烧结机烟气余热深度利用发电系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种烧结机烟气余热深度利用发电系统及方法，涉及烧结机烟气余热利用技术领域，采用烧结机烟气余热作为热源，使用烟气换热器将热量传输至循环水，进而传输至做功工质，利用工质做功，实现烟气热能转化为电能；并利用动力系统提供动力实现上述过程的循环，进而能够持续、高效地进行发电。本发明专利技术极大提高了烧结机烟气的能源利用率，同时降低烟气温度，能够降低风机电耗，本发明专利技术系统效率高、设备耐腐蚀、安全稳定、使用寿命长，保证了烟气余热深度利用持续进行。深度利用持续进行。深度利用持续进行。

【技术实现步骤摘要】
烧结机烟气余热深度利用发电系统及方法


[0001]本专利技术涉及烧结机烟气余热利用
，更具体的说是涉及一种烧结机烟气余热深度利用发电系统及方法。

技术介绍

[0002]钢铁烧结是为高炉冶炼提供“精料”的一道加工工序，烧结矿具备化学成分稳定、粒度均匀、还原性好、冶金性能高的特点，有利于高炉实现节能降耗、安全高效运行。目前烧结机烟气中粉尘含量高、温度高(有项目高达170℃以上)、含有较高腐蚀性气体，故高温烟气的余热直接利用难度较大。对于采用活性焦脱硫脱硝的烧结项目，烟气温度过高会对脱硫脱硝产生负面影响，为降低烟温有部分厂向高温烟气中掺冷空气以降低烟气温度，掺风做法会增加烟气总量，增加运行费用。合理降低烟气温度并回收热量，既可以保证后续工艺安全运行，还能产生一定经济效益，一举双得。目前随着国家对钢铁行业节能减排政策的收紧，响应国家碳达峰和碳中和的战略目标，需设计一套系统，合理利用烧结接尾部烟气。然而烧结机烟气粉尘高、腐蚀性大，烟气温度通常处在120℃
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180℃之间，相对发电蒸汽，该热品质较低，如果利用余热锅炉回收这部分热量后带动汽轮机发电，将面临受热面低温腐蚀、堵塞等情况，目前没有成熟案例。部分项目尝试利用烟道换热器回收烟气烟气余热，将热量转移到水中，为周边用户供暖，然而该供暖方案受到季节性、地域性影响比较大，有一定局限性。
[0003]因此，如何充分利用烧结机尾气进行发电，同时保障系统安全稳定、效率高、使用寿命长，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种烧结机烟气余热深度利用发电系统及方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种烧结机烟气余热深度利用发电系统，包括用于接收来自烧结机的高温烧结烟气的烟气子系统、用于获取烟气中热量的取热子系统、用于发电的做功发电子系统、用于冷凝循环工质的工质冷凝子系统，所述烟气子系统与取热子系统连接，所述取热子系统、做功发电子系统、工质冷凝子系统之间两两连接。
[0007]可选的，所述取热子系统包括双向连通的烟气换热器和工质蒸发器。
[0008]可选的，烟气换热器优选采用氟塑料烟气换热器。
[0009]可选的，氟塑料烟气换热器设置有在线高压水冲洗装置和底部排灰斗。氟塑料材质摩擦系数比较低，不易沾灰，换热器内部设计一套在线冲洗系统，可以防止粉尘堵塞换热器。
[0010]可选的，所述烟气子系统包括除尘器、引风机、脱硫脱硝反应器、烟囱；所述除尘器用于接收来自烧结机的高温烧结烟气，所述除尘器与引风机连接，所述引风机与所述烟气换热器连接，所述烟气换热器、脱硫脱硝反应器、烟囱依次连接。
[0011]可选的，所述做功发电子系统包括依次连接的螺杆膨胀机、减速机、发电机，所述螺杆膨胀机与所述工质蒸发器连接。
[0012]可选的，所述工质冷凝子系统包括双向连通的工质冷凝器和机力冷却塔，所述工质冷凝器分别与所述螺杆膨胀机、工质蒸发器连接。
[0013]可选的，所述系统还包括动力子系统，用于对各装置之间工质或水的循环提供动力条件。
[0014]本专利技术还公开一种烧结机烟气余热深度利用发电方法，包括以下步骤：
[0015]烟气排放步骤、接收高温烧结烟气，释放高温烧结烟气中的热量，并将释放热量后的烟气排出；
[0016]烟气取热步骤、低温循环水与所述高温烧结烟气进行热交换，接收高温烧结烟气中释放的热量，形成高温循环水；
[0017]做功发电步骤、低温工质与所述高温循环水进行热交换，获取高温循环水中的热量，形成高温工质蒸汽，所述高温工质蒸汽进行做功发电；
[0018]工质冷凝步骤、做功后的工质蒸汽成为工质乏汽，与低温冷却水进行热交换，凝结为低温工质，继续与所述高温循环水进行热交换，进入下一个循环；低温冷却水吸热变为高温冷却水，进入机力冷却塔降温后循环回用。
[0019]可选的，所述烟气排放步骤具体为，接收来自烧结机的高温烧结烟气，高温烧结烟气经过除尘器、引风机进入烟气换热器，高温烧结烟气在烟气换热器中释放热量，进入脱硫脱硝反应器进行反应，使用烟囱将烟气排出。
[0020]可选的，所述烟气取热步骤具体为，低温循环水与所述高温烧结烟气进行热交换，接收高温烧结烟气中释放的热量，形成高温循环水进入工质蒸发器，在工质蒸发器中进行放热，所述高温循环水和低温循环水在动力子系统的驱动下在工质蒸发器和烟气换热器之间完成吸放热过程。所述循环水优选采用除盐水。
[0021]可选的，所述做功发电步骤具体为，低温工质与所述高温循环水进行热交换，获取高温循环水中的热量，形成高温工质蒸汽，进入螺杆膨胀机做功，连接减速机带动发电机发电。
[0022]经由上述的技术方案可知，本专利技术公开提供了一种烧结机烟气余热深度利用发电系统及方法，与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0023](1)本专利技术采用烧结机烟气余热作为热源，首选利用烟气换热器将热量传输至循环水，进而将热量传输至做功工质，通过做功发电子系统进行做功，最终实现烟气热能转化为电能，提高能源利用率；无需掺杂冷空气就可以实现烟气降温，将烟温降到合理范围内，能够保护后续脱硫脱硝工艺，防止活性焦失效；降低烟气温度可以降低工况下烟气体积流，减小烟风侧阻力，有助降低风机电耗。
[0024](2)烟气换热器采用氟塑料材质换热器，利用水与高温烟气进行间壁式换热，该换热器核心换热元件为氟塑料换热管，氟塑料材质可有效避免烟气中腐蚀性气体对换热器产生破坏。氟塑料烟气换热器于烟气间壁式换热，利用循环水作为中间媒介，将烟气热量转移到水侧。
[0025](3)回收后的高温循环水进入工质蒸发器，蒸发器内充有沸点较低的工质，循环水与工质采用间壁式换热，高温循环水将热量转移至工质侧，低温工质吸热后变成高温工质
蒸汽进入螺杆膨胀机，带动发电机输出电能，烟气热量最终实现电能输出。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0027]图1为本专利技术的系统结构示意图；
[0028]图2为本专利技术的方法流程图；
[0029]其中，1为高温烧结烟气，2为除尘器，3为引风机，4为烟气换热器，5为脱硫脱硝反应器，6为烟囱，7为低温循环水，8为除盐水增压泵，9为高温循环水，10为工质蒸发器，11为高温工质蒸汽，12为低温工质，13为第二工质循环泵，14为工质冷凝器，15为工质乏汽，16为螺杆膨胀机，17为减速机，18为发电机，19为高温冷却水，20为低温冷却水，21为第一工质循环泵，22为机力冷却塔。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烧结机烟气余热深度利用发电系统，其特征在于，包括用于接收来自烧结机的高温烧结烟气(1)的烟气子系统、用于获取烟气中热量的取热子系统、用于发电的做功发电子系统、用于冷凝循环工质的工质冷凝子系统，所述烟气子系统与取热子系统连接，所述取热子系统、做功发电子系统、工质冷凝子系统之间两两连接。2.根据权利要求1所述的一种烧结机烟气余热深度利用发电系统，其特征在于，所述取热子系统包括双向连通的烟气换热器(4)和工质蒸发器(10)。3.根据权利要求2所述的一种烧结机烟气余热深度利用发电系统，其特征在于，所述烟气子系统包括除尘器(2)、引风机(3)、脱硫脱硝反应器(5)、烟囱(6)；所述除尘器(2)用于接收来自烧结机的高温烧结烟气(1)，所述除尘器(2)与引风机(3)连接，所述引风机(3)与所述烟气换热器(4)连接，所述烟气换热器(4)、脱硫脱硝反应器(5)、烟囱(6)依次连接。4.根据权利要求2所述的一种烧结机烟气余热深度利用发电系统，其特征在于，所述做功发电子系统包括依次连接的螺杆膨胀机(16)、减速机(17)、发电机(18)，所述螺杆膨胀机(16)与所述工质蒸发器(10)连接。5.根据权利要求4所述的一种烧结机烟气余热深度利用发电系统，其特征在于，所述工质冷凝子系统包括双向连通的工质冷凝器(14)和机力冷却塔(22)，所述工质冷凝器(14)分别与所述螺杆膨胀机(16)、工质蒸发器(10)连接。6.根据权利要求1所述的一种烧结机烟气余热深度利用发电系统，其特征在于，还包括动力子系统，用于对各装置之间工质或水的循环提供动力条件。7.一种烧结机烟气余热深度利用发电方法，其特征在于，包括以下步骤：烟气排放步骤、接收高温烧结烟气(1)，释放高温烧结烟气(1)中的热量，并将释放热量后的烟气排出；烟气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金刚，高建民，冯春雨，
申请(专利权)人：北京新世翼节能环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：