还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统以及方法技术方案

本发明专利技术提供一种还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统以及方法，系统包括固体换热器、蒸发器、透平发电机组和冷却塔；固体换热器的高温固体进料口通过第1阀门与回转窑的高温固体排料口连接；固体换热器的低温固体排料口通过排料管与成品库连接；固体换热器的高温热水出口与蒸发器的进水口连接；蒸发器的高温排水口与供热用户的供热管道一端连接，供热用户的供热管道的另一端经加压泵后，连接到固体换热器的低温热水进口。优点为：既能最大限度地回收还原钛铁矿颗粒的高温显热转化为电能，又可向热用户供暖，还能直接替代还原钛铁矿生产工艺中原有的冷却机以降低生产能耗，对企业降低能耗、提高经济效益具有十分重要的意义。

Cogeneration system and method of reduced ilmenite particles

The invention provides a reduction of ilmenite particle coupling system and method for thermal power system including solid, heat exchanger, evaporator, turbine generator and cooling tower; high temperature solid solid heat exchanger inlet valve first through high temperature solid and rotary kiln outlet connection; low temperature solid solid heat exchanger the discharge through the discharge pipe is connected with the inlet of finished products; solid heat exchanger and the hot water outlet temperature of the evaporator is connected with one end of the pipeline; heating high temperature water outlet evaporator and heating user connection, the other end of the heating pipe heating users by pressure pump, low temperature hot water inlet connected to the solid heat exchanger. Advantages: can maximize the recovery of high temperature titanium iron ore particles reducing heat into electricity and heating to heat users, can directly replace the reduction cooling machine the original production process of ilmenite in order to reduce energy consumption, reduce energy consumption, to the enterprise has very important significance to improve the economic benefit.

【技术实现步骤摘要】
还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统以及方法
本专利技术属于余热发电
，具体涉及一种还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统以及方法。
技术介绍
我国是世界上TiO2储量最为丰富的国家之一，但绝大部分TiO2以钛铁矿形式存在。还原钛铁矿的回转窑生产工艺具有产量高、环境污染小和产品质量稳定等特点，因此这种生产工艺获得了越来越多的应用和推广。目前，从回转窑排出的还原钛铁矿颗粒温度高，大量余热一直无法有效利用，造成巨大的能量浪费。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统以及方法，可有效解决上述问题。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供一种还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统，包括固体换热器(6)、蒸发器(7)、透平发电机组和冷却塔(15)；其中，所述透平发电机组包括透平(10)和发电机(11)；所述固体换热器(6)的高温固体进料口通过第1阀门(3)与回转窑(2)的窑头罩(1)的高温固体排料口连接；所述固体换热器(6)的低温固体排料口通过排料管与成品库(20)连接；所述固体换热器(6)具有低温热水进口和高温热水出口，所述固体换热器(6)的高温热水出口与所述蒸发器(7)的进水口连接；所述蒸发器(7)的高温排水口与供热用户(8)的供热管道一端连接，所述供热用户(8)的供热管道的另一端经加压泵(9)后，连接到所述固体换热器(6)的低温热水进口；由此形成循环回路；所述蒸发器(7)的过热蒸汽出口通过管道连接到透平(10)做功，并带动发电机(11)向外输出电能；所述透平(10)的尾部乏汽通过凝汽器(12)冷凝成液态，并通过工质泵(13)连接到所述蒸发器(7)的有机工质进口；由此形成循环回路；所述冷却塔(15)的循环水排水口通过循环水泵(14)连接到所述凝汽器(12)的循环水进口；所述凝汽器(12)的循环水出口与所述冷却塔(15)的循环水进口连接；由此形成循环回路。优选的，回转窑(2)的窑头罩(1)的高温固体排料口还通过第2阀门(4)与冷却机(5)的进口连接；所述冷却机(5)的出口与所述成品库(20)连接。优选的，所述回转窑(2)窑尾的烟气出口还依次通过空冷器(16)、袋式除尘器(17)和引风机(18)后，与烟囱(19)的烟气进口连接。优选的，所述固体换热器(6)呈立式布置，所述固体换热器(6)的进口设有塔形布料器，内部装有料位监测装置，所述固体换热器(6)的出口设计多个接管；所述固体换热器(6)的受热面采用多通道膜式壁结构。本专利技术还提供一种基于上述的还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统的方法，包括以下步骤：从回转窑(2)排出的高温还原钛铁矿颗粒进入到固体换热器(6)的内部，与流入到固体换热器(6)的低温热水进行热交换，高温还原钛铁矿颗粒通过固体换热器(6)换热后温度降至150℃以下，降温后的还原钛铁矿颗粒进入成品库(20)中储存；低温热水通过固体换热器(6)换热后吸收热量从而温度升高，得到高温热水；然后，高温热水流经蒸发器(7)，将热量传给有机工质后，高温热水流入供热用户(8)的供热管道，用于向用户供暖；供暖后的热水经加压泵(9)后，流到固体换热器(6)的低温热水进口，由此形成循环回路；而有机工质在工质泵(13)的驱动下进入蒸发器(7)内吸收热量，产生的过热蒸汽通过管道进入透平(10)做功，并带动发电机(11)向外输出电能；透平(10)尾部乏汽通过凝汽器(12)冷凝成液态，并再次通过工质泵(13)进入蒸发器(7)，由此形成一个闭式回路；另外，冷却塔(15)排出的循环水在循环水泵(14)的驱动下进入凝汽器(12)吸收热量，吸收热量后的循环水又返回冷却塔(15)放出热量，并开始新一轮循环。本专利技术提供的还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统以及方法具有以下优点：还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统既能最大限度地回收还原钛铁矿颗粒的高温显热转化为电能，又可向热用户供暖，还能直接替代还原钛铁矿生产工艺中原有的冷却机以降低生产能耗，对企业降低能耗、提高经济效益具有十分重要的意义。附图说明图1为本专利技术提供的还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统的结构示意图；其中：1.窑头罩，2.回转窑，3.第1阀门，4.第2阀门，5.冷却机，6.固体换热器，7.蒸发器，8.供热用户，9.加压泵，10.透平，11.发电机，12.凝汽器，13.工质泵，14.循环水泵，15.冷却塔，16.空冷器，17.袋式除尘器，18.引风机，19.烟囱；20.成品库；图2为本专利技术提供的固体换热器的结构示意图；21.钛铁矿颗粒进口；22.塔形布料器；23.进口给水管道；24.出口回水管道；25.钛铁矿颗粒输送装置。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术提供一种还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统以及方法，可充分回收还原钛铁矿颗粒的余热，对企业降低能耗、提高经济效益具有十分重要的意义。具体的，还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统既能最大限度地回收还原钛铁矿颗粒的高温显热转化为电能，又可向热用户供暖，还能直接替代还原钛铁矿生产工艺中原有的冷却机以降低生产能耗，并且不影响原生产工艺的连续稳定运行。属于余热发电
参考图1，还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统包括固体换热器6、蒸发器7、透平发电机组和冷却塔15；其中，透平发电机组包括透平10和发电机11；固体换热器6的高温固体进料口通过第1阀门3与回转窑2的窑头罩1的高温固体排料口连接；固体换热器6的低温固体排料口通过排料管与成品库20连接；固体换热器6具有低温热水进口和高温热水出口，固体换热器6的高温热水出口与蒸发器7的进水口连接；蒸发器7的高温排水口与供热用户8的供热管道一端连接，供热用户8的供热管道的另一端经加压泵9后，连接到固体换热器6的低温热水进口；由此形成循环回路；其中，固体换热器6呈立式布置，固体换热器6的进口设有塔形布料器，可以保证还原钛铁矿颗粒沿圆周方向均匀分布各个受热面；内部装有料位监测装置，固体换热器6的出口设计多个接管，接管仰角大于45°，保证了下料均匀性，解决了固体换热器内部颗粒抽芯问题，提高了设备使用效率和寿命。固体换热器6的受热面采用多通道膜式壁结构，膜式壁外壁间距不小于100mm；各个膜式壁竖直布置。蒸发器7的过热蒸汽出口通过管道连接到透平10做功，并带动发电机11向外输出电能；透平10的尾部乏汽通过凝汽器12冷凝成液态，并通过工质泵13连接到蒸发器7的有机工质进口；由此形成循环回路；冷却塔15的循环水排水口通过循环水泵14连接到凝汽器12的循环水进口；凝汽器12的循环水出口与冷却塔15的循环水进口连接；由此形成循环回路。此外，回转窑2的窑头罩1的高温固体排料口还通过第2阀门4与冷却机5的进口连接；冷却机5的出口与成品库20连接。设置此旁路的目的为：当热电联供系统的设备发生故障时，整个系统可从还原钛铁矿生产工艺中退出，回转窑排出的还原钛铁矿颗粒直接通过冷却机5后排入成品库20。回转窑2窑尾的烟气出口还依次通过空冷器16、袋式除尘器17和引风机18后，与烟囱19的烟气进口连接，通过对回转窑排出的烟气进行净化，再排入大气中，防止对环境造成污染。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统，其特征在于，包括固体换热器(6)、蒸发器(7)、透平发电机组和冷却塔(15)；其中，所述透平发电机组包括透平(10)和发电机(11)；所述固体换热器(6)的高温固体进料口通过第1阀门(3)与回转窑(2)的窑头罩(1)的高温固体排料口连接；所述固体换热器(6)的低温固体排料口通过排料管与成品库(20)连接；所述固体换热器(6)具有低温热水进口和高温热水出口，所述固体换热器(6)的高温热水出口与所述蒸发器(7)的进水口连接；所述蒸发器(7)的高温排水口与供热用户(8)的供热管道一端连接，所述供热用户(8)的供热管道的另一端经加压泵(9)后，连接到所述固体换热器(6)的低温热水进口；由此形成循环回路；所述蒸发器(7)的过热蒸汽出口通过管道连接到透平(10)做功，并带动发电机(11)向外输出电能；所述透平(10)的尾部乏汽通过凝汽器(12)冷凝成液态，并通过工质泵(13)连接到所述蒸发器(7)的有机工质进口；由此形成循环回路；所述冷却塔(15)的循环水排水口通过循环水泵(14)连接到所述凝汽器(12)的循环水进口；所述凝汽器(12)的循环水出口与所述冷却塔(15)的循环水进口连接；由此形成循环回路。...

【技术特征摘要】
1.一种还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统，其特征在于，包括固体换热器(6)、蒸发器(7)、透平发电机组和冷却塔(15)；其中，所述透平发电机组包括透平(10)和发电机(11)；所述固体换热器(6)的高温固体进料口通过第1阀门(3)与回转窑(2)的窑头罩(1)的高温固体排料口连接；所述固体换热器(6)的低温固体排料口通过排料管与成品库(20)连接；所述固体换热器(6)具有低温热水进口和高温热水出口，所述固体换热器(6)的高温热水出口与所述蒸发器(7)的进水口连接；所述蒸发器(7)的高温排水口与供热用户(8)的供热管道一端连接，所述供热用户(8)的供热管道的另一端经加压泵(9)后，连接到所述固体换热器(6)的低温热水进口；由此形成循环回路；所述蒸发器(7)的过热蒸汽出口通过管道连接到透平(10)做功，并带动发电机(11)向外输出电能；所述透平(10)的尾部乏汽通过凝汽器(12)冷凝成液态，并通过工质泵(13)连接到所述蒸发器(7)的有机工质进口；由此形成循环回路；所述冷却塔(15)的循环水排水口通过循环水泵(14)连接到所述凝汽器(12)的循环水进口；所述凝汽器(12)的循环水出口与所述冷却塔(15)的循环水进口连接；由此形成循环回路。2.根据权利要求1所述的还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统，其特征在于，回转窑(2)的窑头罩(1)的高温固体排料口还通过第2阀门(4)与冷却机(5)的进口连接；所述冷却机(5)的出口与所述成品库(20)连接。3.根据权利要求1所述的还原钛铁矿颗粒热电耦合联供系统，其特征在于，所述回转窑(2)窑尾的烟气出...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨崇岳，
申请(专利权)人：北京华航盛世能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11