一种高温冶金渣的热能回收利用方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109539821A(43)申请公布日2019.03.29(21)申请号201811220802.8F01K27/00(2006.01)(22)申请日2018.10.19(71)申请人天津大学地址300072天津市南开区卫津路92号天津大学(72)发明人张书廷路明哲刘闯(74)专利代理机构天津一同创新知识产权代理事务所(普通合伙)12231代理人王丽(51)Int.Cl.F28C3/00(2006.01)F23D14/02(2006.01)F23D14/48(2006.01)F01D15/10(2006.01)F01K11/02(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图3页(54)发明名称一种高温冶金渣的热能回收利用方法及装置(57)摘要本发明涉及一种高温冶金渣的热能回收利用方法及装置，利用高温冶金渣与空气进行换热，常温空气吸收高温冶金渣的热能产生高温热空气，并将生成的高温热空气用于发电使用的过程。高温冶金渣的热能回收利用方法包括如下3个过程：(1)高温冶金渣产生热空气过程；(2)高温热空气发电过程；(3)发电废气除尘过程。本发明还对高温热空气发电过程中热空气与高炉煤气点火所需的锅炉燃烧器进行了开发，针对冶金渣换热所产生的热空气含有较多渣粒细粉对燃烧器的影响方面进行了创新。本发明具有工艺简单、操作稳定、成本低、效益高，与冶金工业的现有装备和工况匹配性良好的特点，为高温冶金渣所产热空气的低成本高价值利用提供了良好的技术保障。CN109539821ACN109539821A权利要求书1/1页1.一种高温冶金渣的热能回收与利用方法，其特征在于高温冶金渣热能回收与利用过程至少由如下过程组成：(1)高温冶金渣产生热空气过程利用常温空气与高温冶金渣进行热交换吸收热量产生高温热空气的高温冶金渣产生热空气过程；(2)高温热空气发电过程利用高温冶金渣产生热空气过程产生的高温热空气进行发电的高温空气发电过程；(3)发电废气除尘过程对高温热空气发电过程发电后产生的废气进行除尘达到向大气排放标准的发电废气除尘过程。2.如权利要求1所述方法，其特征在于所述高温热空气发电过程是除尘后热空气与高炉煤气使用燃气锅炉混合燃烧发电，或高温热空气直接将热量传递给余热锅炉进行发电，或所述两种发电方式即高温空气与高炉煤气混合燃烧发电、高温空气直接将热量传递给余热锅炉发电的组合。3.如权利要求1所述方法，其特征是在所述高温冶金渣产生热空气过程与高温空气发电过程之间设置有碰撞式除尘器或旋风除尘器。4.如权利要求1所述方法，其特征是在所述高温冶金渣产生热空气过程产生的高温热空气温度在300℃-750℃之间。5.如权利要求1或2所述方法，其特征在于所述高温热空气发电过程中的高温热空气与高炉煤气混合燃烧发电过程，高炉煤气与高温空气混合燃烧发电产生的废气与高炉煤气间接换热，预热后的高炉煤气后送入发电过程使用。6.实现权利要求1所述高温冶金渣的热能回收与利用方法的装置，其特征在于所述装置至少包括高温冶金渣产生热空气的高温冶金渣与空气换热的冶金渣气固换热器、高温空气发电系统和发电废气除尘器；冶金渣气固换热器的气体出口与高温空气发电系统的热空气入口相连接，高温空气发电系统的废气出口与发电废气除尘器的气体入口相连接。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于高温空气与高炉煤气混合燃烧发电使用燃烧器，燃烧器是煤气和空气双旋流方式，煤气在内侧、热空气在外侧；空气旋流部分与其他部分采用可以拆卸的分体方式连接。8.如权利要求6所述的装置，其特征在于高温热空气与高炉煤气混合燃烧发电使用燃气锅炉上的燃烧器，燃烧器是煤气和空气双旋流方式，煤气在内侧、热空气在外侧；热空气管空气入口的气流转向处附设垫板，并且所设垫板宽度大于热空气管空气入口的宽度。9.如权利要求6所述的装置，其特征在于高温热空气与高炉煤气混合燃烧发电使用燃气锅炉的燃烧器；燃烧器的煤气管中心设有供应热空气的中心管；中心管空气入口的气流转向处附设垫板，并且所设垫板宽度大于中心管空气入口的宽度。2CN109539821A说明书1/8页一种高温冶金渣的热能回收利用方法及装置技术领域[0001]本发明涉及一种高温冶金渣的热能回收利用方法及装置，特别是对高温冶金渣的热能回收换热产生热空气，并将热空气用于发电使用，属于冶金能源回收利用及环保领域。背景技术[0002]在冶金工业中，金属的冶炼会产生大量的高温冶金渣，如炼铁过程产生的钢渣、高炉渣和铁合金渣以及有色金属冶炼过程产生的铜渣、铅渣、镍渣、锌渣、镁渣、锂渣等。对于大多数金属的冶炼，平均每生产1吨金属可产生350kg～480kg冶金渣并且出渣温度在1300℃以上，含有大量的热能，若直接排出，不仅造成热能的浪费，还会对生态环境