电炉高含尘烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备专利检索-朗肯循环热力循环物理专利检索查询-专利查询网

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电炉高含尘烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备

阅读：461发布：2021-02-22

IPRDB可以提供电炉高含尘烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种电炉高含尘烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备，包括由管路依次连接的电炉、引风机、排气筒，其特征在于：所述电炉和引风机之间通过管路依次连接有高温除尘器、蓄热室，所述高温除尘器中设置有碳钨滤芯，所述蓄热室内安装有分离套管式热管换热器，换热器冷水进口与给水泵连接，热水出口接翅片式蒸发器。蒸发器工质进口端与工质循环泵连接，出口端与汽轮机连接，汽轮机一端与冷凝器连接，另一端与发电机连接，冷凝器一端与工质循环泵连接，另一端与循环水泵连接，冷凝器出口接冷却塔。其进一步特征在于：采用R401C为循环有机工质。本实用新型可最大限度地回收烟气中的热能转化为电能，换热器无须卸灰、清灰、输灰设施，延长了设备的使用寿命，环保效果好。，下面是电炉高含尘烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种电炉高含尘烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备，包括由管路依次连接的电炉、引风机、排气筒，其特征在于：所述电炉和引风机之间通过管路依次连接有高温除尘器、蓄热室。

2.根据权利要求1所述的电炉高含尘烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备，其特征在于：所述高温除尘器中设置有碳钨滤芯。

3.根据权利要求1所述的电炉高含尘烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备，其特征在于：所述蓄热室内安装有分离套管式热管换热器，分离套管式热管换热器的冷水进口与换热器给水泵连接，分离套管式热管换热器的热水出口接翅片式蒸发器的热水进口，翅片式蒸发器的冷水出口接循环水池，循环水池与换热器给水泵连接，构成一个回路，翅片式蒸发器的工质进口端与工质循环泵的高压出口端连接，翅片式蒸发器的工质出口端经管道后与汽轮机的上部法兰接口连接，低沸点工质汽轮机的下部接口通过管道与管壳式冷凝器的进气口连接，管壳式冷凝器的液相出口通过管道与工质循环泵的低压进口端连接，低沸点工质汽轮机与三相发电机连接，管壳式冷凝器的一个端部法兰接口与循环水泵连接，管壳式冷凝器的另一个端部接冷却塔，冷却塔与循环水泵连接，构成另一个回路。

4.根据权利要求3所述的电炉高含尘烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备，其特征在于：采用R401C为循环有机工质。

说明书全文

电炉高含尘烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备

所属技术领域

[0001] 本实用新型属于电炉除尘余热发电领域，涉及电炉烟气的除尘及余热发电。

背景技术

[0002] 电炉炼钢烟气温度很高，经捕集后进入管道的温度一般在1000℃左右，粉尘浓度3
达35g/Nm，小于5um的灰占粉尘总量的80％以上，粉尘量大，并且粘而细。目前通常采用先换热降温(换热降温方式有：机力冷却器换热、喷雾冷却换热、余热锅炉换热等)后除尘的方法。先换热降温后除尘的方法存在诸多缺点：

[0003] 1、机力冷却器换热后除尘：降温效果差，进口烟气温度不宜大于450℃，降温范围有限，机冷器管壁容易堵灰，造成烧布袋，系统无法正常运行。

[0004] 2、喷雾冷却换热后除尘：增加烟气中水的含量，不仅使布袋板结，还容易造成水与粉尘粘结，造成系统设备堵塞。

[0005] 3、余热锅炉换热后除尘：由于烟气中含有大量的粉尘，粘而细的粉尘即使在光管的热管元件上也会出现积灰、堵塞现象，对于环向翅片管的热管元件积灰、堵塞更加严重，同时为了防止结灰，余热利用设施中换热核心元件翅片间距大，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。

[0006] 由于以上缺点，工程中采用许多吹灰方法：如激波吹灰、蒸汽吹灰、落丸清灰等，但由于粉尘细而粘，并且粉尘量大，每生产1吨钢就会产生35kg粉尘，这些清灰方式收效甚微，无法从根本上解决积灰、堵塞问题。

发明内容

[0007] 本实用新型的目的是提供一种电炉高含尘烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备。该专用装置不仅能最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，拖动除尘风机，同时可降低烟气的排放温度，达到好的环保效果，并且不影响电炉炼钢生产的稳定和连3
续，还能得到很好的除尘效果，排放的粉尘浓度小于10mg/Nm。

[0008] 本实用新型所采用的技术方案如下：电炉高含尘烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备，包括由管路依次连接的电炉、引风机、排气筒，其特征在于：所述电炉和引风机之间通过管路依次连接有高温除尘器、蓄热室，所述高温除尘器中设置有碳钨滤芯，所述蓄热室内安装有分离套管式热管换热器，分离套管式热管换热器的冷水进口与换热器给水泵连接，分离套管式热管换热器的热水出口接翅片式蒸发器的热水进口，翅片式蒸发器的冷水出口接循环水池，循环水池与换热器给水泵连接，构成一个回路。翅片式蒸发器的工质进口端与工质循环泵的高压出口端连接，翅片式蒸发器的工质出口端经管道后与汽轮机的上部法兰接口连接，低沸点工质汽轮机的下部接口通过管道与管壳式冷凝器的进气口连接，管壳式冷凝器的液相出口通过管道与工质循环泵的低压进口端连接，低沸点工质汽轮机与三相发电机连接，管壳式冷凝器的一个端部法兰接口与循环水泵连接，管壳式冷凝器的另一个端部接冷却塔，冷却塔与循环水泵连接，构成另一个回路。

[0009] 其进一步特征在于：采用R401C为循环有机工质。

[0010] 本实用新型有益效果是：由于本实用新型余热发电装置放在高温除尘器后，热源烟气含尘量低，因此可以将蓄热室内的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；体积减小，同时维护量减小，也延长了分离套管式热管换热器的使用寿命，粉尘排放浓度更低。与现有技术相比，本实用新型具有如下优点、经济效果：

[0011] 1.最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，用于生产。

[0012] 2.满足循环经济的要求，符合节能减排的国家政策。

[0013] 3.换热器不积灰，不堵塞，换热效率提高8～9倍。

[0014] 4.省掉了换热器的吹灰系统，从而降低了造价及运行费用。

[0015] 5.采用耐高温碳钨滤芯除尘器，排放浓度≤10mg/Nm3。

[0016] 6.应用范围广，电炉除尘余热发电都可采用。

[0017] 综上所述，本方案采用先除尘后余热发电的装置，烟尘排放浓度低，发电量多，装置运行稳定能耗低。

附图说明

[0018] 图1是本实用新型的装置结构示意图。

[0019] 图中1.电炉，2.四孔水冷滑套，3.燃烧沉降室，4.高温除尘器，5.蓄热室，6.风机，7.排气筒，8.分离套管式热管换热器，9.换热器给水泵，10.循环水池，11.翅片式蒸发器，12.低沸点工质汽轮机，13.三相发电机，14.工质循环泵，15.循环水泵，16.管壳式冷凝器，17.冷却塔。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

[0021] 本实用新型中电炉高含尘烟气有机朗肯循环余热发电及除尘专用设备包括燃烧沉降室3、高温除尘器4、蓄热室5、主风机6、排气筒7，所述燃烧沉降室通过管道顺序连接高温除尘器4、蓄热室5、主风机6、排气筒7，所述高温除尘器4中设置有碳钨滤芯，所述蓄热室5内安装有分离套管式热管换热器8，分离套管式热管换热器8的冷水进口与换热器给水泵9连接，分离套管式热管换热器8的热水出口接翅片式蒸发器11的热水进口，翅片式蒸发器11的冷水出口接循环水池10，循环水池10与换热器给水泵9连接，构成一个回路。翅片式蒸发器11的工质进口端与工质循环泵14的高压出口端连接，翅片式蒸发器11的工质出口端经管道后与汽轮机12的上部法兰接口连接，低沸点工质汽轮机12的下部接口通过管道与管壳式冷凝器16的进气口连接，管壳式冷凝器16的液相出口通过管道与工质循环泵14的低压进口端连接，低沸点工质汽轮机12与三相发电机13连接，管壳式冷凝器16的一个端部法兰接口与循环水泵15连接，管壳式冷凝器的另一个端部接冷却塔17，冷却塔
17与循环水泵15连接，构成另一个回路。

[0022] 所述低沸点工质为R401C，进入低沸点工质汽轮机的工质压力为2.2MPa，膨胀做功后的工质压力为0.45MPa时，系统输出电功率为3250KW，朗肯循环效率为16.2％，系统排出的烟气温度为80℃。

[0023] 采用先除尘后余热发电装置，即先将高温含尘烟气进入碳钨滤芯除尘器净化，除尘器中的碳钨滤芯，一般能够承受1000℃左右的长期工作温度，最高能承受1200℃的高温，且能承受高温大颗粒的冲刷，因此可以直接净化高温烟气，而不需要做任何预处理。净化后的粉尘浓度降至小于10mg/Nm3成为洁净烟气，不需要处理灰尘的堵塞、清灰等问题。

[0024] 本实用新型的工作过程：150t/h电炉1内排烟气流量35×104Nm3/h，温度1000℃，含尘浓度35g/Nm3由第四孔排出，经水冷滑套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，由燃烧沉降室3出来的烟气进入高温除尘器4，经除尘后粉尘浓度小于10mg/Nm3。然后进入蓄热室5，高温烟气放出热量，温度降至80℃左右，由主风机6压入排气筒7排入大气。同时，循环水通过换热器给水泵9驱动，进入安装于蓄热室5内的分离套管式热管换热器8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翅片式蒸发器11内，放出热量，变成低温水，低温水流入循环水池10，开始新一轮循环。

[0025] 低沸点工质通过工质泵14驱动，在翅片式蒸发器11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12内膨胀做功，并带动三相发电机13发电。从低沸点工质汽轮机12排出的工质蒸汽由管壳式冷凝器16冷凝为饱和液体，再由工质泵14将工质液体加压后送入翅片式蒸发器11中，开始新一轮循环。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。

[0026] 该设备的最大特点是采用先除尘后余热发电来回收电炉烟气的余热。以150t/h电炉除尘为例，本实用新型流程与常规余热利用后除尘比较说明如下：

[0027]

[0028] 注：按年工作330日计算。

[0029] 由此可见，本实用新型可最大限度地回收烟气中的热能转化为高品位电能，分离套管式热管换热器无须卸灰、清灰、输灰设施，延长了设备的使用寿命，同时可降低烟气的排放温度，并且不影响电炉炼钢生产的稳定和连续，还能得到好的环保效果，排放的粉尘浓3
度小于10mg/Nm。装置投资低、运行能耗低。

标题	发布/更新时间	阅读量
朗肯循环系统-专利编号CN102812211B	2020-05-12	1032
朗肯循环系统-专利编号CN103032990A	2020-05-12	976
朗肯循环-专利编号CN103608548A	2020-05-11	957
朗肯循环系统-专利编号CN102418622A	2020-05-13	926
朗肯循环系统-专利编号CN102812211A	2020-05-13	245
朗肯循环系统-专利编号CN103032990B	2020-05-13	46
朗肯循环系统-专利编号CN103797218A	2020-05-11	823
朗肯循环膨胀机-专利编号CN102758650A	2020-05-12	720
朗肯循环-专利编号CN103748347B	2020-05-11	869
朗肯循环-专利编号CN103748347A	2020-05-11	168

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