一种氧化铝工艺焙烧低温烟气热电联产系统技术方案

本实用新型专利技术提出了一种氧化铝工艺焙烧低温烟气热电联产系统，包括发电子系统和再加热子系统，所述发电子系统包括与焙烧炉烟气总管连通的一级换热器，所述一级换热器的进烟口与焙烧炉烟气总管的排烟口连通，所述发电子系统中的工质为低沸点有机物；所述再加热子系统包括与一级换热器的出烟口连接的二级换热器，所述二级换热器的内网水出水口连接中间换热器的热侧进水口，所述中间换热器的冷侧出水口连接二级换热器的内网水进水口，所述中间换热器的冷侧进水口连通赤泥洗水循环系统的出水口，所述中间换热器的热侧出水口连通赤泥洗水循环系统的进水口。本实用新型专利技术设计合理，能够充分利用氧化铝焙烧炉中的低温烟气的余热增加企业的经济效益。

A Low Temperature Flue Gas Cogeneration System for Calcination of Alumina Process

【技术实现步骤摘要】
一种氧化铝工艺焙烧低温烟气热电联产系统
本技术涉及工业烟气回收利用
，具体涉及一种氧化铝工艺焙烧低温烟气热电联产系统。
技术介绍
铝具有重量轻、不易腐蚀、可导电、以延伸等优点，广泛应用于航空航天、交通运输、建筑器材等领域，是仅次于钢铁的第二大金属材料。氧化铝焙烧工艺在冶金工业中广泛应用，在氧化铝焙烧工艺中，产生的焙烧炉烟气约为150℃，其中水含量约49％，露点温度约80℃，含有大量水蒸气汽化潜热，虽然存在着大量的能源消耗及广泛的余热分布，但是由于温度偏低，目前没有得到很好的回收利用。如何有效对烟气余热进行回收利用，不仅能够为企业来带经济效益，还能促进我国铝业金工业在环境保护和资源综合利用方面的发展。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种氧化铝工艺焙烧低温烟气热电联产系统，以对氧化铝工业中的低温烟气余热再回收利用。为了实现本技术的上述目的，本技术提供了一种氧化铝工艺焙烧低温烟气热电联产系统，包括发电子系统和再加热子系统，所述发电子系统包括与焙烧炉烟气总管连通的一级换热器，所述一级换热器的进烟口与焙烧炉烟气总管的排烟口连通，所述一级换热器用于将焙烧炉烟气总管排出的烟气与一级换热器的内网水进行换热，所述一级换热器的高温供水口连通蒸发器的热源进水口，所述蒸发器的热源出水口连通预热器的热源进水口，所述预热器的热源出水口连通一级换热器的低温回水口，所述预热器的工质进口连通工质泵的工质出口，所述预热器的工质出口与蒸发器的工质进口相连，所述蒸发器的工质出口连通到发电机组的工质进口，所述发电机组的工质出口连接到冷凝器的工质进口，所述冷凝器的工质出口连接到工质泵的工质进口；所述再加热子系统包括与一级换热器的出烟口连接的二级换热器，所述二级换热器用于将一级换热器排出的烟气与二级换热器的内网水进行换热，所述二级换热器的内网水出水口连接中间换热器的热侧进水口，所述中间换热器的冷侧出水口连接二级换热器的内网水进水口，所述中间换热器的冷侧进水口连通赤泥洗水循环系统的出水口，所述中间换热器的热侧出水口连通赤泥洗水循环系统的进水口，所述中间换热器用于将二级换热器的内网水和赤泥洗水进行换热。一级换热器用于回收焙烧炉烟气总管中烟气的显热，产生热水，作为热源驱动发电机组发电。工质泵用于为工质提供流动的压力，工质在工质泵的压力驱动下，先后经过预热器和蒸发器，被热水加热形成气态工质，进入发电机组并推动发电机组做功发电，经发电机组排出后继续进入冷凝器，经冷凝器冷凝成液态工质，回到工质泵继续循环，以此完成对烟气显热的发电作用。二级换热器用于回收从一级换热器中排出的烟气的潜热，产生热水。中间换热器用于将二级换热器中内网水的热量传递给赤泥洗水，加热后的赤泥洗水供后续工艺使用，以此完成利用烟气潜热继续加热赤泥洗水。上述方案中：所述一级换热器和二级换热器的内网水均为碱性水。碱性水相比纯净水不会产生由于收吸收烟气中的酸性成分后对设备造成酸蚀的现象，延长设备使用周期。上述方案中：所述中间换热器为板式换热器。板式换热器的热传系数高，传递给赤泥洗水的过程中损能较少，尽可能减少能量损耗，提高回收利用率。上述方案中：所述发电机组为透平发电机组。与螺杆膨胀机相比，最大膨胀比较大，能够充分利用热源及工质发电，提高发电量。上述方案中：所述发电子系统中的工质为低沸点有机物。其沸点满足能被一级内网水的热能加热成为气态工质。也就是说，其沸点低于一级内网水的温度。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：能够充分利用氧化铝焙烧炉中的低温烟气的余热进行两次回收利用，增加企业的经济效益，保护环境；设计合理，对烟气的回收部分采用直接换热的方式，能够最大程度吸收烟气中的水蒸气汽化潜热，对赤泥洗水的加热部分采用间接换热的方式，通过中间换热器能够避免赤泥洗水中偏铝酸与酸性物质接触，充分回收热量的同时避免结垢。附图说明图1是本技术的示意图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。如图1所示的一种氧化铝工艺焙烧低温烟气热电联产系统，包括发电子系统和再加热子系统，发电子系统包括与焙烧炉烟气总管1连通的一级换热器2，一级换热器2的进烟口与焙烧炉烟气总管1的排烟口连通，一级换热器2用于将焙烧炉烟气总管1排出的烟气与一级换热器2的内网水进行换热，一级换热器2的高温供水口连通蒸发器4的热源进水口，蒸发器4的热源出水口连通预热器8的热源进水口，预热器8的热源出水口连通一级换热器2的低温回水口，预热器8的工质进口连通工质泵7的工质出口，预热器8的工质出口与蒸发器4的工质进口相连，蒸发器4的工质出口连通到发电机组5的工质进口，发电机组5的工质出口连接到冷凝器6的工质进口，冷凝器6的工质出口连接到工质泵7的工质进口，发电子系统中的工质为低沸点有机物；再加热子系统包括与一级换热器2的出烟口连接的二级换热器3，二级换热器3内设有内网水，二级换热器3的内网水出水口连接中间换热器9的热侧进水口，中间换热器9为水-水换热器，中间换热器9的冷侧出水口连接二级换热器3的内网水进水口，中间换热器9的冷侧进水口连通赤泥洗水循环系统的出水口，中间换热器9的热侧出水口连通赤泥洗谁循环系统的进水口，中间换热器9用于将二级换热器3排出的烟气和赤泥洗水进行换热。为延长设备使用周期，一级换热器2和二级换热器3的内网水均为碱性水，碱性水相比纯净水不会产生由于吸收烟气中的酸性成分后对设备造成酸蚀的现象。为提高回收利用率，中间换热器9采用板式换热器，板式换热器的热传系数高，传递给赤泥洗水的过程中损能较少，尽可能减少能量损耗。为提高发电量，发电机组5为透平发电机组，能够充分利用热源及工质发电，且效率均可达到80％以上，长期稳定高效。经焙烧炉烟气总管1排出的约150℃烟气进入一级换热器2回收显热，加热一级换热器2的内网水至80℃～120℃，工质泵7驱动工质依次进入预热器8和蒸发器4，工质进入预热器8后在预热器8通过一级换热器2的内网水进行预热，再在蒸发器4中被一级换热器1的内网水加热并形成蒸汽，进入发电机组5并推动发电机组5做功发电。经发电机组5排出后进入冷凝器6冷凝形成液态工质，回到工质泵7继续循环，以此利用烟气显热完成发电作用。烟气经一级换热器2吸热后温度降低至100℃左右，再进入二级换热器3进行二次利用。二级换热器3吸收烟气中的潜热，以加热二级换热器3中的内网水，并将烟气温度降低至75℃左右再排出。通过中间换热器9将二级换热器3中的内网水与赤泥洗水之间进行换热，加热后的赤泥洗水供后续工艺使用，以此利用烟气潜热完成对赤泥洗水的加热。产生的经济效益以年产200万吨氧化铝工艺生产线为例，发电机组装机容量1800kW，年发电量1300万kW·h，加热1500t/h赤泥洗水或3000t/h总分母液至70℃，年供热量180万GJ，实现年节标煤6.5万吨，二氧化碳减排16.2万吨。尽管已经示出和描述了本技术的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化铝工艺焙烧低温烟气热电联产系统，其特征在于：包括发电子系统和再加热子系统，所述发电子系统包括与焙烧炉烟气总管(1)连通的一级换热器(2)，所述一级换热器(2)的进烟口与焙烧炉烟气总管(1)的排烟口连通，所述一级换热器(2)用于将焙烧炉烟气总管(1)排出的烟气与一级换热器(2)的内网水进行换热，所述一级换热器(2)的高温供水口连通蒸发器(4)的热源进水口，所述蒸发器(4)的热源出水口连通预热器(8)的热源进水口，所述预热器(8)的热源出水口连通一级换热器(2)的低温回水口，所述预热器(8)的工质进口连通工质泵(7)的工质出口，所述预热器(8)的工质出口与蒸发器(4)的工质进口相连，所述蒸发器(4)的工质出口连通到发电机组(5)的工质进口，所述发电机组(5)的工质出口连接到冷凝器(6)的工质进口，所述冷凝器(6)的工质出口连接到工质泵(7)的工质进口；所述再加热子系统包括与一级换热器(2)的出烟口连接的二级换热器(3)，所述二级换热器(3)用于将一级换热器(2)排出的烟气与二级换热器(3)的内网水进行换热，所述二级换热器(3)的内网水出水口连接中间换热器(9)的热侧进水口，所述中间换热器(9)的冷侧出水口连接二级换热器(3)的内网水进水口，所述中间换热器(9)的冷侧进水口连通赤泥洗水循环系统的出水口，所述中间换热器(9)的热侧出水口连通赤泥洗水循环系统的进水口，所述中间换热器(9)用于将二级换热器(3)的内网水和赤泥洗水进行换热。...

【技术特征摘要】
1.一种氧化铝工艺焙烧低温烟气热电联产系统，其特征在于：包括发电子系统和再加热子系统，所述发电子系统包括与焙烧炉烟气总管(1)连通的一级换热器(2)，所述一级换热器(2)的进烟口与焙烧炉烟气总管(1)的排烟口连通，所述一级换热器(2)用于将焙烧炉烟气总管(1)排出的烟气与一级换热器(2)的内网水进行换热，所述一级换热器(2)的高温供水口连通蒸发器(4)的热源进水口，所述蒸发器(4)的热源出水口连通预热器(8)的热源进水口，所述预热器(8)的热源出水口连通一级换热器(2)的低温回水口，所述预热器(8)的工质进口连通工质泵(7)的工质出口，所述预热器(8)的工质出口与蒸发器(4)的工质进口相连，所述蒸发器(4)的工质出口连通到发电机组(5)的工质进口，所述发电机组(5)的工质出口连接到冷凝器(6)的工质进口，所述冷凝器(6)的工质出口连接到工质泵(7)的工质进口；所述再加热子系统包括与一级换热器(2)的出烟口连接的二级换热器(3)，所述二级换热器(3)用...

【专利技术属性】
技术研发人员：白彦江，鱼洋，樊旭，
申请(专利权)人：中色十二冶金重庆节能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50