再生铅冶炼尾气余热发电系统

摘要

本发明公开了一种再生铅冶炼尾气余热发电系统，其特征是呈竖向并列、首尾串接设置各过热且耐腐蚀的各级锅炉；在各级锅炉中沿纵向贯穿锅炉的顶面和底面设置各过流管，过流管在每级锅炉中为均匀排列，在各级锅炉的底部承接有集尘漏斗；在各级锅炉上方的烟道顶壁上，对应于每根过流管所在位置设置有清灰口；设置一级锅炉内的水位为最低、随后各级锅炉中的水位依次增高，相邻锅炉之间的水位保持有水位差；位于各级锅炉的上部、设置贯在相邻锅炉之间的串气管；尾气入口设置在一级锅炉的入口处，通向蒸汽透平机的输汽管道连接在一级锅炉的蒸汽出口。本发明利用再生铅冶炼尾气的余热产生过热蒸汽用于发电，提高发电效率，使冶炼尾气余热得以充分利用。

权利要求

1.再生铅冶炼尾气余热发电系统，其特征是呈竖向并列、首尾串接设置各过热且耐腐蚀的一级锅炉(2L1)、二级锅炉(2L2)、三级锅炉(2L3)，直至末级锅炉(2Ln)；在所述各级锅炉中沿纵向贯穿锅炉的顶面和底面设置各过流管(4)，所述过流管(4)在所述每级锅炉中为均匀排列，在各级锅炉的底部承接有集尘漏斗(24)；在各级锅炉上方的烟道顶壁上，对应于每根过流管(4)所在位置设置有清灰口(6)；设置一级锅炉(2L1)内的水位为最低、随后各级锅炉中的水位依次增高，相邻锅炉之间的水位保持有水位差；位于各级锅炉的上部、设置贯穿在相邻锅炉之间的串气管(20)；尾气入口(1)设置在一级锅炉(2L1)的入口处，通向蒸汽透平机(7)的输汽管道(5)连接在一级锅炉(2L1)的蒸汽出口处。

2.根据权利要求1所述的再生铅冶炼尾气余热发电系统，其特征是

在所述蒸汽透平机(7)的低温蒸汽输出端，设置由冷凝器(9)、循环泵(10)、冷却水池(11)和蓄热罐(14)构成的冷却系统；在所述冷却水池(11)与蓄热罐(14)之间设置由压缩机(12)和循环介质构成的热交换系统，所述冷却水池(11)中的热水由输水泵(15)泵入在蓄热罐(14)中，所述蓄热罐(14)中的热水作为回用水注入在所述末级锅炉(2Ln)中。

说明书

再生铅冶炼尾气余热发电系统

技术领域

[0001] 本发明涉及有色金属冶炼余热利用系统，更具体地说是涉及利用再生铅冶炼余热的发电系统。

背景技术

[0002] 目前在再生铅火法冶炼中，燃料热能只有不足30％被冶炼利用，其余70％的大量余热随尾气排出，为避免高温尾气对除尘袋的毁坏，现行的冶炼工艺普遍采取在尾气进入袋式除尘房之前的烟道上，设置多组吸热水箱和延长金属重力除尘管道，以强制降低尾气温度，显然这种方式造成冶炼尾气余热白白浪费。

[0003] 由于再生铅冶炼尾气中SO2等有害气体浓度大、腐蚀性强，而且含铅尘较高易堵塞吸热管道，因此，一般的余热发电设施难以在再生铅行业中直接应用，加之目前还没有更加成熟适合再生铅企业余热发电的设备，以至迄今为止，因内尚无再生铅企业利用余热进行发电。

发明内容

[0004] 本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种再生铅冶炼尾气余热发电系统，以期利用再生铅冶炼尾气的余热产生过热蒸汽用于发电，提高发电效率，使冶炼尾气余热得以充分利用，提高能源的利用率。

[0005] 本发明解决技术问题采用如下技术方案：

[0006] 本发明再生铅冶炼尾气余热发电系统的结构特点是呈竖向并列、首尾串接设置各过热且耐腐蚀的一级锅炉、二级锅炉、三级锅炉，直至未级锅炉；在所述各级锅炉中沿纵向贯穿锅炉的顶面和底面设置各过流管，所述过流管在所述每级锅炉中为均匀排列，在各级锅炉的底部承接有集尘漏斗；在各级锅炉上方的烟道顶壁上，对应于每根过流管所在位置设置有清灰口；设置一级锅炉内的水位为最低、随后各级锅炉中的水位依次增高，相邻锅炉之间的水位保持有水位差；位于各级锅炉的上部、设置贯在相邻锅炉之间的串气管；尾气入口设置在一级锅炉的入口处，通向蒸汽透平机的输汽管道连接在一级锅炉的蒸汽出口处。

[0007] 本发明再生铅冶炼尾气余热发电系统的结构特点也在于：

[0008] 在所述蒸汽透平机的低温蒸汽输出端，设置由冷凝器、循环泵冷却水池和蓄热罐构成的冷却系统；在所述冷却水池与蓄热罐之间设置由压缩机和循环介质构成的热交换系统，所述冷却水池中的热水由输水泵泵入在蓄热罐中，所述蓄热罐中的热水作为回用水注入在未级锅炉中。

[0009] 与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

[0010] 1、本发明有效利用再生铅负压冶炼的特点，将一组余热锅炉首尾串联，并可根据尾气余热多少，对余热锅炉数量进行增减，以保证设备和余热双方利用效率最大化；

[0011] 2、本发明在相邻锅炉中，其过流吸中的气流方向为互逆，使锅炉在回收余热的同时具备重力除尘功能，大大减少重力除尘烟道投资；

[0012] 3、本发明可以在接触尾气易腐蚀的设备部分采用不锈钢材料，以提高设备的耐腐蚀性能，更有利于在再生铅冶炼余热回收中应用；

[0013] 4、本发明清灰口的设置，以及对于过流管利用电驱动疏通机进行疏通，可以有效解决过流管堵塞的问题，确保了余热发电系统运行的可行性；

[0014] 5、本发明串联的各级锅炉之间水位差的形成，使得沿烟气流向形成温度逐渐降低的梯度落差，保证了尾气余热充分吸收利用；

[0015] 6、本发明蒸汽透平机排放出的低温蒸汽余热也可以得到回收利用；

附图说明

[0016] 图1为本发明系统构成示意图。

[0017] 图中标号：1尾气入口；2L1一级锅炉；2L2二级锅炉；2L3三级锅炉；2L4四级锅炉；2L5五级锅炉；2Ln未级锅炉；3一级安全阀；4过流管；5输汽管道；6清灰口；7蒸汽透平机；8发电机；9冷凝器；10循环泵；11冷却水池；12压缩机；13续水泵；14蓄热罐；15输水泵；16安全阀；17单向阀；18液压泵；19高压输水管；20串气管；21水阀；22尾气出口；23卸灰口插板；24集灰漏斗。

具体实施方式

[0018] 参见图1，本实施例呈竖向并列、首尾串接设置各过热且耐腐蚀的一级锅炉2L1、二级锅炉2L2、三级锅炉2L3，四级锅炉2L4，五级锅炉2L5，未级锅炉2Ln；在各级锅炉中沿纵向贯穿锅炉的顶面和底面设置各过流管4，过流管4在每级锅炉中以较为稠密的形式均匀排列，在各级锅炉的底部承接有集尘漏斗24；在各级锅炉上方的烟道顶壁上，对应于每根过流管4所在位置设置有清灰口6；

[0019] 设置一级锅炉2L1内的水位为最低、随后各级锅炉中的水位依次增高，相邻锅炉之间的水位保持有水位差；位于各级锅炉的上部、设置贯在相邻锅炉之间的串气管20；尾气入口1设置在一级锅炉2L1的入口处，通向蒸汽透平机7的输汽管道5连接在一级锅炉2L1的蒸汽出口处，并由发电机8转换为电能。

[0020] 具体实施中，相应的结构设置包括：

[0021] 各级锅炉的外壁采用耐腐蚀、耐压钢板焊接加工而成，过流管4采用耐压不锈钢材料制成，过流管4采用较为稠密的均匀排列的结构形式可以更进一步提高吸热效果。

[0022] 为了防止气阻，各级锅炉中过流管4的截面积总和应不小于尾气入口1的截面积。

[0023] 在一级锅炉2L1中设置一级安全阀3。

[0024] 依据再生铅负压冶炼工艺，将相邻锅炉内过流管里的气流方向设计成互逆，通过气流的不断变向，使锅炉具备重力除尘功能，让尾气中的铅烟尘随重力坠入集灰漏斗24，定期从集灰漏斗24中通过卸灰口插板23卸载；为防止锅炉使用过久烟尘堵塞过流管4，在锅炉上方烟道上壁正对每根过流管4所在位置处设置清灰口6，用于定期使用过流管疏通机从清灰口处为过流管4清灰，以保持吸热管畅通和提高吸热效果。

[0025] 各级锅炉的外壁均采用圆柱形曲面设计，可以提高耐压性能防止形变。

[0026] 相邻锅炉的接壤处，位于锅炉的上部，设置串气管20，以保持各级锅炉内的气压相同。

[0027] 针对各级锅炉分别设置水位计21，并在各级锅炉之间分别设置连通的水阀21包括图中所示的水阀F1、水阀F2、水阀F3、水阀F4和水阀F5，用于控制各级锅炉之间的水位梯度落差，形成一级锅炉内水位最低、蒸汽温度最高；未级锅炉的水位最高、蒸汽温度最低，[0028] 本实施例中，在蒸汽透平机7的低温蒸汽输出端，设置由冷凝器9、循环泵10冷却水池11和蓄热罐14构成的冷却系统；在冷却水池11与蓄热罐14之间设置由压缩机12和循环介质构成的热交换系统，冷却水池11中的热水由输水泵15泵入在蓄热罐14中，蓄热罐14中的热水作为回用水通过高压输水管19注入在未级锅炉2Ln中，由续水泵13向冷却水池11中补充净化水。高温高压蒸汽膨胀做功发电后成为低温蒸汽，其中蕴含的余热经冷凝器9被泵入冷却水池，再泵入蓄热罐14进行循环使用；利用压缩机12和循环介质将冷却水池11中的热能回收并导入蓄热罐14；蓄热罐14中的高温水再由液压泵18变成高温高压水注入未级锅炉2Ln循环使用，在蓄热罐14中需要按常规设置安全阀16；在液压泵18中设置单向阀17，液压连杆驱动液压泵18中的活塞往返运动，可将蓄热罐14中的水加压形成高压水；未级锅炉2Ln的尾气出口22排出尾气收入袋式除尘房和脱硫塔进一步进行除尘脱硫，达标排放。

[0029] 本发明有效避免了烟尘对过流管的阻塞，利用再生铅冶炼尾气余热产生400℃以上的过热蒸汽，使再生铅冶炼尾气余热得到充分利用，提高能源的利用效率。