一种利用钢渣有压热闷过程所产蒸汽发电的工艺方法和装置.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CN106224033A(43)申请公布日2016.12.14(21)申请号201610789023.4(22)申请日2016.08.31(71)申请人中冶节能环保有限责任公司地址100088北京市海淀区西土城路33号申请人中冶建筑研究总院有限公司中国京冶工程技术有限公司(72)发明人张宇王延兵张健刘银梅韩自博赵蕊祝晶晶张天有(74)专利代理机构北京瑞思知识产权代理事务所(普通合伙)11341代理人李涛(51)Int.Cl.F01K11/02(2006.01)F01K27/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种利用钢渣有压热闷过程所产蒸汽发电的工艺方法和装置(57)摘要本发明涉及一种利用钢渣有压热闷过程中所产蒸汽发电的工艺方法和装置，是利用钢渣有压热闷过程中所产生的大量低温低压蒸汽(压力0.2MPa以上、温度约为140℃)，采用有机朗肯系统原理，通过与发电工质(氟利昂)间接换热后驱动ORC汽轮机连续发电，可实现吨渣净发电量3kW·h以上。与现有技术相比，该技术既实现了钢渣处理过程的洁净化、自动化，又完成了钢渣热能的高附加值回收利用，真正实现了钢渣处理“零排放”的目标，这既在一定程度上降低了钢铁企业的生产成本，同时也创造了巨大的社会、环境效益，符合我国可持续发展、节能减排等相关政策的要求。CN106224033ACN106224033A权利要求书1/2页1.一种利用钢渣有压热闷过程中所产蒸汽发电的工艺方法，其特征在于，包括如下工艺步骤：(1)将钢渣有压热闷罐在有压热闷过程中产生的蒸汽引入汽水换热器(2-1)；(2)循环后的冷水从汽水换热器(2-1)输入，与蒸汽进行热换，用来提供连续的热水；(3)热水通过被送入到蒸发器(3-1)和预热器(3-5)内对发电工质进行加热和预热，热水换热后变成冷水再返回到汽水换热器(2-1)中循环使用，发电工质吸热后气化膨胀进入到ORC汽轮机(3-2)中做功发电，发电工质之后进入到冷凝器(3-3)中被冷却成液体，再被送入到预热器(3-5)中预热，而后重新进入到蒸发器(3-1)中吸热气化，如此反复，从而可实现连续发电。2.根据权利要求1-2之一所述的工艺方法，其特征在于，步骤(3)具体为：热水首先优选通过热水泵(2-2)被送入到蒸发器(3-1)内对经预热后的发电工质，优选为氟利昂进行加热，蒸发器(3-1)内与发电工质换热后的热水再进入到预热器(3-5)内对冷凝后的发电工质进行预热；经蒸发器(3-1)和预热器(3-5)换热后的热水温度降低后变成冷水再返回到汽水换热器中循环使用，而发电工质吸热后气化膨胀进入到ORC汽轮机(3-2)中做功发电，发电工质之后进入到冷凝器(3-3)中被冷却成液体，再优选通过工质泵(3-4)送入到预热器(3-5)中预热，而后重新进入到蒸发器(3-1)中吸热气化，如此反复，从而可实现连续发电。3.根据权利要求1-3之一所述的工艺方法，其特征在于，钢渣有压热闷罐(1-1)运行过程中产生的蒸汽为低温低压过饱和蒸汽，其温度约为140℃左右，压力为0.2-0.4MPa。4.根据权利要求1-4之一所述的工艺方法，其特征在于，钢渣有压热闷罐(1-1)为一端带快开门结构的压力容器。5.如权利要求1-5之一所述的工艺方法，其特征在于，所述蒸汽中携带的粉尘会变成污泥沉积在汽水换热器底部，在汽水换热器底部设排污口，并设阀门，定时利用热水冲刷排污，排污同时维持钢渣余热发电的工艺系统水平衡。6.根据权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，汽水换热器包括具有冷水回水口、蒸汽入口、换热区、蓄热区、供水口、排污口，冷水回水口设置在汽水换热器的顶部，用于将所述冷水引入汽水换热器，换热区设置在冷水回水口的下部，蒸汽入口设置在换热区的下部，与钢渣有压热闷罐的蒸汽出口连接，用于将所述蒸汽引入汽水换热器，汽水换热器为直接接触式，冷水流经换热区与所述蒸汽直接接触，最终混合形成热水，蓄热区设置在蒸汽入口的下部，热水落下，在蓄热区聚集，热水出口位于蓄热区，用来提供连续的热水资源；排污口设置在汽水换热器的底部。7.一种利用钢渣有压热闷过程中所产蒸汽发电的装置，其包括：钢渣有压热闷罐(1-1)、汽水换热器(2-1)、蒸发器(3-1)、预热器(3-5)、冷凝器(3-3)以及ORC汽轮机(3-2)，所述钢渣有压热闷罐(1-1)通过蒸汽管道与汽水换热器(2-1)相连，组成一套蒸汽流通系统；汽水换热器(2-1)通过热水管道与蒸汽器(3-1)、预热器(3-5)依次连接，组成一套热水流通循环系统；预热器(3-5)、蒸发器(3-1)、ORC汽轮发电机组(3-2)和冷凝器(3-3)之间通过工质管道依次串联在一起，组成一套发电工质流通系统。8