电炉一次烟气热能的深度回收方法技术

电炉一次烟气热能的深度回收方法属于电炉节能减排技术，要点是取消现有技术的混风冷却方式，将现有技术的烟气燃烧及沉降室之后的二段水冷管道、冷却设施改为保温烟道，采用现代板式热交换器对烟气燃烧及沉降室之后的电炉一次烟气热能进行回收，将烟气燃烧及沉降室之后的温度约为900℃的烟气降为约50℃，同时获得温度约为90℃的热水资源，该热水资源进入公用热水管网及存储系统，供给热水用户使用，降温后的烟气送入精除尘布袋除尘器，本热能深度回收技术方案回收了约850℃的热能，除尘风机节能比现有技术多30％以上，获得了电炉一次烟气热能深度回收和除尘风机大幅度节能的双重效益，可广泛应用于新建、扩建或改造的电炉一次烟气净化系统。

Deep recovery method of heat energy from primary flue gas of electric furnace

【技术实现步骤摘要】
电炉一次烟气热能的深度回收方法
本专利技术属于电炉炼钢节能减排技术。本专利技术不涉及各种板式热交换器的制造技术，不涉及各类除尘器的制造技术，不涉及热能的利用技术及其具体技术解决方案。
技术介绍
电炉冶炼过程产生的烟气分两条路径进行处理，一是内排烟(一次烟气)系统，从电炉第二孔或第四孔引出，烟气温度约为1200～1400℃；二是外排烟(二次烟气)系统，电炉冶炼过程中从电炉中外溢的烟气，经封闭集尘罩收集，烟气温度约为120～150℃。对于内排烟系统，典型的烟气除尘及降温方式是经电炉烟气出口混风、一段水冷管道、烟气燃烧及沉降室、二段水冷管道、冷却设施，将1200～1400℃的烟气冷却到约200℃及进行沉降粗除尘，在进入精除尘布袋除尘器之前，再混风，将温度降至125℃左右，这种方式约1150～1350℃左右的烟气热能白白流失了；也有些电炉系统设有烟气热能回收系统，采取汽化冷却烟道(锅炉)的方式将1200～1400℃的烟气冷却至250～600℃左右，对于400～600℃左右的烟气，需经机力空冷热交换器冷却至125℃以下，送入布袋除尘器；对于250～400℃左右的烟气，则经后部烟气管路混风后，使烟气温度降至125℃以下，送入布袋除尘器；在进行汽化冷却降温时，将冷却过程产生的蒸汽进行收集，送入公用蒸汽管网，供给钢铁厂内部的蒸汽用户使用；汽化冷却降温过程对温度为1200～1400℃的烟气热能进行回收，约回收了600～1150℃左右的热能，回收了电炉一次烟气的大部分热能，但仍有200～550℃左右的烟气热能白白流失了，但该回收蒸汽的方法存在系统复杂、设备费用高、汽化冷却烟道(锅炉)换热效率低等问题，实际回收效益并不理想；此外，现有技术还存在由于混风原因造成的除尘风机能耗过大、除尘器容量过大、投资过高等问题。对于外排烟系统，由于烟气温度低于150℃，经烟气管路混风，至布袋除尘器入口的烟气温度低于125℃，以满足布袋除尘器要求。近些年来，国内的空气污染情况严重，雾霾天气频发，国家正在加快实施环境保护措施，一方面是控制污染物的排放量，另一方面是采取节能减排措施，减少碳排放量。若能研发出一种高效的电炉一次烟气热能深度回收技术(工艺)，则将对国家节能减排和循环经济宏观决策的实施和发展起到非常好的促进作用。板式热交换器具有容易制造，安全可靠，热交换效率高，设备重量轻、价格低廉、维护简单、使用方便等优点。随着热交换技术的发展，现代大容量、耐高温的热交换器的出现，使原来不能奢望的高效、廉价的热能回收成为可能，为热能回收提供了可实用化的技术平台。遗憾的是到目前为止还未见到公开发表的在电炉一次烟气热能深度回收方面应用的文献或出版物，即板式热交换器热能回收在这个领域的应用还属于空白。综上所述，现有技术存在热能流失大、回收效率低等问题，故在电炉一次烟气热能回收领域存在很大的节能减排潜力，亟待研发创新性的节能减排技术。迄今为止还未见到公开发表的电炉一次烟气热能的深度回收方法的出版物、文献或资料。
技术实现思路
本专利技术根据电炉一次烟气的特点，研究开发电炉一次烟气热能的气/水热交换方法，对电炉一次烟气热能进行深度回收，目的是克服现有技术存在的热能流失问题，以最大限度地回收电炉一次烟气的热能，获得尽可能好的节能减排效果。本专利技术的要点是运用节能减排、绿色循环经济、工业与城市共融、可持续发展的新理念，从电炉一次烟气热能深度回收入手，取消现有技术的混风冷却方式，将现有技术的烟气燃烧及沉降室之后的二段水冷管道、冷却设施改为保温烟道，采用现代板式热交换器对烟气燃烧及沉降室之后的电炉一次烟气热能进行回收，将烟气燃烧及沉降室之后的温度约为900℃的电炉一次烟气降为约50℃，同时获得温度约为90℃的热水资源，该热水资源进入公用热水管网及存储系统，供给热水用户使用，降温后的烟气送入精除尘布袋除尘器，本热能深度回收技术方案回收了约850℃的热能，除尘风机节能比现有技术多30％以上，获得了电炉一次烟气热能深度回收和除尘风机大幅度节能的双重效益。附图说明附图1是电炉一次烟气热能的深度回收方法的工艺流程图，图中1是电炉，2是电炉烟罩，3是汽化冷却烟道，4是烟气燃烧及沉降室，5是保温烟道，6是热交换器，7是精除尘器，8是风机入口阀门，9是电炉一次除尘风机，10是烟气排放烟囱。具体实施方式现有技术对电炉冶炼过程产生的一次烟气热能有些系统进行了部分回收，另外一些系统则完全没有进行回收。进行了热能回收的系统，采用汽化冷却烟道(锅炉)将温度为1200～1400℃的烟气冷却到250～600℃，回收了约600～1150℃的烟气热能，剩余的21～43％烟气热能则白白流失掉了；此外，汽化冷却烟道(锅炉)的热能回收效率低，换热过程中亦损失了部分热能。从目前整体情况看，电炉一次烟气的热能回收潜力很大，若能回收利用，将会产生良好的社会效益和经济效益。现有技术另一个严重问题是大量的混风，一方面是造成了除尘风机容量和布袋除尘器规模的大幅度增加，使能源消耗、设备价格、工程占地大量增加，另一方面是使烟气露点变高，损失了热能回收的空间，也加大了布袋除尘器除尘的难度。长期以来，在对电炉一次烟气热能回收利用方面，由于没有进行系统、深入的研究，特别是没有运用节能减排、绿色循环经济、工业与城市共融、可持续发展的新理念去思考热能回收利用的巨大价值，从而使这方面的研究基本处于停滞状态。热能回收技术的欠缺以及热能利用技术的缺失共同构成了电炉一次烟气热能回收利用的技术瓶颈。要突破这个技术瓶颈，需要创新性思维。热能回收和利用既是互相制约也是互相促进的，若没有利用的价值，当然就没有研究热能回收的动力；有利用价值，特别是有广泛应用前景的利用价值时，对热能回收的研究就会产生巨大的推动力。对于电炉一次烟气热能的回收利用，最简洁、有效的方法是将该烟气热能变换成热水能源进行回收利用，因为将烟气热能变换成热水能源所需设施与回收蒸汽相比更为简单，更为安全，设备制造更为容易，热能转换效率更高；热水能源的利用范围更为广泛，不仅可以用于工业，还可以广泛用于民用、市政设施、农业等等，廉价的热水资源可以用于民用冬季取暖、低温季节取暖、洗浴等等，提高民众的生活质量，也可以用于医院、酒店等市政设施，用于农业温室大棚等等，可构成节能减排、绿色循环经济、城市与工业共融的、可持续发展的良好社会环境。为最大限度地对电炉一次烟气的热能进行回收，取消了现有技术采用的混风冷却方式，既减少了总的烟气量，也为热能回收创造了更大的空间。混风冷却的方式由于有大量含湿气体的进入，一方面增加了除尘风机和布袋除尘器的风量负荷，另一方面也提高了烟气露点温度，加大了布袋除尘器除尘的难度。在烟气燃烧及沉降室后经过燃烧的烟气是干燥的，在不混风冷却的情况下，烟气露点温度低，既有利于布袋除尘器除尘，有利于除尘风机节能，也为热能回收创造了更大的温度空间。将现有技术的烟气燃烧及沉降室(4)之后的二段水冷管道、冷却设施或二段汽化冷却烟道(锅炉)改为保温烟道(5)，采用热交换器(6)对烟气燃烧及沉降室(4)之后的电炉一次烟气热能进行回收本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电炉一次烟气热能的深度回收方法，其特征是运用节能减排、绿色循环经济、工业与城市共融、可持续发展的新理念，从电炉一次烟气热能深度回收入手，取消现有技术的混风冷却方式，将现有技术的烟气燃烧及沉降室之后的二段水冷管道、冷却设施改为保温烟道，采用现代板式热交换器对烟气燃烧及沉降室之后的电炉一次烟气热能进行回收，将烟气燃烧及沉降室之后的温度约为900℃的电炉一次烟气降为约50℃，同时获得温度约为90℃的热水资源，该热水资源进入公用热水管网及存储系统，供给热水用户使用，降温后的烟气送入精除尘布袋除尘器，本热能深度回收技术方案回收了约850℃的热能，除尘风机节能比现有技术多30％以上，获得了电炉一次烟气热能深度回收和除尘风机大幅度节能的双重效益。/n

【技术特征摘要】
1.电炉一次烟气热能的深度回收方法，其特征是运用节能减排、绿色循环经济、工业与城市共融、可持续发展的新理念，从电炉一次烟气热能深度回收入手，取消现有技术的混风冷却方式，将现有技术的烟气燃烧及沉降室之后的二段水冷管道、冷却设施改为保温烟道，采用现代板式热交换器对烟气燃烧及沉降室之后的电炉一次烟气热能进行回收，将烟气燃烧及沉降室之后的温度约为900℃的电炉一次烟气降为约50℃，同时获得温度约为90℃的热水资源，该热水资源进入公用热水管网及存储系统，供给热水用户使用，降温后的烟气送入精除尘布袋除尘器，本热能深度回收技术方案回收了约850℃的热能，除尘风机节能比现有技术多30％以上，获得了电炉一次烟气热能深度回收和除尘风机大幅度节能的双重效益。


2.根据权利要求1所述的电炉一次烟气热能的深度回收方法,其工艺流程图的基本特征是：电炉(1)为工艺设备；电炉烟罩(2)为汇集电炉冶炼一次烟气的机械设备；汽化冷却烟道(3)为现有技术配置设备，为电炉一次烟气的第一级热交换器，作用是将电炉冶炼过程产生的温度为1200～1400℃的烟气，采取汽化冷却烟道(锅炉)的烟气/蒸汽热交换的方式将其冷却至250～900℃；烟气燃烧及沉降室(4)为现有技术标准配置设备，作用是通过燃烧消除烟气中的CO和二噁英等有害气体以及沉降大颗粒烟尘；保温烟道(5)是燃烧室后烟气管道，采用保温方法对该段管道进行保温，以防止热量散失；热交换器(6)为电炉一次烟气的第二级热交换器，为现代耐高温板式...

【专利技术属性】
技术研发人员：高毅夫，高劼，
申请(专利权)人：北京凯德恒源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11