，混合后再次与高炉冲渣水、高温烟气交换热量，闪蒸得到蒸汽后用作海水淡化装置的热源以蒸发得到海水蒸馏水。本专利技术的有益效果如下：随着水资源的越来越匮乏，海水淡化的发展越来越受到重视，在沿海钢铁企业，海水淡化是解决企业用水问题的有效途径，特别是低温多效蒸馏海水淡化，由于其操作温度低等优点，越来越受到沿海钢铁企业的青睐，但是海水淡化目前最大的问题是制水成本较高。目前国内应用最为普遍的低温多效蒸馏海水淡化蒸汽热源一般低于70℃，而高炉冲渣水的温度在75～95℃之间，烟气余热温度在150℃～200℃之间。而现有技术中未见将钢铁厂的高炉冲渣水、烟气余热等低品质热源利用，以替代低温多效海水淡化的热源，从而降低海水淡化生产成本的研究。(1)本专利技术充分利用钢铁企业低品质余热的不同温度等级，串级加热除盐水，以除盐水为换热介质，先与温度较低的高炉冲渣水进行换热，然后再与温度较高的烟气进行换热，经过两级加热后的除盐水达到海水淡化装置热源所需的温度。本专利技术本着节能减排可持续发展的战略原则，对高炉冲渣水及热风炉、燃气锅炉烟气余热进行回收用于海水淡化，大大降低了热法海水淡化蒸汽成本，在利用海水淡化装置制造淡化水节约地表淡水消耗的同时，进一步减少了钢铁厂余热余能的浪费，降低钢铁厂总体能耗和污染物排放，因此该技术符合国家有关产业政策的鼓励扶持要求，具有经济效益和社会效益。(2)本专利技术将经过两级加热后的除盐水经闪蒸产生低低压(32-35kpa)饱和蒸汽，用作海水淡化装置热源生产淡化水，闪蒸后的除盐水用于加热原料海水用作喷淋海水，温度降低后的除盐水与除盐水蒸汽冷却得到的冷凝水又返送至一级换热装置再次换热完成循环，实现了除盐水的闭路循环。(3)本专利技术闪蒸后的蒸汽以低压蒸汽(0.6Mpa)为动力源进行抽射增压后产生低低压(32-35kpa)饱和蒸汽，保证了低温多效蒸馏海水淡化蒸汽源的稳定。(4)本专利技术考虑到冲渣水、热风炉、燃气锅炉烟气等余热的波动性，在闪蒸装置前设置除盐水稳温装置，以管网低压蒸汽及烧结余热锅炉产低压蒸汽等作为稳定补充热源，保证了除盐水温度的稳定。附图说明图1为本专利技术实施例钢铁厂低品质余热利用系统的工艺流程示意图。图2为本专利技术实施例1钢铁厂低品质余热利用系统的工艺流程示意图。图3为本专利技术实施例2钢铁厂低品质余热利用系统的工艺流程示意图。具体实施方式本专利技术通过提供一种钢铁厂低品质余热利用系统及其方法，采用钢铁厂的高炉冲渣水、烟气余热等低品质热源来替代低温多效海水淡化的热源，有效利用了余热，并且降低了低温多效海水淡化生产的成本。本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢铁厂低品质余热利用系统，其特征在于：包括：一级换热装置，用于在第一流体与第二流体之间传热，所述一级换热装置包括：用于第一流体的第一通道流体通路，所述第一通道流体通路设置有第一进口及第一出口；以及用于第二流体的第二通道流体通路，所述第二通道流体通路设置有第二进口及第二出口，所述第一和第二通道流体通路相邻布置，所述第一进口、第一出口、第二进口及第二出口分开设置在所述一级换热装置的端部，所述第一流体为除盐水，所述第二流体为高炉冲渣水；二级换热装置，用于在第三流体与第四流体之间传热，所述二级换热装置包括：用于第三流体的第三通道流体通路，所述第三通道流体通路设置有第三进口及第三出口；以及用于第四流体的第四通道流体通路，所述第四通道流体通路设置有第四进口及第四出口，所述第三和第四通道流体通路相邻布置，所述第三进口、第三出口、第四进口及第四出口分开设置在所述二级换热装置的端部，所述第三流体为从第一出口流出的除盐水，所述第四流体为高温烟气；所述一级换热装置的第一出口与所述二级换热装置的第三进口连通；闪蒸装置，与所述二级换热装置的第三出口连通，所述第三出口出来的除盐水进入闪蒸装置中转化为蒸汽用作海水淡化装置的热源以蒸发得到海水蒸馏水。...

【技术特征摘要】
1.一种钢铁厂低品质余热利用系统，其特征在于：包括：一级换热装置，用于在第一流体与第二流体之间传热，所述一级换热装置包括：用于第一流体的第一通道流体通路，所述第一通道流体通路设置有第一进口及第一出口；以及用于第二流体的第二通道流体通路，所述第二通道流体通路设置有第二进口及第二出口，所述第一和第二通道流体通路相邻布置，所述第一进口、第一出口、第二进口及第二出口分开设置在所述一级换热装置的端部，所述第一流体为除盐水，所述第二流体为高炉冲渣水；二级换热装置，用于在第三流体与第四流体之间传热，所述二级换热装置包括：用于第三流体的第三通道流体通路，所述第三通道流体通路设置有第三进口及第三出口；以及用于第四流体的第四通道流体通路，所述第四通道流体通路设置有第四进口及第四出口，所述第三和第四通道流体通路相邻布置，所述第三进口、第三出口、第四进口及第四出口分开设置在所述二级换热装置的端部，所述第三流体为从第一出口流出的除盐水，所述第四流体为高温烟气；所述一级换热装置的第一出口与所述二级换热装置的第三进口连通；闪蒸装置，与所述二级换热装置的第三出口连通，所述第三出口出来的除盐水进入闪蒸装置中转化为蒸汽用作海水淡化装置的热源以蒸发得到海水蒸馏水。2.根据权利要求1所述的钢铁厂低品质余热利用系统，其特征在于：所述高炉冲渣水的温度为75～95℃，高温烟气的温度为150℃～200℃。3.根据权利要求1所述的钢铁厂低品质余热利用系统，其特征在于：还包括稳温装置，位于所述二级换热装置与闪蒸装置之间，用于稳定第五流体的温度，所述稳温装置包括：用于第五流体的第五通道流体通路，所述第五通道流体通路设置有第五进口及第五出口；以及用于第六流体的第六通道流体通路，所述第六通道流体通路设置有第六进口及第六出口，所述第五和第六通道流体通路相邻布置，所述第五进口、第五...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴刚，吴礼云，王铁民，王涛，唐志新，张波，孙雪，
申请(专利权)人：首钢京唐钢铁联合有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北;13