Спосіб очищення і утилізації теплоти доменного газу

Реферат: Спосіб очищення і утилізації теплоти доменного газу включає мокру стадію очищення доменного газу і утилізацію теплоти охолоджуючої запорошений доменний газ води, циркулюючої в замкнутому контурі охолодження і очищення доменного газу. Утилізують теплоту охолоджуючої води шляхом нагріву і випаровування робочого тіла парової турбіни. Як робоче тіло парової турбіни використовують низькокиплячу рідину. Одночасно виробляють електроенергію, а температуру очищеного доменного газу регулюють залежно від температури охолоджуючої води в замкнутому контурі охолодження і очищення доменного газу зміною витрати води, що подається в контур, від зовнішнього джерела. UA 72510 U (12) UA 72510 U UA 72510 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до чорної металургії, а саме до способів виробництва енергії на основі відпрацьованих низькопотенціальних теплоносіїв, наприклад, доменного газу. Відомий спосіб утилізації теплоти запорошеного доменного газу шляхом його очищення від пилу у скрубері, зрошуваному водою, і розширення очищених газів в газовому детандері, [заявка ФРН № 2719625, С21В 7/22, 06.12.79.]. Недоліком аналога є те, що в ньому відсутні операції, які передбачають використання енергії води, що нагрівається у скрубері. Найбільш близьким до корисної моделі способом того ж призначення, відомим із загальнодоступних джерел інформації, є спосіб очищення і охолодження доменного газу, що включає суху і мокру стадії очищення, наступний перед газовою безкомпресорною утилізаційною турбіною нагрів очищеного доменного газу теплом запорошеного газу [див. а. с. 2 СРСР № 624919, М. Кл. С21В 7/22, опуб. 07.08. 1978г.], прийнятий за прототип. Згідно з прототипом, в поверхневому охолоджувачі доменний газ очищають і охолоджують від 300-350 °C до 80-150 °C, нагріваючи циркулюючу по замкнутому контуру воду до 150-300 °C за рахунок охолодження запорошеного газу, а очищений газ нагрівають до 100-250 °C за рахунок охолодження води (проміжного теплоносія) від 150-300 °C до 50 °C, оскільки для запобігання попадання вологи і обмерзання газової утилізаційної турбіни необхідно додатково підігрівати доменний газ. Суттєвими ознаками прототипу, співпадаючими з суттєвими ознаками технічного рішення, що заявляється, є: мокра стадія очищення запорошеного доменного газу і утилізація тепла охолоджуючої запорошений доменний газ води, циркулюючої в замкнутому контурі охолодження. Недоліком прототипу є те, що він не забезпечує достатнього ступеня утилізації тепла доменного газу, оскільки ступінь утилізації енергії проміжного теплоносія - води, що нагрівається у скрубері, недостатній, та не забезпечує виробництва енергії на основі відпрацьованого низькопотенціального теплоносія, а саме доменного газу. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити спосіб очищення і утилізації теплоти доменного газу шляхом підвищення ступеня використання енергії нагрітої у скрубері води за рахунок нагріву нею низькокиплячої рідині в контурі парової турбіни. Це забезпечує підвищення в порівнянні з прототипом ефективності утилізації тепла запорошеного доменного газу за рахунок того, що дозволяє разом з очищенням і поверненням доменного газу в технологічний процес виробництва чавуну виробляти електроенергію, використовуючи термічний потенціал доменного газу, тобто забезпечувати значне енергозбереження в процесі виробництва чавуну. Поставлена задача вирішується тим, що в способі очищення і утилізації теплоти доменного газу, що включає мокру стадію очищення доменного газу і утилізацію теплоти охолоджуючої запорошений доменний газ води, циркулюючої в замкнутому контурі охолодження, згідно з корисною моделлю, утилізують теплоту охолоджуючої води шляхом нагріву і випаровування робочого тіла парової турбіни, як робоче тіло парової турбіни використовують низькокиплячу рідину, і одночасно виробляють електроенергію, а температуру очищеного доменного газу регулюють залежно від температури охолоджуючої води в замкнутому контурі охолодження і очищення доменного газу зміною витрати води, що подається в контур, від зовнішнього джерела. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляються, та технічним результатом полягає в наступному. Утилізація тепла проміжного теплоносія - нагрітої у скрубері охолоджуючої доменний газ води, шляхом нагріву і випаровування нею низькокиплячої рідини, одержану пару якої направляють в парову турбіну для виробництва електроенергії, забезпечує значне енергозбереження в процесі виробництва чавуну. Вимірювання температури охолоджуючої води на підводі води у скрубер, а також температури очищеного доменного газу на відводі очищеного доменного газу забезпечує оптимальне регулювання витрати охолоджуючої води на очищення і охолодження доменного газу і більш глибоку утилізацію тепла охолоджуючої води. Порівняльний аналіз запропонованого технічного рішення з прототипом показує, що запропоноване технічне рішення відрізняється виконанням операції утилізації теплоти доменного газу, а саме, утилізують теплоту охолоджуючої доменний газ води шляхом нагріву і випаровування робочого тіла парової турбіни, як робоче тіло парової турбіни використовують низькокиплячу рідину, з одночасним виробництвом електроенергії. Крім того, запропоноване технічне рішення містить додаткову операцію, а саме регулювання температури очищеного доменного газу залежно від температури охолоджуючої води. 1 UA 72510 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Порівняльний аналіз запропонованого технічного рішення не тільки з прототипом, але і з іншими технічними рішеннями, показав, що сукупність суттєвих ознак, що заявляється, дозволяє разом з очищенням і поверненням доменного газу в технологічний процес виробництва чавуну виробляти електроенергію, використовуючи термічний потенціал доменного газу, тобто забезпечувати значне енергозбереження в процесі виробництва чавуну. Звідси витікає, що заявлена сукупність суттєвих ознак забезпечує отримання згаданого технічного результату. Відповідність критерію корисної моделі "промислова придатність" підтверджується прикладом конкретної реалізації технічного рішення, що заявляється. Спосіб очищення і утилізації теплоти запорошеного доменного газу реалізується за допомогою пристрою очищення і утилізації теплоти запорошеного доменного газу, принципова схема якого наведена. Пристрій складається з газоходу підведення 1 запорошених колошникових газів доменної печі до скрубера 2, контуру циркуляції охолоджуючої колошниковий газ води, що містить циркуляційний трубопровід подачі 3 охолоджуючої води на одну і більш форсунку 4 скрубера, трубопроводу відведення 5 нагрітої води з встановленими на ньому насосом 6 і регулятором витрати 7, відвідного газоходу 8 очищеного колошникового газу і пристрою утилізації теплоти охолоджуючої колошниковий газ води. Газохід підведення 1 запорошених колошникових газів сполучений зі скрубером 2, у верхній частині якого для зрошування запорошеного колошникового газу встановлені форсунки 4. Скрубер обладнаний трубопроводом підживлення 9 від зовнішнього джерела води зі встановленим на ньому регулятором витрати 10. В контур циркуляції охолоджуючої у скрубері колошникові гази води включені пароперегрівник 11 і підігрівач 12 робочого тіла парової турбіни 13, на валу якої встановлений електрогенератор 14, в якій як робоче тіло використана низькокипляча рідина, сполучені трубопроводом 15, утворюючим контур парової турбіни 13. Контур парової турбіни 13 містить також встановлені за паровою турбіною по ходу робочого тіла конденсатор робочого тіла 16 і насос 17 перекачування робочого тіла. Контур циркуляції охолоджуючої колошникові гази води забезпечений датчиком 18 температури охолоджуючої циркуляційної води, встановленим на циркуляційному трубопроводі 3 подачі охолоджуючої води на форсунки 4 у скрубер. Датчик 18 сполучений електричними зв'язками 19 з процесором 20, сполученим також з датчиком 21 температури очищених колошникових газів, встановленим на газоході 8, що відводить очищений колошниковий газ. Пристрій очищення і рекуперації теплоти запорошеного колошникового газу доменної печі працює наступним чином. Запорошений колошниковий газ по газоходу підведення 1 запорошених колошникових газів поступає у верхню зону скрубера 2, де він зрошується водою, що розпилена форсунками 4. Після очищення від пилу і охолоджування його відводять по газоходу 8 очищеного колошникового газу та направляють за призначенням згідно з основною технологічною схемою. Нагріту воду, що охолоджує колошникові гази у скрубері, по трубопроводу 5 відведення нагрітої води направляють на утилізацію її теплоти, а саме: в пароперегрівник 11 і в підігрівач 12 робочого тіла парової турбіни 13, де як робоче тіло використовується низькокипляча рідина. Одержану пару подають в парову турбіну 13, на валу якої встановлений електрогенератор 14, і потім в конденсатор 16, де він конденсується. Датчик 21 температури очищеного газу реєструє відхилення температури очищеного колошникового газу відносно заданої температури, обумовленою технологічною інструкцією, відомості про яку передаються в процесор 20. Точно також датчик 18 температури циркуляційної води реєструє відхилення температури охолоджуючої колошникові гази у скрубері води від заданої. При підвищенні цієї температури приводиться в дію регулятор 10 подачі води на форсунки і по підвідному трубопроводу 9 від зовнішнього джерела у скрубер подається свіжа вода. Таким чином, корисна модель забезпечує підвищення ефективності утилізації тепла запорошеного доменного газу за рахунок того, що дозволяє разом з очищенням і поверненням доменного газу в технологічний процес виробництва чавуну виробляти електроенергію, використовуючи термічний потенціал доменного газу, тобто забезпечує значне енергозбереження в процесі виробництва чавуну. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 Спосіб очищення і утилізації теплоти доменного газу, що включає мокру стадію очищення доменного газу і утилізацію теплоти охолоджуючої запорошений доменний газ води, 2 UA 72510 U 5 циркулюючої в замкнутому контурі охолодження і очищення доменного газу, який відрізняється тим, що утилізують теплоту охолоджуючої води шляхом нагріву і випаровування робочого тіла парової турбіни, як робоче тіло парової турбіни використовують низькокиплячу рідину, і одночасно виробляють електроенергію, а температуру очищеного доменного газу регулюють залежно від температури охолоджуючої води в замкнутому контурі охолодження і очищення доменного газу зміною витрати води, що подається в контур, від зовнішнього джерела. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3