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Title:
SILICA MINERAL FUSION POWER GENERATION SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/113537
Kind Code:
A1
Abstract:
A silica mineral fusion power generation system comprises a furnace, a flue gas pipeline, a high-temperature waste-heat recovery subsystem, a waste-heat power generation subsystem, a low-temperature waste-heat recovery subsystem, a subsystem for blending and crushing silica mineral and coal, and a powder material delivery subsystem. The high-temperature waste-heat recovery subsystem, the waste-heat power generation subsystem, and the low-temperature waste-heat recovery subsystem are sequentially disposed in the flow direction of flue gas in the flue gas pipeline. The subsystem for blending and crushing silica mineral and coal is disposed at one side of the furnace. The lower end of the subsystem for blending and crushing silica mineral and coal is connected to the upper end of the powder material delivery subsystem.

Inventors:
LIU, XiaoZhou (No. 100 Waihuan Xi Road Guangzhou Higher Education Mega Center Panyu District, Guangzhou, Guangdong 6, 510006, CN)
PEI, Hu (No. 100 Waihuan Xi Road Guangzhou Higher Education Mega Center Panyu District, Guangzhou, Guangdong 6, 510006, CN)
ZHANG, XiaoChun (No. 100 Waihuan Xi Road Guangzhou Higher Education Mega Center Panyu District, Guangzhou, Guangdong 6, 510006, CN)
GAO, FuQiang (No. 100 Waihuan Xi Road Guangzhou Higher Education Mega Center Panyu District, Guangzhou, Guangdong 6, 510006, CN)
LIU, WenXing (No. 100 Waihuan Xi Road Guangzhou Higher Education Mega Center Panyu District, Guangzhou, Guangdong 6, 510006, CN)
Application Number:
CN2016/078915
Publication Date:
July 06, 2017
Filing Date:
April 09, 2016
Export Citation:
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Assignee:
GUANGDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY (LiuXiaoZhou, No. 100 Waihuan Xi Road Guangzhou Higher Education Mega Center Panyu DistrictGuangzhou, Guangdong 6, 510006, CN)
International Classes:
F27D17/00; F01K27/00; F26B21/14; F27D3/08; F27D3/18
Attorney, Agent or Firm:
BEIJING WANBEI PATENT AGENCY OFFICE (Chen Ling, C1816 Wanda Plaza, Shijingshan District, Beijing 0, 100040, CN)
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Claims:
权利要求书

[权利要求 1] 一种硅矿石熔融发电系统, 包括: 炉体、 烟气管道、 高温余热利用子 系统、 余热发电子系统、 低温余热利用子系统、 硅矿石煤炭混合破碎 子系统、 粉料输送子系统, 其特征在于: 所述烟气管道连接于所述炉 体的底部右侧端壁上以将炉膛内产生的烟气排出至烟肉; 所述烟气管 道的烟气流动方向依次布置有高温余热利用子系统、 余热发电子系统 、 低温余热利用子系统; 所述硅矿石煤炭混合破碎子系统布置在所述 炉体左侧, 将硅矿石和煤炭按比例磨制成混合粉料; 所述硅矿石煤炭 混合破碎子系统下端与所述粉料输送子系统上端相连接; 所述粉料输 送子系统布置在所述硅矿石煤炭混合破碎子系统下端通过管道连接于 所述炉体的底部左侧端壁上, 其另一出口端通过管道与所述炉体上端 相连接。

[权利要求 2] 如权利要求 1所述的硅矿石熔融发电系统, 其特征在于, 所述炉体包 括圆柱形炉膛; 所述炉体的顶端壁上布置有喷嘴; 所述炉体的右侧上 壁间隔布置有切向风口; 所述炉体的底部左侧端壁上布置有烟气吸口

, 并通过连接管道与粉料输送子系统连接相通; 所述烟气管道连接于 炉体的底部右侧端壁上以将所述炉膛内产生的烟气排出至烟囱。

[权利要求 3] 如权利要求 1所述的硅矿石熔融发电系统, 其特征在于, 所述高温余 热利用子系统设置于所述烟气管道的上游位置处的高温换热器并且还 包括助燃风机, 所述高温换热器具有烟气流路和流体流路, 所述高温 换热器由陶瓷换热管构成, 来自于所述助燃风机的环境空气通过管线 进入所述高温换热器的流体流路并在所述高温换热器中由 20摄氏度预 热到 1200摄氏度后, 通过管线输送至所述炉体右侧上壁的切向风口, 再进入所述圆柱形炉膛助燃; 烟气温度由 1850摄氏度下降到 950摄氏 度后进入中温换热器。

[权利要求 4] 如权利要求 1所述的硅矿石熔融发电系统, 其特征在于, 所述余热发 电子系统包括设置于所述烟气管道的中游位置处的中温换热器, 所述 中温换热器位于烟气管道内并具有烟气流路和水流路, 并且所述余热 发电子系统还包括涡轮发电装置、 螺杆发电装置和水泵, 其中, 所述 中温换热器的流体流路的出口、 所述涡轮发电装置、 所述螺杆发电装 置、 所述水泵、 所述中温换热器的流体流路的入口通过管线依次连接 形成水循环回路。

[权利要求 5] 如权利要求 1所述的硅矿石熔融发电系统, 其特征在于, 所述低温余 热利用子系统包括设置于所述烟气管道的下游位置处的低温换热器, 所述干燥风机、 所述电气除尘器和所述第一引风机, 然后在所述第一 引风机抽吸作用下进入所述电气除尘器; 所述电气除尘器通过第一引 风机及管道与第一烟肉相连接。

[权利要求 6] 如权利要求 1所述的硅矿石熔融发电系统, 其特征在于, 所述硅矿石 煤炭混合破碎输送系统包括硅矿石螺杆送料机、 煤炭螺杆送料机、 破 碎机、 粉碎机、 粉料仓、 下粉机、 布袋除尘器、 第二引风机和第二烟 囱; 硅矿石和煤炭由所述硅矿石螺杆送料机、 所述煤炭螺杆送料机通 过管道送入所述破碎机入口; 硅矿石和煤炭在所述破碎机中被破碎成 颗粒后由所述破碎机出口通过管道送入所述磨机入料口; 所述磨机的 入风口与干燥风机连接, 入料口与所述破碎机相连接, 出料口与所述 粉料仓相连接, 出风口与所述布袋除尘器相连接; 硅矿石和煤炭的混 合物在所述磨机中被磨制成粉料后经过所述磨机出料口进入所述粉料 仓; 所述粉料仓上部与粉碎机出料口连接, 下部与所述下粉机入料口 连接; 所述布袋除尘器通过第二引风机及管道与第二烟肉相连接。

[权利要求 7] 如权利要求 1所述的硅矿石熔融发电系统, 其特征在于, 所述粉料输 送子系统包括空气混合器、 抽热风机、 风粉混合器; 所述空气混合器 右侧入风口与炉膛烟气抽吸口连接相通, 下侧入风口与大气连接相通 , 左侧出口与所述抽热风机入口连接相通; 所述抽热风机出口与所述 风粉混合器进风口连接相通; 所述风粉混合器的进料口与所述下粉机 出料口连接; 所述风粉混合器的出口经管道与所述喷嘴连接相通; 冷 空气和来自炉膛的高温烟气在所述抽热风机中混合形成热流体后进入 所述混合器; 热流体和粉料在所述混合器中均匀混合后再经管道进入 所述喷嘴。

[权利要求 8] 按照权利要求 2所述的硅矿石熔融发电系统, 其特征在于: 所述喷嘴 出口处设置有用于分散粉料的锥体, 所述喷嘴喷出的粉料颗粒度分布 为: 0.1mm粉料颗粒占 80%, 0.2mm粉料颗粒占 20%。

[权利要求 9] 按照权利要求 1或 6所述的硅矿石熔融发电系统, 其特征在于: 硅矿石 和煤炭比例为 1 : 2〜3; 硅矿石和煤炭在所述破碎机中被破碎成 5〜6 mm的颗粒; 硅矿石和煤炭在所述磨机中被磨制成 0.1mm〜0.2mm的 粉料。

Description:
一种硅矿石熔融发电系统

[0001] 〖技术领域】

[0002] 本发明属于冶金技术领域, 特别涉及一种节能环保的硅矿石熔融发电系统 。

[0003] 〖背景技术】

[0004] 熔融石英是氧化硅 (石英, 硅石) 的非晶态 (玻璃态) 。 它是典型的玻璃, 其 原子结构长程无序。 它通过三维结构交叉链接提供其高使用温度和 ί氐热膨胀系 数。 主要用于精密铸造、 玻璃陶瓷、 耐火材料及电子电器等行业。

[0005] 现有熔融石英是将精选的硅石原料在电弧炉或 电阻炉内熔融, 熔融温度为 1695 -1720。c。 在冶炼中需要消耗大量电能, 导致生产成本高, 且污染严重。

[0006] 【发明内容】

[0007] 本发明的目的是针对现有技术存在的不足, 提供一种节能环保, 且可以降 ί氐 生产成本的硅矿石熔融发电系统。

[0008] 为了实现上述目的, 本发明是这样实现的: 一种硅矿石熔融发电系统, 包括炉 体、 烟气管道、 高温余热利用子系统、 余热发电子系统、 ί氐温余热利用子系统 、 硅矿石煤炭混合破碎子系统和粉料输送子系统 , 所述烟气管道连接于所述炉 体的底部侧壁上以将炉膛内产生的烟气排出至 烟肉; 所述烟气管道的烟气流动 方向依次布置有高温余热利用子系统、 余热发电子系统、 ί氐温余热利用子系统

[0009] 所述硅矿石煤炭混合破碎子系统布置在所述炉 体一侧, 将硅矿石和煤炭按比例 磨制成混合粉料; 所述硅矿石煤炭混合破碎子系统下端与所述粉 料输送子系统 上端相连接;

[0010] 所述粉料输送子系统布置在所述硅矿石煤炭混 合破碎子系统下端通过管道连接 于所述炉体的底部侧壁上, 粉料输送子系统的另一出口端通过管道与所述 炉体 上端相连接。

[0011] 所述炉体包括圆柱形炉膛; 所述炉体的顶端壁上布置有喷嘴; 所述炉体的右侧 上壁间隔布置有切向风口; 所述炉体的底部左侧端壁上布置有烟气吸口, 并通 过连接管道与粉料输送子系统连接相通; 所述烟气管道连接于炉体的底部右侧 端壁上以将所述炉膛内产生的烟气排出至烟囱 。

[0012] 所述高温余热利用子系统设置于所述烟气管道 的上游位置处的高温换热器并且 还包括所述助燃风机, 所述高温换热器具有烟气流路和流体流路, 所述高温换 热器由陶瓷换热管构成, 来自于所述助燃风机的环境空气通过管线进入 所述高 温换热器的流体流路并在所述高温换热器中由 20摄氏度预热到 1200摄氏度后, 通过管线输送至所述炉体右侧上壁的切向风口 , 再进入所述圆柱形炉膛助燃; 烟气温度由 1850摄氏度下降到 950摄氏度后进入中温换热器。

[0013] 所述余热发电子系统包括设置于所述烟气管道 的中游位置处的中温换热器, 所 述中温换热器位于烟气管道内并具有烟气流路 和水流路, 并且所述余热发电子 系统还包括涡轮发电装置、 螺杆发电装置和水泵, 其中, 所述中温换热器的流 体流路的出口、 所述涡轮发电装置、 所述螺杆发电装置、 所述水泵、 所述中温 换热器的流体流路的入口通过管线依次连接形 成水循环回路。

[0014] 所述 ί氐温余热利用子系统包括设置于所述烟气管 的下游位置处的 ί氐温换热 器, 所述干燥风机、 所述电气除尘器和所述第一引风机, 然后在所述第一引风 机抽吸作用下进入所述电气除尘器; 所述电气除尘器通过第一引风机及管道与 第一烟肉相连接。

[0015] 所述硅矿石煤炭混合破碎输送系统包括硅矿石 螺杆送料机、 煤炭螺杆送料机、 破碎机、 粉碎机、 粉料仓、 下粉机、 布袋除尘器、 第二引风机和第二烟肉; 硅 矿石和煤炭由所述硅矿石螺杆送料机、 所述煤炭螺杆送料机通过管道送入所述 破碎机入口; 硅矿石和煤炭在所述破碎机中被破碎成颗粒后 由所述破碎机出口 通过管道送入所述磨机入料口; 所述磨机的入风口与干燥风机连接, 入料口与 所述破碎机相连接, 出料口与所述粉料仓相连接, 出风口与所述布袋除尘器相 连接; 硅矿石和煤炭的混合物在所述磨机中被磨制成 粉料后经过所述磨机出料 口进入所述粉料仓; 所述粉料仓上部与粉碎机出料口连接, 下部与所述下粉机 入料口连接; 所述布袋除尘器通过第二弓 I风机及管道与第二烟肉相连接。

[0016] 所述粉料输送子系统还包括空气混合器、 抽热风机、 风粉混合器; 所述空气混 合器右侧入风口与炉膛烟气抽吸口连接相通, 下侧入风口与大气连接相通, 左 侧出口与所述抽热风机入口连接相通; 所述抽热风机出口与所述风粉混合器进 风口连接相通; 所述风粉混合器的进料口与所述下粉机出料口 连接; 所述风粉 混合器的出口经管道与所述喷嘴连接相通; 冷空气和来自炉膛的高温烟气在所 述抽热风机中混合形成热流体后进入所述混合 器; 热流体和粉料在所述混合器 中均匀混合后再经管道进入所述喷嘴。

[0017] 所述喷嘴出口处设置有用于分散粉料的锥体, 所述喷嘴喷出的粉料颗粒度分布 为: 0.1mm粉料颗粒占 80% , 0.2mm粉料颗粒占 20%。

[0018] 其中, 硅矿石和煤炭比例为 1: 2〜3; 硅矿石和煤炭在所述破碎机中被破碎成 5 〜6mm的颗粒; 硅矿石和煤炭在所述磨机中被磨制成 0.1mm〜0.2min的粉料。

[0019] 与现有技术相比, 本发明具有的优点和有益技术效果如下: 将硅矿石与煤炭按 比例进行混合燃烧产生的热量使硅矿石熔融, 可以有效的节约能源; 余热回收 后用来助燃发电和进行物料干燥, 可以回收 80%以上排放余热, 可以有效降 ί氐 成本, 节约能耗; 采用高温烟气和冷空气混合气使来输送物料并 燃烧, 氧气含 量 ί氐, 氮氧化物污染排放总量大为降 ί氐: 由于利用烟气余热从而节约了大量的 燃料, 主要污染物排放总量也大为降 ί氐。

[0020] 【附图说明】

[0021] 图 1为本发明一种硅矿石熔融发电系统的系统框 图。

[0022] 〖具体实施方式】

[0023] 以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细 的描述说明。

[0024] 一种硅矿石熔融发电系统, 如图 1所示, 包括炉体、 烟气管道 (烟道) 、 高温 余热利用子系统、 余热发电子系统、 ί氐温余热利用子系统、 硅矿石煤炭混合破 碎子系统和粉料输送子系统等。 所述烟气管道连接于所述炉体的底部右边侧壁 上以将所述炉体的炉膛内产生的烟气排出至烟 囱; 所述烟气管道的烟气流动方 向依次布置有高温余热利用子系统、 余热发电子系统、 ί氐温余热利用子系统。 所述硅矿石煤炭混合破碎子系统布置在所述炉 体左边一侧, 将硅矿石和煤炭按 比例磨制成混合粉料; 所述硅矿石煤炭混合破碎子系统下端与所述粉 料输送子 系统上端相连接。 所述粉料输送子系统布置在所述硅矿石煤炭混 合破碎子系统 下端通过管道连接于所述炉体的底部左边侧壁 上, 粉料输送子系统的另一出口 端通过管道与所述炉体上端的喷嘴相连接。

[0025] 其中, 所述炉体包括圆柱形炉膛; 所述炉体的顶端壁上布置有喷嘴; 所述炉体 的右侧上壁间隔布置有切向风口; 在所述炉体的底部左侧端壁上布置有烟气吸 口, 并通过连接管道与粉料输送子系统连接相通; 所述烟气管道连接于炉体的 底部右侧端壁上以将所述炉膛内产生的烟气排 出至烟肉。 硅矿石与煤混合物在 炉体的炉膛内燃烧, 将硅矿石熔融后流入熔池中备用。

[0026] 所述高温余热利用子系统由设置于所述烟气管 道的上游位置处的所述高温换热 器和助燃风机组成, 所述高温换热器安装在所述烟气管道上, 所述助燃风机与 所述高温换热器一端连接, 所述高温换热器的另一端与炉体的切向进风口 连接 , 为炉体提供温度可高达 1200摄氏度的助燃空气。 所述高温换热器具有烟气流 路和流体流路, 所述高温换热器可以由陶瓷换热管构成, 来自于所述助燃风机 的环境空气通过管线进入所述高温换热器的流 体流路并在所述高温换热器中由 2 0摄氏度预热到 1200摄氏度后, 通过管线输送至所述炉体右侧上壁的切向风口 , 再进入所述圆柱形炉膛助燃; 烟气温度由 1850摄氏度下降到 950摄氏度后进入中 温换热器。

[0027] 所述余热发电子系统包括设置于所述烟气管道 的中游位置处的中温换热器, 所 述中温换热器位于烟气管道内并具有烟气流路 和水流路, 并且所述余热发电子 系统还包括涡轮发电机、 螺杆发电机和水泵, 其中, 所述中温换热器的流体流 路的出口、 所述涡轮发电机、 所述螺杆发电机、 所述水泵、 所述中温换热器的 流体流路的入口通过管线依次连接形成水循环 回路, 进行二级发电。 从中温换 热器出来的温度在 450摄氏度, 压力在 3.9Mpa的高温热水通过涡轮发电机进行第 一次发电; 温度降温到 140摄氏度, 压力为 0.5Mpa进入螺杆发电机进行二次发电 , 出来的水温度为 70摄氏度, 压力为 O.lMpa后进入中温换热器进行换热。

[0028] 所述 ί氐温余热利用子系统包括设置于所述烟气管 的下游位置处的 ί氐温换热 器, 干燥风机、 电气除尘器和所述第一引风机, 然后在所述第一引风机抽吸作 用下进入所述电气除尘器; 所述电气除尘器通过第一引风机及管道与第一 烟囱 相连接。

[0029] 所述硅矿石煤炭混合破碎输送系统包括硅矿石 螺杆送料机、 煤炭螺杆送料机、 破碎机、 粉碎机、 粉料仓、 下粉机、 布袋除尘器、 第二引风机和第二烟肉; 硅 矿石和煤炭由所述硅矿石螺杆送料机、 所述煤炭螺杆送料机通过管道送入所述 破碎机入口; 硅矿石和煤炭在所述破碎机中被破碎成颗粒后 由所述破碎机出口 通过管道送入所述磨机入料口; 所述磨机的入风口与干燥风机连接, 入料口与 所述破碎机相连接, 出料口与所述粉料仓相连接, 出风口与所述布袋除尘器相 连接; 硅矿石和煤炭的混合物在所述磨机中被磨制成 粉料后经过所述磨机出料 口进入所述粉料仓; 所述粉料仓上部与粉碎机出料口连接, 下部与所述下粉机 入料口连接; 所述布袋除尘器通过第二弓 I风机及管道与第二烟肉相连接。

[0030] 所述粉料输送子系统还包括空气混合器、 抽热风机、 风粉混合器; 所述空气混 合器右侧入风口与炉膛烟气抽吸口连接相通, 下侧入风口与大气连接相通, 左 侧出口与所述抽热风机入口连接相通; 所述抽热风机出口与所述风粉混合器进 风口连接相通; 所述风粉混合器的进料口与所述下粉机出料口 连接; 所述风粉 混合器的出口经管道与所述喷嘴连接相通; 冷空气和来自炉膛的高温烟气在所 述抽热风机中混合形成热流体后进入所述混合 器; 热流体和粉料在所述混合器 中均匀混合后再经管道进入所述喷嘴。

[0031] 所述喷嘴出口处设置有用于分散粉料的锥体, 所述喷嘴喷出的粉料颗粒度分布 为: 0.1mm粉料颗粒占 80% , 0.2mm粉料颗粒占 20%。

[0032] 其中, 硅矿石和煤炭比例为 1: 2〜3; 硅矿石和煤炭在所述破碎机中被破碎成 5 〜6mm的颗粒; 硅矿石和煤炭在所述磨机中被磨制成 0.1mm〜0.2min的粉料。

[0033] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例, 应当理解, 本领域的普通技术无需 创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多 修改和变化。 因此, 凡本技术领 域中技术人员依本发明构思在现有技术基础上 通过逻辑分析、 推理或者根据有 限的实验可以得到的技术方案, 均应该在由本权利要求书所确定的保护范围之 中。 技术问题

问题的解决方案

发明的有益效果