一种碳酸锂生产工艺用热电能源的热电联供系统的制作方法

1.本实用新型涉及锂盐生产中热电运行保障的技术领域，具体涉及一种碳酸锂生产工艺用热电能源的热电联供系统。


背景技术：

2.高能锂电池的比能量是镍氢电池、镍镉电池的3倍，是铅酸电池的2倍。随着全球新能源热潮，碳酸锂及其制备已受广泛关注，对碳酸锂行业的节能环保改造迫在眉睫。
3.传统的碳酸锂生产工艺中，不管是硫酸法或者卤化法其生产中主要能耗为电能和热能，热能主要用于碳酸锂生产工艺中的干燥工艺和蒸发浓缩工艺中，该系统此两段工艺中热电消耗比较大，优化能源系统迫在眉睫。传统的干燥工艺中，一般是通过热风炉来提供烘干用热空气，热风炉的理论燃烧温度约为1800℃，热风炉需要掺入大量的冷风，满足230℃烘干所需热风温度，导致系统热效率低、经济效益差；同时在浓缩工艺段，一般所用热能为8bar左右的饱和蒸汽，该蒸汽传统是由锅炉来提供；电力全部依靠市政电网，依赖性大，受外界干扰能力弱。该分供模式造成了大量的能源浪费且系统设备较冗余。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种碳酸锂生产工艺用热电能源的热电联供系统。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种碳酸锂生产工艺用热电能源的热电联供系统，包括燃气轮机，所述燃气轮机入口连接燃气管道，燃气轮机发电机组的余热烟气出口与三通阀入口连接，所述三通阀一端连接余热锅炉、mvr浓缩蒸发器，另一端连接配风装置，配风装置另一端连接到旋转闪蒸干燥机，所述旋转闪蒸干燥机另一端与脉冲布袋除尘器连接，脉冲布袋除尘器另一端与风机连接，风机另一端连接到主路烟囱。
7.进一步地，所述燃气轮机输出功率为2000kw，燃气轮机发电机组出口排烟烟气温度为573℃，最大热功率为5299kw；
8.所述余热锅炉输入最大热功率为6t/h，热功率与燃气轮机负载率及旋转闪蒸干燥机给料量直接相关；
9.所述配风装置开度为1～60％；
10.所述旋转闪蒸干燥机输入最大热功率为3277kw，进口的烘干烟气温度为230℃，给料量为25t/h，所需热风量为80000nm3/h；
11.所述脉冲布袋除尘器入口烟气温度为120℃，过滤风量为9000
‑
85000nm3/h；所述风机风量为9000
‑
85000nm3/h；
12.所述主路烟囱抽力为70pa。
13.进一步地，所述燃气轮机发电机组的出口连接到并网柜入口，并网柜出口连接至母排；所述燃气轮机的电功率为2000kw，并网电压为0.4kv～10.5kv。
14.进一步地，所述燃气轮机发电机组的余热烟气出口利用通截面积为1m2、开度为100％的阀门连接到旁路烟囱。
15.进一步地，燃气轮机发电机组为所述碳酸锂生产工艺供能。
16.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
17.与传统的、单一的电、热分供能源利用系统相比，本实用新型所公开的用于碳酸锂干燥的燃气轮机热电联供系统的切入将极大的改善能源利用模式，提高能源综合利用效率，即一方面燃气通入燃气轮机高温段进行发电，产生高品质电能满足工艺生产使用，另一方面低温段通过掺入少量冷风或者通过余热转换设备转化为工艺所需的低温段蒸汽，提高能源综合利用率，进而极大降低企业的运行成本，提高企业的经济效益；本系统可产生自发自用的电力，其作为主电源，市电作为备用机补充电源，可以有效减少对于大电网的依赖性，抗干扰性强，安全稳定性能够得到提升。
附图说明
18.图1表示本实用新型的结构示意图；
19.其中图中:1、燃气轮机；2、并网柜；3、母排；4、三通阀；5、余热锅炉；6、mvr浓缩蒸发器；7、配风装置；8、旋转闪蒸干燥机；9、脉冲布袋除尘器；10、风机；11、主路烟囱；12、阀门；13、旁路烟囱；14、燃气管道。
具体实施方式
20.下面结合附图详细说明本实用新型的实施方式。
21.如图1所示，本实用新型所示出的一种碳酸锂生产工艺用热电能源的热电联供系统，燃气经燃气管道14接入燃气轮机1发电机组入口，燃气轮机1发电机组所发电力经过并网柜2连到母排3上，优选地，燃气轮机1的电功率为2000kw，其并网电压为0.4kv
‑
10.5kv。
22.燃气轮机1发电机组的出口排烟烟气是温度为573℃，热功率为5299kw高温烟气。高温烟气结合碳酸锂热利用的生产工艺，经过三通阀4调节进入余热锅炉5及旋转闪蒸干燥机8的烟气量，平衡系统的热利用情况。本系统高温烟气通过三通阀4调节控制系统，优选满足旋转闪蒸干燥机8所需的热风量为80000nm3/h。
23.燃气轮机1带速后，打开配风装置7，开启风机10，开始向旋转闪蒸干燥机8内加入含水率为15％的碳酸锂湿料，同时逐渐加大旋转闪蒸干燥机8的给料量，此时工作中的燃气轮机1逐渐升负荷；碳酸锂中水分遇热，烟气蒸发，碳酸锂湿料变成粉态随气流流向脉冲布袋除尘器9，其中的碳酸锂干料被过滤捕捉，残余的烟气经风机10和主路烟囱11排空；掺混后的空气温度直接决定了烘干工艺的经济性和节能性，在进入脉冲布袋除尘器9前的温度在碳酸锂产量变化时对燃气轮机1的功率和风机10的频率反馈调节，同时设置150℃的高温限制，避免脉冲布袋除尘器9因为烟温过热而烧坏。
24.工作时可以实现燃气轮机1、风机10和碳酸锂给料的稳定协调的联动，燃气轮机1输出功率为2000kw，旋转闪蒸干燥机8的给料量为25t/h，旋转闪蒸干燥机8进口的烘干烟气温度230℃，烘干碳酸锂后碳酸锂粉末进入脉冲布袋除尘器9的烟气温度120℃，所述的旋转闪蒸干燥机8最大热功率为3277kw，可满足25t/h的给料量，脉冲布袋除尘器9最大过滤风量为85000nm3/h，风机10的风量为85000nm3/h，主路烟囱11最大抽力70pa；三通阀4的烟气出口
至旋转闪蒸干燥机8烟气的进口之间的管道上，设置有用管道连接的配风装置7，其通过监测旋转闪蒸干燥机8内热风温度及燃气轮机1发电机组排烟温度，及时准确的调节配风装置7的配风量，配风装置7的流通截面积设置为0.5m2、开度为1～60％，其开度随着燃气轮机负载率及碳酸锂产品的产量、含湿量等指标的变化而变化。
25.本系统中高温烟气通过三通阀4进入余热锅炉5转化为mvr浓缩蒸发器6所需蒸汽，其余热锅炉最大输入热功率为6t/h，与燃气轮机1负载率及旋转闪蒸干燥机8给料量联动。本系统优先满足旋转闪蒸干燥机8的热功率需求。
26.本系统设置通截面积为1m2、开度为100％的阀门12，当后端热利用设备故障时，烟气通过阀门12排入旁路烟囱13以保障系统的安全可靠。
27.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种碳酸锂生产工艺用热电能源的热电联供系统，其特征在于：包括燃气轮机(1)，所述燃气轮机(1)入口连接燃气管道，燃气轮机(1)发电机组的余热烟气出口与三通阀(4)入口连接，所述三通阀(4)一端连接余热锅炉(5)、mvr浓缩蒸发器(6)，另一端连接配风装置(7)，配风装置(7)另一端连接到旋转闪蒸干燥机(8)，所述旋转闪蒸干燥机(8)另一端与脉冲布袋除尘器(9)连接，脉冲布袋除尘器(9)另一端与风机(10)连接，风机(10)另一端连接到主路烟囱(11)。2.根据权利要求1所述的一种碳酸锂生产工艺用热电能源的热电联供系统，其特征在于：所述燃气轮机(1)输出功率为2000kw，燃气轮机(1)发电机组出口排烟烟气温度为573℃，最大热功率为5299kw；所述余热锅炉(5)输入最大热功率为6t/h，热功率与燃气轮机(1)负载率及旋转闪蒸干燥机(8)给料量直接相关；所述配风装置(7)开度为1～60％；所述旋转闪蒸干燥机(8)输入最大热功率为3277kw，进口的烘干烟气温度为230℃，给料量为25t/h，所需热风量为80000nm3/h；所述脉冲布袋除尘器(9)入口烟气温度为120℃，过滤风量为9000
‑
85000nm3/h；所述风机(10)风量为9000
‑
85000nm3/h；所述主路烟囱(11)抽力为70pa。3.根据权利要求1所述的一种碳酸锂生产工艺用热电能源的热电联供系统，其特征在于：所述燃气轮机(1)发电机组的出口连接到并网柜(2)入口，并网柜(2)出口连接至母排(3)；所述燃气轮机(1)的电功率为2000kw,并网电压为0.4kv～10.5kv。4.根据权利要求1所述的一种碳酸锂生产工艺用热电能源的热电联供系统，其特征在于：所述燃气轮机(1)发电机组的余热烟气出口利用通截面积为1m2、开度为100％的阀门(12)连接到旁路烟囱(13)。5.根据权利要求1至4任意一项所述的一种碳酸锂生产工艺用热电能源的热电联供系统，其特征在于：燃气轮机(1)发电机组为所述碳酸锂生产工艺供能。

技术总结
本实用新型涉及锂盐生产中热电运行保障的技术领域，特别涉及一种碳酸锂生产工艺用热电能源的热电联供系统,包括燃气轮机，燃气轮机入口连接燃气管道，燃气轮机发电机组的余热烟气出口与三通阀入口连接，三通阀一端连接余热锅炉、MVR浓缩蒸发器，另一端连接配风装置，配风装置另一端连接到旋转闪蒸干燥机，旋转闪蒸干燥机另一端与脉冲布袋除尘器连接，脉冲布袋除尘器另一端与风机连接，风机另一端连接到主路烟囱。本实用新型所公开的碳酸锂生产工艺用热电能源的热电联供系统的切入将改善能源利用形式，提高能源综合利用率，降低企业成本；本系统可产生自发自用的电力作为主电源，市电作为备用机补充电源，可以减少对于电网的依赖性。性。性。


技术研发人员：魏子萱 刘志杰 徐毅 魏秀秀
受保护的技术使用者：无锡欧谱纳燃气轮机科技有限公司
技术研发日：2021.01.28
技术公布日：2021/10/8