基于斯特林发电机组的高炉炉渣余热回收利用系统及工艺技术方案

本发明专利技术公开了一种基于斯特林发电机组的高炉炉渣余热回收利用系统及工艺，包括：斯特林发电机组，利用高温炉渣加热气缸内部的气体推动活塞做功，进而推动发电机产生电能提供给电加热锅炉；热水加热系统，利用高温冲渣水进行一次加热，电加热锅炉进行二次加热；溴化锂制冷机组，以加热系统产生的热水作为驱动热源产生冷水；本发明专利技术可以将高炉的废渣余热产生电能用来提高热水的温度，即可以冬季直接供暖，也可以在夏季作为溴化锂机组制冷的驱动热源，用于产生制冷水；避免了高炉炉渣废热只能用于冬季采暖的单一应用情况，可实现冬季供暖和夏季制冷，有效利用高炉炉渣废热，节约能源。节约能源。节约能源。

【技术实现步骤摘要】
基于斯特林发电机组的高炉炉渣余热回收利用系统及工艺


[0001]本专利技术涉及冶金行业的余热回收
，具体涉及一种基于斯特林发电机组的高炉炉渣余热回收利用系统及工艺。

技术介绍

[0002]高炉渣是在高炉炼铁过程中，由矿石中的脉石、燃料中的灰分和溶剂(一般是石灰石)中的非挥发组分形成的固体废物。主要含有钙、硅、铝、镁、铁的氧化物和少量硫化物。高炉冶炼过程中，一般铁水的温度是1350～1550℃，而炉渣的温度比铁水的温度高50～100℃，含有大量的物理显热，目前还没有相关设备直接回收或利用此部分废热。
[0003]目前高炉废热的利用，主要是通过回收高炉冲渣水的热量。高炉炉渣排放后利用水力冲渣将高炉炉渣(1400℃)冷却，分离后的水得到温度为60～90℃的冲渣水；然后利用高炉冲渣水换热器加热采暖水，制取55～75℃的采暖水。此废热利用获得热水温度较低，只能用于采暖或生活热水使用，应用方式单一；且在非采暖季能源依然存在浪费，尤其南方无需供暖的区域，高炉冲渣水利用率极低，没有实现能源的充分利用，造成极大的能源浪费。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于斯特林发电机组的高炉炉渣余热回收利用系统及工艺，利用斯特林发动机回收高炉炉渣的废热产生电能获得高温水，用于直接采暖或驱动吸收式溴化锂机组制冷，避免高炉炉渣余热仅冬季采暖、应用单一情况。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]在本专利技术的第一方面，提供了一种基于斯特林发电机组的高炉炉渣余热回收利用系统，包括：
[0007]斯特林发电机组，利用高温炉渣加热气缸内部的气体推动活塞做功，进而推动发电机产生电能提供给电加热锅炉；
[0008]热水加热系统，利用高温冲渣水进行一次加热，电加热锅炉进行二次加热；
[0009]溴化锂制冷机组，以热水加热系统产生的热水作为驱动热源产生冷水。
[0010]在本专利技术的一些实施方式中，所述斯特林发电机组包括斯特林发动机和发电机，所述斯特林发动机的气缸与受热集管连通。
[0011]在本专利技术的一些实施方式中，所述受热集管设置在蓄热材料的内部，所述蓄热材料设置在高炉排渣口的第一段渣槽内。
[0012]在本专利技术的一些实施方式中，所述斯特林发动机的气缸内设置活塞，活塞通过曲柄结构与发电机相连。
[0013]在本专利技术的一些实施方式中，所述热水加热系统包括冲渣水换热器和电加热锅炉。
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述热水加热系统产生的热水与供暖设备相连。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，还包括除盐水箱，用于为溴化锂制冷机组的驱动热
水进行补水。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述高炉排渣口还设置第二段渣槽，在第二段渣槽内高炉冲渣水对炉渣进行冲刷。
[0017]在本专利技术的第二方面，提供了一种基于斯特林发电机组的高炉炉渣余热回收利用工艺，包括：
[0018]高炉炉渣加热斯特林发动机的气缸集热管，使气缸内气体受热膨胀驱动斯特林活塞做功，并带动发电机发电，将电量提供给电加热锅炉；
[0019]热水先进入冲渣水换热器回收冲渣水余热，温度升高至70
‑
75℃；然后进入电加热锅炉进行二次加热，提升至80
‑
85℃，获得高温热水；
[0020]获得的高温热水送至溴化锂吸收式热泵机组，热水作为溴化锂吸收式热泵机组的驱动热源制取12
‑
16℃的制冷水送至冷用户使用。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，高温热水提供给供暖设备，供用户采暖使用。
[0022]本专利技术一个或多个技术方案具有以下有益效果：
[0023](1)本专利技术的系统可以将高炉的废渣余热产生电能用来提高热水的温度，即可以冬季直接供暖，也可以在夏季作为溴化锂机组制冷的驱动热源，用于产生制冷水；避免了高炉炉渣废热只能用于冬季采暖的单一应用情况，可实现冬季供暖和夏季制冷，有效利用高炉炉渣废热，节约能源。
[0024](2)本专利技术利用斯特林发动机回收高炉炉渣废热，产生电能提升热水温度，用于驱动溴化锂机组制冷，减少溴化锂机组对高品质能源的消耗，有利于能源环保。
[0025](3)斯特林发动机是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机，它能适应各种燃料及废热，无论是常用的液体、气体燃料或者固体燃料，还是太阳能、化学能能源，甚至有一定温度的废热能，斯特林发动机都可以利用进行工作。高炉炉渣温度较高，可达到1400℃左右，斯特林发动机燃料、废热适用性强的特点，可以利用其进行回收高炉废渣的废热驱动斯特林发动机进行发电，实现高炉废渣废热的有效利用。
[0026](4)本专利技术利用斯特林发动机回收高炉炉渣的废热，回收高炉炉渣部分热量，可减少高炉冲渣水的水量，有利于节能。
附图说明
[0027]图1(a)和图1(b)为利用斯特林发动机回收高炉炉渣废热进行发电的示意图；
[0028]图2为基于斯特林发电机组的高炉炉渣余热回收利用系统的示意图。
[0029]图中：1、高炉排渣口；2、第一段渣槽；3、斯特林发动机活塞气缸；4、发电机；5、电加热锅炉；6、冲渣水换热器；7、溴化锂制冷机组；8、受热集管；9、热水循环水泵；10、制冷循环水泵；11、蓄热材料；12、除盐水泵；13、除盐水箱；14、耐高压波纹补偿器。
具体实施方式
[0030]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0031]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根
据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0032]为了方便叙述，本专利技术中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0033]实施例1
[0034]本专利技术的一种典型的实施方式中，提出一种基于斯特林发电机组的高炉炉渣余热回收利用系统，如图1
‑
图2所示，包括：斯特林发电机组、热水加热系统和溴化锂制冷机组。
[0035]斯特林发电机组，包括斯特林发动机和发电机4，斯特林发动机气缸和高炉渣口及渣槽为一体式结构，斯特林发动机活塞气缸3与受热集管8连通，所述受热集管8设置在蓄热材料11的内部，所述蓄热材料11设置在高炉排渣口1的第一段渣槽2的底部，所述斯特林发动机的气缸内设置活塞，活塞通过曲柄结构与发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于斯特林发电机组的高炉炉渣余热回收利用系统，其特征在于，包括：斯特林发电机组，利用高温炉渣加热气缸内部的气体推动活塞做功，进而推动发电机产生电能提供给电加热锅炉；热水加热系统，利用高温冲渣水进行一次加热，电加热锅炉进行二次加热；溴化锂制冷机组，以热水加热系统产生的热水作为驱动热源产生冷水。2.如权利要求1所述的基于斯特林发电机组的高炉炉渣余热回收利用系统，其特征在于，所述斯特林发电机组包括斯特林发动机和发电机，所述斯特林发动机的气缸与受热集管连通。3.如权利要求2述的基于斯特林发电机组的高炉炉渣余热回收利用系统，其特征在于，所述受热集管设置在蓄热材料的内部，所述蓄热材料设置在高炉排渣口的第一段渣槽内。4.如权利要求2所述的基于斯特林发电机组的高炉炉渣余热回收利用系统，其特征在于，所述斯特林发动机的气缸内设置活塞，活塞通过曲柄结构与发电机相连。5.如权利要求1所述的基于斯特林发电机组的高炉炉渣余热回收利用系统，其特征在于，所述热水加热系统包括冲渣水换热器和电加热锅炉。6.如权利要求1所述的基于斯特林发电机组的高炉炉渣余热回收利用系统，其特征在于，所述热水加热系统产生的热水与供暖设备相连。7.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵磊强，王美英，马永珍，赵悦，徐岩松，于学锋，
申请(专利权)人：中冶东方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：