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1、(10)申请公布号 CN 103880101 A (43)申请公布日 2014.06.25 CN 103880101 A (21)申请号 201410056931.3 (22)申请日 2014.02.19 C02F 1/16(2006.01) C02F 103/08(2006.01) (71)申请人 首钢京唐钢铁联合有限责任公司 地址 063200 河北省唐山市曹妃甸工业区 (72)发明人 李杨 吴礼云 汪洪涛 王铁民 王涛 陈素君 (74)专利代理机构 北京华沛德权律师事务所 11302 代理人 刘杰 (54) 发明名称 高炉冲渣水余热实现低温多效海水淡化生产 的系统及工艺 (57) 摘要 。
2、本发明涉及高炉冲渣水余热实现低温多效 海水淡化生产的系统及工艺， 该系统包括 ： 冲渣 水热量提取系统、 低温多效海水淡化制水系统 ； 冲渣水热量提取系统包括 ： 冲渣池、 换热器、 保 温水箱、 集水罐、 第一除盐水泵、 热水泵 ； 低温多 效海水淡化制水系统包括 ： 闪蒸器、 增压器、 余热 锅炉、 低温多效海水淡化装置。该系统能将低温 余热资源转化成低品质蒸汽， 并将低品质蒸汽与 LT-MED 海水淡化结合， 大幅度降低低温多效海水 淡化的制水成本。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利。
3、要求书2页 说明书5页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103880101 A CN 103880101 A 1/2 页 2 1. 高炉冲渣水余热实现低温多效海水淡化生产的系统， 其特征在于， 包括 ： 冲渣水热量提取系统、 低温多效海水淡化制水系统 ； 所述冲渣水热量提取系统包括 ： 冲渣池 （5） 、 换热器 （6） 、 保温水箱 （16） 、 集水罐 （11） 、 第一除盐水泵 （8） 、 热水泵 （17） ； 所述换热器 （6） 置于所述冲渣池 （5） 中 ； 所述换热器 （6） 、 保温水箱 （16） 、 热水泵 （17） 、 集水罐 （11） 、 第一除盐水泵 （8） 依次连通。
4、形成一个循环系统 ； 所述低温多效海水淡化制水系统包括 ： 闪蒸器 （12） 、 增压器 （13） 、 余热锅炉 （14） 、 低温 多效海水淡化装置 （24） ； 所述闪蒸器 （12） 设置在所述集水罐 （11） 中 ； 所述闪蒸器 （12） 与 所述增压器 （13） 连通 ； 所述余热锅炉 （14） 与所述增压器 （13） 和保温水箱 （16） 同时连通 ； 所述增压器 （13） 的出口与所述低温多效海水淡化装置 （24） 连通。 2. 根据权利要求 1 所述的系统， 其特征在于， 还包括 ： 冲渣水系统 ； 所述冲渣水系统包括 ： 循环水泵 （2） 、 冷却塔 （4） 、 过滤器 （7）。
5、 、 电动三通阀 （3） ； 所述过 滤器 （7） 出口连接到所述冲渣池 （5） ； 所述循环水泵 （2） 的进口连接到所述冲渣池 （5） ； 所述循环水泵 （2） 、 冷却塔 （4） 及过滤器 （7） 通过所述电动三通阀 （3） 连接在一起。 3. 根据权利要求 1 所述的系统， 其特征在于 ： 所述冲渣水热量提取系统还包括 ： 电子阻垢仪 （10） 及和除盐水管 ； 所述电子阻垢仪 （10） 设置在所述集水罐 （11） 的出口和第一除盐水泵 （8） 的进口之间 ； 所述换热器 （6） 、 保温水箱 （16） 、 热水泵 （17） 、 集水罐 （11） 、 第一除盐水泵 （8） 通过除盐水管。
6、 依次连通。 4. 根据权利要求 1 所述的系统， 其特征在于 ： 所述冲渣水热量提取系统还包括 ： 冲渣闪蒸蒸汽管路 （19） 和第二电动调节阀 （18） ； 所述冲渣闪蒸蒸汽管 （19） 与所述保温水箱 （16） 连通 ； 所述第二电动调节阀 （18） 设置 在所述冲渣闪蒸蒸汽管 （19） 中。 5. 根据权利要求 1 所述的系统， 其特征在于 ： 所述低温多效海水淡化制水系统还包括 ： 第一电动调节阀 （15） 、 第三电动调节阀 （25） 、 负压蒸汽管 （22） 及中压蒸汽管 （21） ； 所述余热锅炉 （14） 通过所述中压蒸汽管 （21） 与所述增压器 （13） 和保温水箱 （1。
7、6） 连 通 ； 所述余热锅炉 （14） 与所述增压器 （13） 之间设置所述第三电动调节阀 （25） ； 所述余热锅 炉 （14） 与所述保温水箱 （14） 之间设置所述第一电动调节阀 （15） ； 所述闪蒸器 （12） 通过所述负压蒸汽管 （22） 连接到所述增压器 （13） 上。 6. 根据权利要求 1、 3 或 4 任一项所述的系统， 其特征在于， 还包括 ： 温度监测装置 ； 所述温度监测装置设置在所述保温水箱 （16） 上 ； 所述温度监测装置与所述第一电动 调节阀 （15） 和第二电动调节阀 （18） 之间设置逻辑控制电路， 所述逻辑控制电路能控制调 节阀的开启或关闭。 7. 根。
8、据权利要求 1 所述的系统， 其特征在于 ： 所述低温多效海水淡化制水系统还包 括 ： 第二除盐水泵 （20） 、 冷凝水泵 （23） 、 除盐水管网及冷凝水管网 ； 所述第二除盐水泵 （20） 通过所述除盐水管网连接到所述低温多效海水淡化装置 （24） 权 利 要 求 书 CN 103880101 A 2 2/2 页 3 上 ； 所述冷凝水泵 （23） 通过所述冷凝水管网连接到所述低温多效海水淡化装置 （24） 上。 8. 高炉冲渣水余热实现低温多效海水淡化生产的工艺， 其特征在于， 包括以下步骤 ： 步骤 1 ： 产生高炉冲渣水及冲渣蒸汽 ； 将红渣沿沟道进入权利要求 1 所述的冲渣池 （。
9、5） 中， 产生温度为 85左右的冲渣水以及部分常压冲渣蒸汽 ； 步骤2 ： 提取冲渣水热量 ； 权利要求1所述的冲渣水热量提取系统将冲渣水热量提取出 来， 产生 90的高温除盐水和 45左右的冲渣水 ； 步骤 3 ： 制备 0.025Mpa 的饱和蒸汽 ； 权利要求 1 所述低温多效海水淡化制水系统中的 闪蒸器 （12） 运用 90的高温除盐水制备出 0.025Mpa 的饱和蒸汽 ； 步骤 4 ： 低压蒸汽加压 ； 权利要求 1 所述的增压器 （13） 将 0.025Mpa 的饱和蒸汽加压， 产生 0.035Mpa 的 74蒸汽 ； 步骤 5 ： 将 0.035Mpa 的 74蒸汽供低温多效。
10、海水淡化第一效使用 ； 生成除盐水和冷凝 水。 9. 根据权利要求 8 所述的工艺， 其特征在于 ： 所述工艺通过权利要求 1 7 任一项所 述高炉冲渣水余热实现低温多效海水淡化生产的系统中的装置实现。 权 利 要 求 书 CN 103880101 A 3 1/5 页 4 高炉冲渣水余热实现低温多效海水淡化生产的系统及工艺 技术领域 0001 本发明涉及余能余热资源综合利用技术领域， 特别涉及高炉冲渣水余热实现低温 多效海水淡化生产的系统及工艺。 背景技术 0002 高炉是钢铁企业的核心设备， 其冶炼过程中产生约 1300的热态红渣， 每千克红 渣蕴含 959.85kJ/kg 热量。高炉渣铁比。
11、为 1:4， 则日产 5000 吨铁的高炉会产生 1250 吨红 渣， 携带热量相当于 41 吨标煤。 0003 红渣沿沟道进入冲渣池， 与冲渣水快速接触温度骤降， 被破碎成细小渣粒， 冲渣水 温度被加热到 85左右， 同时产生一部分常压的冲渣蒸汽。在未利用冲渣水余热资源的情 况下， 冲渣水被送入冷却塔降温冷却至 45， 再次送到渣沟冲渣， 而冲渣蒸汽则排入大气 中。此循环造成余热资源浪费。 0004 “热法” 低温多效海水淡化 （LT-MED） 技术近年来发展迅速， 其关键因素是能够直接 使用低品质蒸汽作为海水淡化的加热热源， 达到利用 LT-MED 装置进行海水淡化的目的。由 于低品质蒸汽。
12、资源有限， 目前， LT-MED 海水淡化装置多利用高品质中压蒸汽经减温减压后 降低其品质再供入 LT-MED 使用， 此流程不仅存在能级的浪费， 还造成海水淡化生产成本过 高。 发明内容 0005 为解决上述问题， 本发明提供了一种能利用低温余热资源生产低品质蒸汽的系统 和工艺， 同时能将低品质蒸汽与 LT-MED 海水淡化结合， 大幅度降低低温多效海水淡化的制 水成本的高炉冲渣水余热实现低温多效海水淡化生产的系统及工艺。 0006 本发明提供的高炉冲渣水余热实现低温多效海水淡化生产的系统包括 ： 0007 冲渣水热量提取系统、 低温多效海水淡化制水系统 ； 0008 所述冲渣水热量提取系统。
13、包括 ： 冲渣池、 换热器、 保温水箱、 集水罐、 第一除盐水 泵、 热水泵 ； 所述换热器置于所述冲渣池中 ； 所述换热器、 保温水箱、 热水泵、 集水罐、 第一 除盐水泵依次连通形成一个循环系统 ； 0009 所述低温多效海水淡化制水系统包括 ： 闪蒸器、 增压器、 余热锅炉、 低温多效海水 淡化装置 ； 所述闪蒸器设置在所述集水罐中 ； 所述闪蒸器与所述增压器连通 ； 所述余热锅 炉与所述增压器和保温水箱同时连通 ； 所述增压器的出口与所述低温多效海水淡化装置连 通。 0010 作为优选， 还包括 ： 冲渣水系统 ； 0011 所述冲渣水系统包括 ： 循环水泵、 冷却塔、 过滤器、 电动。
14、三通阀 ； 所述过滤器出口 连接到所述冲渣池 ； 所述循环水泵的进口连接到所述冲渣池 ； 0012 所述循环水泵、 冷却塔及过滤器通过电动三通阀连接在一起。 0013 作为优选， 所述冲渣水热量提取系统还包括 ： 电子阻垢仪及和除盐水管 ； 说 明 书 CN 103880101 A 4 2/5 页 5 0014 所述电子阻垢仪设置在所述集水罐的出口和第一除盐水泵的进口之间 ； 所述换热 器、 保温水箱、 热水泵、 集水罐、 第一除盐水泵通过除盐水管依次连通。 0015 作为优选， 所述冲渣水热量提取系统还包括 ： 冲渣闪蒸蒸汽管路和第二电动调节 阀 ； 0016 所述冲渣闪蒸蒸汽管与所述保温水。
15、箱连通 ； 所述第二电动调节阀设置在所述冲渣 闪蒸蒸汽管中。 0017 作为优选， 所述低温多效海水淡化制水系统还包括 ： 第一电动调节阀、 第三电动调 节阀、 负压蒸汽管及中压蒸汽管 ； 0018 所述余热锅炉通过所述中压蒸汽管与所述增压器和保温水箱连通 ； 所述余热锅炉 与所述增压器之间设置所述第三电动调节阀 ； 所述余热锅炉与所述保温水箱之间设置所述 第一电动调节阀 ； 0019 所述闪蒸器通过所述负压蒸汽管连接到所述增压器上。 0020 作为优选， 还包括 ： 温度监测装置 ； 0021 所述温度监测装置设置在所述保温水箱上 ； 所述温度监测装置与所述第一电动调 节阀和第二电动调节阀之。
16、间设置逻辑控制电路， 所述逻辑控制电路能控制调节阀的开启或 关闭。 0022 作为优选， 所述低温多效海水淡化制水系统还包括 ： 0023 第二除盐水泵、 冷凝水泵、 除盐水管网及冷凝水管网 ； 0024 所述第二除盐水泵通过所述除盐水管网连接到所述低温多效海水淡化装置上 ； 0025 所述冷凝水泵通过所述冷凝水管网连接到所述低温多效海水淡化装置上。 0026 本发明提供的高炉冲渣水余热实现低温多效海水淡化生产的工艺包括以下步 骤 ： 0027 步骤 1 ： 产生高炉冲渣水及冲渣蒸汽 ； 将红渣沿沟道进入所述的冲渣池中， 产生温 度为 85左右的冲渣水以及部分常压冲渣蒸汽 ； 0028 步骤 。
17、2 ： 提取冲渣水热量 ； 所述的冲渣水热量提取系统将冲渣水热量提取出来， 产 生 90的高温除盐水和 45左右的冲渣水 ； 0029 步骤 3 ： 制备 0.025Mpa 的饱和蒸汽 ； 所述低温多效海水淡化制水系统中的闪蒸器 运用 90的高温除盐水制备出 0.025Mpa 的饱和蒸汽 ； 0030 步骤 4 ： 低压蒸汽加压 ； 所述的增压器将 0.025Mpa 的饱和蒸汽加压， 产生 0.035Mpa 的 74蒸汽 ； 0031 步骤 5 ： 将 0.035Mpa 的 74蒸汽供低温多效海水淡化第一效使用 ； 生成除盐水和 冷凝水。 0032 作为优选， 所述工艺通过所述高炉冲渣水余热实。
18、现低温多效海水淡化生产的系统 中的装置实现。 0033 本发明提供的高炉冲渣水余热实现低温多效海水淡化生产的系统通过设置冲渣 水系统、 冲渣水热量提取系统将红渣产生的低温余热资源利用起来生成了低品质的蒸汽。 通过闪蒸器和增压器将低压蒸汽加压生成低温多效海水淡化系统所需的 0.035Mpa， 74的 蒸汽， 使得低温多效海水淡化系统的制水成本大幅度降低， 在降低能耗方面具有显著效果。 通过设置保温水箱的温度监测装置及监测装置与电动调节阀之间运用逻辑控制电路， 能够 说 明 书 CN 103880101 A 5 3/5 页 6 有效的克服冲渣水余热资源不连续造成的低温多效海水淡化系统生产过程中供水。
19、波动的 问题。 通过设置冲渣水热量提取系统能够长期不间断的将冲渣水温度降低到45即满足再 次冲渣的水温要求， 这样能够省掉通过冷却塔冷却冲渣水的工艺过程继而降低了冷却系统 的电能消耗同时又实现余热资源的充分利用。 0034 本发明提供的高炉冲渣水余热实现低温多效海水淡化生产的工艺能实现利用红 渣进入冲渣水后产生的高温冲渣水的余热资源的充分利用， 同时使用余热资源产生的低品 质蒸汽与 LT-MED 海水淡化结合， 大幅度降低海水淡化的制水成本， 在节能降耗方面具有显 著的效果， 工艺特别适用于沿海建设的大型钢铁、 电力企业。 附图说明 0035 图 1 为本发明实施例提供的高炉冲渣水余热实现低温。
20、多效海水淡化生产的系统 总图。 具体实施方式 0036 本发明提供的高炉冲渣水余热实现低温多效海水淡化生产的系统包括 ： 0037 冲渣水热量提取系统、 低温多效海水淡化制水系统 ； 0038 冲渣水热量提取系统包括 ： 冲渣池 5、 换热器 6、 保温水箱 16、 集水罐 11、 第一除盐 水泵8、 热水泵17 ； 换热器6置于冲渣池5中 ； 换热器6、 保温水箱16、 热水泵17、 集水罐11、 第一除盐水泵 8 依次连通形成一个循环系统。冲渣池 5 内的冲渣水先被高炉红渣将温度提 升到 85， 然后 85的冲渣水将换热器 6 内部的除盐水温度加热到 80， 然后 80的除盐 水进入到保温。
21、水箱16中， 保温水箱16中的除盐水被冲渣闪蒸蒸汽加热到90左右， 之后热 水泵 17 将 90的除盐水送入集水罐 11 中。 0039 低温多效海水淡化制水系统包括 ： 闪蒸器 12、 增压器 13、 余热锅炉 14、 低温多效海 水淡化装置 24 ； 闪蒸器 12 设置在集水罐 11 中 ； 闪蒸器 12 与增压器 13 连通 ； 余热锅炉 14 与增压器 13 和保温水箱 16 同时连通 ； 增压器 13 的出口与低温多效海水淡化装置 24 连通。 集水罐11中的闪蒸器12运用90除盐水产生0.025Mpa的饱和蒸汽， 饱和蒸汽通过负压蒸 汽管 22 进入到增压器 13 中， 借助余热锅。
22、炉 14 中少量的中压蒸汽， 制成 0.035Mpa， 74蒸 汽， 该蒸汽送入低温多效海水淡化装置 24， 供低温多效海水淡化第一效使用。 0040 其中， 还包括 ： 冲渣水系统。 0041 冲渣水系统包括 ： 循环水泵 2、 冷却塔 4、 过滤器 7、 电动三通阀 3 ； 过滤器 7 出口连 接到冲渣池 5 ； 循环水泵 2 的进口连接到冲渣池 5。 0042 循环水泵 2、 冷却塔 4 及过滤器 7 通过电动三通阀 3 连接在一起。在冲渣水余热 资源还未被利用之前， 需要冷却塔 4 工作将冲渣水冷却到 45， 而当冲渣水热量提取系统 开始工作以后， 可以省略掉冷却塔 4 的冷却工序， 。
23、这样不仅利用了余热资源同时还节约了 冷却工序的电能消耗。这里的电动三通阀 3 就可以控制冲渣水系统的循环是否经过冷却塔 4。 因为冲渣水水质极差， 氯离子含量高， 包含细小沙粒及渣棉， 容易腐蚀设备并在设备表面 结垢， 所以设置过滤器 7 将冲渣水进行一次过滤， 一定程度上改善水质。 0043 其中， 冲渣水热量提取系统还包括 ： 电子阻垢仪 10 及和除盐水管。 0044 电子阻垢仪 10 设置在集水罐 11 的出口和第一除盐水泵 8 的进口之间 ； 换热器 6、 说 明 书 CN 103880101 A 6 4/5 页 7 保温水箱16、 热水泵17、 集水罐11、 第一除盐水泵8通过除盐。
24、水管依次连通形成一个循环的 系统。设置电子阻垢仪 10 能对冲渣水热量提取系统内循环的除盐水进行水质进化， 降低除 盐水对该系统的设备的侵蚀程度， 保证该系统内循环的畅通。 0045 其中， 冲渣水热量提取系统还包括 ： 冲渣闪蒸蒸汽管路 19 和第二电动调节阀 18。 0046 冲渣闪蒸蒸汽管19与保温水箱16连通 ； 第二电动调节阀18设置在冲渣闪蒸蒸汽 管 19 中。冲渣闪蒸蒸汽管 19 将冲渣闪蒸蒸汽引入保温水箱 16 内， 进而将保温水箱 16 内 的除盐水加热到 90。第二电动调节阀 18 与温度监测装置通过逻辑控制电路连接。 0047 其中， 低温多效海水淡化制水系统还包括 ： 。
25、第一电动调节阀 15、 第三电动调节阀 25、 负压蒸汽管 22 及中压蒸汽管 21。 0048 余热锅炉 14 通过中压蒸汽管 21 与增压器 13 和保温水箱 16 连通 ； 余热锅炉 14 与 增压器 13 之间设置第三电动调节阀 25 ； 余热锅炉 14 与保温水箱 16 之间设置第一电动调 节阀 15。冲渣间歇期， 温度监测装置发出信号， 第一电动调节阀 15 自动调整开度补入保温 水箱 16， 保持正常生产负荷。 0049 闪蒸器 12 通过负压蒸汽管 22 连接到增压器 13 上。 0050 其中， 还包括 ： 温度监测装置。 0051 温度监测装置设置在所述保温水箱 16 上 。
26、； 温度监测装置与第一电动调节阀 15 和 第二电动调节阀 18 之间设置逻辑控制电路， 逻辑控制电路能控制调节阀的开启或关闭。当 保温水箱 16 中的除盐水温度达到 90后， 温度监测装置发出电信号， 控制第一电动调节阀 15 和第二电动调节阀 18 关闭 ； 反之， 则打开。 0052 其中， 低温多效海水淡化制水系统还包括 ： 0053 第二除盐水泵 20、 冷凝水泵 23、 除盐水管网及冷凝水管网。 0054 第二除盐水泵 20 通过除盐水管网连接到低温多效海水淡化装置 24 上。低温多效 海水淡化装置 24 产生的除盐水通过第二除盐水泵 20 进入除盐水管网。 0055 冷凝水泵 2。
27、3 通过冷凝水管网连接到低温多效海水淡化装置 24 上。低温多效海水 淡化装置 24 产生的冷凝水通过冷凝水泵 23 进入冷凝水管网。 0056 本发明提供的高炉冲渣水余热实现低温多效海水淡化生产的工艺包括以下步 骤 ： 0057 步骤 1 ： 产生高炉冲渣水及冲渣蒸汽 ； 将红渣沿沟道进入的冲渣池 5 中， 产生温度 为 85左右的冲渣水以及部分常压冲渣蒸汽 ； 0058 步骤 2 ： 提取冲渣水热量 ； 冲渣水热量提取系统将冲渣水热量提取出来， 产生 90 的高温除盐水和 45左右的冲渣水 ； 0059 步骤3 ： 制备0.025Mpa的饱和蒸汽 ； 低温多效海水淡化制水系统中的闪蒸器12。
28、运 用 90的高温除盐水制备出 0.025Mpa 的饱和蒸汽 ； 0060 步骤 4 ： 低压蒸汽加压 ； 增压器 13 将 0.025Mpa 的饱和蒸汽加压， 产生 0.035Mpa 的 74蒸汽 ； 0061 步骤 5 ： 将 0.035Mpa 的 74蒸汽供低温多效海水淡化第一效使用 ； 生成除盐水和 冷凝水。 0062 其中， 该工艺通过高炉冲渣水余热实现低温多效海水淡化生产的系统中的装置实 现。 说 明 书 CN 103880101 A 7 5/5 页 8 0063 本发明提供的高炉冲渣水余热实现低温多效海水淡化生产的系统通过设置冲渣 水系统、 冲渣水热量提取系统将红渣产生的低温余热。
29、资源利用起来生成了低品质的蒸汽。 通过闪蒸器和增压器将低压蒸汽加压生成低温多效海水淡化系统所需的 0.035Mpa， 74的 蒸汽， 使得低温多效海水淡化系统的制水成本大幅度降低， 在降低能耗方面具有显著效果。 通过设置保温水箱的温度监测装置及监测装置与电动调节阀之间运用逻辑控制电路， 能够 有效的克服冲渣水余热资源不连续造成的低温多效海水淡化系统生产过程中供水波动的 问题。 通过设置冲渣水热量提取系统能够长期不间断的将冲渣水温度降低到45即满足再 次冲渣的水温要求， 这样能够省掉通过冷却塔冷却冲渣水的工艺过程继而降低了冷却系统 的电能消耗同时又实现余热资源的充分利用。 0064 本发明提供的。
30、高炉冲渣水余热实现低温多效海水淡化生产的工艺能实现利用红 渣进入冲渣水后产生的高温冲渣水的余热资源的充分利用， 同时使用余热资源产生的低品 质蒸汽与 LT-MED 海水淡化结合， 大幅度降低低温多效海水淡化的制水成本， 在节能降耗方 面具有显著的效果， 工艺特别适用于沿海建设的大型钢铁、 电力企业。 0065 以上所述的具体实施方式， 对本发明的目的、 技术方案和有益效果进行了进一步 详细说明， 所应理解的是， 以上所述仅为本发明的具体实施方式而已， 并不用于限制本发 明， 凡在本发明的精神和原则之内， 所做的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明 的保护范围之内。 说 明 书 CN 103880101 A 8 1/1 页 9 图 1 说 明 书 附 图 CN 103880101 A 9 。