半密闭电炉烟气均温式有机朗肯余热发电及除尘方法，其特征在于：半密闭电炉烟气由炉内排出，经水冷烟道混入冷风后进入燃烧沉降室，经过燃烧沉降室的烟气进入蓄热均温器，再进入高温除尘器，经除尘后进入烟气均混室，烟气放出热量，由主风机压入排气筒排入大气。同时，循环水进入换热器吸收烟气的热量，形成汽水混合物进蒸发器，放出热量。有机工质通过工质泵，在蒸发器中吸收热量，变成蒸汽，工质蒸汽在汽轮机内膨胀做功，带动发电机发电。其特征在于：高温除尘器为耐高温碳锰复合材料滤芯除尘器。其特征在于：采用R413a为循环有机工质。本发明专利技术采用蓄热均温器，降低烟气的波动幅度和峰值，将热能转化为高品位电能，装置投资低、运行能耗低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，具体地说是能 最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，又能改善除尘能力，属于半封闭电炉除 尘
技术介绍
钢铁工业每年消耗大量能源，半密闭电炉冶炼过程中产生的高温烟气和设备散热 带走了大量能量。由于半密闭电炉炼钢烟气温度很高，经捕集后进入管道的温度一般在 1050°C左右，粉尘浓度达38g/Nm3，小于8um的灰占粉尘总量的85%以上，粉尘量大，并且粘 而细。并且烟气温度剧烈波动，含尘量大，普通水列管余热锅炉很难运用于半密闭电炉烟气 的余热回收。目前，热管换热器已经成功运用到半密闭电炉的烟气余热回收中，但由于热管 的固有缺陷(造价高、不抗冻、不耐高温、使用年限短)，使得热管余热回收装置在钢铁行业 的普及还面临很多问题。由于烟气中含有大量的粉尘，粘而细的粉尘在换热元件上出现积灰、堵塞现象，不 仅影响换热效率，造成余热锅炉产汽量不足，更为严重的是由于余热锅炉堵灰，系统运行不 稳定，造成冶炼生产无法正常进行，被迫停产检修。同时，由于半密闭电炉烟气温度波动剧烈，波幅大，余热回收装置就必须设计得足 够大，确保高温烟气也能有效冷却。但实际蒸汽产量却远低于余热回收装置的最大蒸发量， 出现大马拉小车的局面。这就相对减少了余热回收装置的经济价值，增加了余热回收装置 的投资。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了半密闭电炉烟气均温式有机朗肯余热发电及除尘方 法，通过该方法不仅能有效降低矿热炉烟气温度波动幅度，高效地冷却高温烟气，还能最大 限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，同时可降低烟气的排放温度，改善除尘能力， 得到很好的除尘效果，排放的粉尘浓度10mg/Nm3，并且不影响半封闭电炉生产的稳定和连续。本专利技术所采用的技术方案如下，其特征在于本专利技术半密 闭电炉烟气由炉内排出，经水冷烟道混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进入燃烧沉降室；使烟 气中的一氧化碳气体充分燃烬，调节控制沉降室的烟气温度800°C，经过燃烧沉降室的烟气 进入蓄热均温器，通过蓄热均温器中碳镁复合材料蓄热体对高温烟气的蓄热均温作用后， 烟气进入高温除尘器，经除尘后粉尘浓度10mg/Nm3，经除尘的高温烟气进入烟气均混室，高 温烟气放出热量，完成热交换，温度降至100°C，然后烟气由主风机压入排气筒排入大气。同 时，循环水通过换热器给水泵驱动，进入安装于烟气均混室内的直管板热管换热器中吸收 烟气的热量，形成汽水混合物，汽水混合物在自然循环力推动下进入管壳式蒸发器内，放出热量，变成低温水，低温水流入循环水池，开始新一轮循环。低沸点有机工质通过工质循环 泵驱动，在直管板热管换热器中吸收烟气的热量，变成饱和蒸汽，通过调压阀后，工质蒸汽 在低沸点工质汽轮机内膨胀做功，并带动三相发电机发电。系统发出的电能为三相交流电， 额定电压为380V，可经过调压后并入厂内电网，或直接送给用电设备使用。从低沸点工质汽 轮机排出的工质蒸汽由锌翅片式冷凝器冷凝为饱和液体，再由工质泵将工质液体加压后送 入管壳式蒸发器中，开始新一轮循环。从冷却塔过来的循环水通过循环水泵驱动，进入锌翅 片式冷凝器中吸收热量，在自然循环力推动下进入冷却塔内，放出热量，变成低温水，开始 新一轮循环。其进一步特征在于本专利技术所述高温除尘器为耐高温碳锰复合材料滤芯除尘器。更进一步特征在于本专利技术采用R413a为循环有机工质。本专利技术的有益效果是由于半密闭电炉烟气温度波动剧烈，烟气温度峰值高，当烟 气通过本专利技术的蓄热均温器处理后，烟气温度波动幅度可以大为减少，同时也降低了烟气 温度的峰值。经过蓄热均温器的烟气进换热器，由于烟气温度峰值降低，可以使余热发电 装置投资减少；烟气温度波动幅度减少，则有利于提高余热发电装置的稳定性，延长使用寿 命；同时，由于本专利技术的换热器放置在除尘器后，热源烟气含尘量低，设备设计制造时可不 予考虑，因此可以将换热核心单元翅片间距设计很小；而且无须卸灰、清灰、输灰设施；余 热利用设施体积减小，同时维护量减小，也延长了换热器的使用寿命，粉尘排放浓度更低。本专利技术与已有技术相比具有以下优点1、可以缓解烟气温度的骤升骤降；2、解决热胀冷缩问题；3、换热器不积灰，不堵塞；4、延长设备的使用寿命；5、提高余热发电装置效率；6、减少余热发电装置投资；7、可以减少混入冷风量，节约除尘能耗。附图说明图1是实现本专利技术的工艺 流程图。图中，1.半密闭电炉，2.水冷滑套，3.燃烧沉降室，4.蓄热均温器，5.烟气进口，6.碳镁复合材料蓄热体，7.灰斗，8.声波清灰装置，9.烟气出口，10.高温除尘器，11.烟气 均混室，12.直管板热管换热器，13.换热器给水泵，14.循环水池，15.管壳式蒸发器，16.低 沸点工质汽轮机，17.三相发电机，18.工质循环泵，19.循环水泵，20.锌翅片式冷凝器， 21.冷却塔，22.主风机，23.排气筒。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述如图1所示本专利技术150t/h半密闭电炉I烟气流量38X 104Nm3/h，温度1050°C， 含尘浓度38g/Nm3由炉内排出，经水冷烟道2混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进入燃烧沉降室3 ;燃烧沉降室3的作用是降低烟气流速，使烟气中携带的大颗粒粉尘沉降，并适当混入 冷风，最终燃烬一氧化碳气体，调节控制沉降室的烟气温度800°C，由燃烧沉降室3出来的 烟气通过蓄热均温器4中碳镁复合材料蓄热体6对高温烟气的蓄热均温作用后，烟气进入 高温除尘器10，经除尘后粉尘浓度10mg/Nm3。然后烟气进入烟气均混室11中，高温烟气放 出热量，完成热交换，温度降至100°C，由主风机22压入排气筒23排入大气。同时，循环水 通过换热器给水泵13驱动，进入安装于烟气均混室11内的直管板热管换热器12中吸收烟 气的热量，形成汽水混合物，汽水混合物在自然循环力推动下进入管壳式蒸发器15内，放 出热量，变成低温水，低温水流入循环水池14，开始新一轮循环。低沸点工质通过工质泵18 驱动，在管壳式蒸发器15中吸收汽水混合物的热量，变成饱和蒸汽，通过调压阀后，工质蒸 汽在低沸点工质汽轮机16内膨胀做功，并带动三相发电机17发电。系统发出的电能为三 相交流电，额定电压为380V，可经过调压后并入厂内电网，或直接送给用电设备使用。从低 沸点工质汽轮机16排出的工质蒸汽由锌翅片式冷凝器20冷凝为饱和液体，再由工质泵18 将工质液体加压后送入管壳式蒸发器15中，开始新一轮循环。从冷却塔21过来的循环水 通过循环水泵19驱动，进入锌翅片式冷凝器20中吸收热量，在自然循环力推动下进入冷却 塔21内，放出热量，变成低温水，开始新一轮循环。所述蓄热均温器4包括烟气进口 5、碳镁复合材料蓄热体6、声波清灰装置8、烟气 出口 9和灰斗7，所述碳镁复合材料蓄热体6设置于烟气进口 5和烟气出口 9之间，所述声 波清灰装置8分段布置于碳镁复合材料蓄热体6之间。所述低沸点工质为R413a，进入低沸点工质汽轮机的工质压力为2. 8MPa，膨胀做 功后的工质压力为O. 28MPa时，系统输出电功率为4000KW，朗肯循环效率为25. 5%，系统排 出的烟气温度为100°C。采用先除尘后余热发电装置，即先将高温含尘烟气进入碳锰滤芯除尘器净化，除 尘器中的碳锰滤芯，一般能够承本文档来自技高网...
【技术保护点】
半密闭电炉烟气均温式有机朗肯余热发电及除尘方法，其特征在于：本专利技术半密闭电炉烟气由炉内排出，经水冷烟道混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进入燃烧沉降室；使烟气中的一氧化碳气体充分燃烬，调节控制沉降室的烟气温度800℃，经过燃烧沉降室的烟气进入蓄热均温器，通过蓄热均温器中碳镁复合材料蓄热体对高温烟气的蓄热均温作用后，烟气进入高温除尘器，经除尘后粉尘浓度10mg/Nm3，经除尘的高温烟气进入烟气均混室，高温烟气放出热量，完成热交换，温度降至100℃，然后烟气由主风机压入排气筒排入大气。同时，循环水通过换热器给水泵驱动，进入安装于烟气均混室内的直管板热管换热器中吸收烟气的热量，形成汽水混合物，汽水混合物在自然循环力推动下进入管壳式蒸发器内，放出热量，变成低温水，低温水流入循环水池，开始新一轮循环。低沸点有机工质通过工质循环泵驱动，在直管板热管换热器中吸收烟气的热量，变成饱和蒸汽，通过调压阀后，工质蒸汽在低沸点工质汽轮机内膨胀做功，并带动三相发电机发电。系统发出的电能为三相交流电，额定电压为380V，可经过调压后并入厂内电网，或直接送给用电设备使用。从低沸点工质汽轮机排出的工质蒸汽由锌翅片式冷凝器冷凝为饱和液体，再由工质泵将工质液体加压后送入管壳式蒸发器中，开始新一轮循环。从冷却塔过来的循环水通过循环水泵驱动，进入锌翅片式冷凝器中吸收热量，在自然循环力推动下进入冷却塔内，放出热量，变成低温水，开始新一轮循环。...
【技术特征摘要】
1.半密闭电炉烟气均温式有机朗肯余热发电及除尘方法，其特征在于本发明半密闭电炉烟气由炉内排出，经水冷烟道混入冷风，燃烧一氧化碳气体后进入燃烧沉降室；使烟气中的一氧化碳气体充分燃烬，调节控制沉降室的烟气温度800°c，经过燃烧沉降室的烟气进入蓄热均温器，通过蓄热均温器中碳镁复合材料蓄热体对高温烟气的蓄热均温作用后，烟气进入高温除尘器，经除尘后粉尘浓度10mg/Nm3，经除尘的高温烟气进入烟气均混室，高温烟气放出热量，完成热交换，温度降至100°C，然后烟气由主风机压入排气筒排入大气。同时，循环水通过换热器给水泵驱动，进入安装于烟气均混室内的直管板热管换热器中吸收烟气的热量，形成汽水混合物，汽水混合物在自然循环力推动下进入管壳式蒸发器内，放出热量，变成低温水，低温水流入循环水池，开始新一轮循环。低沸点有机工质通过工质循环泵驱...
【专利技术属性】
技术研发人员：王珍露，
申请(专利权)人：无锡市东优环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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