在工業(yè)化加快的如今,鋼鐵工業(yè)迅猛發(fā)展,不斷排放的工業(yè)廢氣、廢水、廢渣得不到有效處置與利用,致使環(huán)境污染進一步惡化。作為污染物排放大戶,鋼鐵企業(yè)擔負著重大的社會責任,打造綠色、節(jié)能、環(huán)保的鋼鐵行業(yè)刻不容緩。
近年來,圍繞鋼鐵工業(yè)余熱回收進行的研究甚多,本文以鋼鐵工業(yè)余熱資源價值、鋼鐵工業(yè)余熱回收設(shè)備及系統(tǒng)集成技術(shù)進行綜述。
1 余熱資源價值
經(jīng)調(diào)查,我國鋼鐵工業(yè)能源消耗占全國工業(yè)總能耗的 15% 左右,而能源利用率僅為30% ~ 50%。由于鋼鐵工業(yè)余熱溫度范圍較大,按溫度品位可分為:?高溫余熱、中溫余熱、低溫余熱。其中,高、中、低溫余熱回收率分別為44.1%、30.2%、1%?;厥盏匿撹F工業(yè)余熱可用于熱電廠發(fā)電、供暖或供冷、加熱熱水鍋爐回水或補水等,為鋼鐵企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。
2 余熱回收設(shè)備
鋼鐵工業(yè)工序繁多,余熱存在于各工序生產(chǎn)加工的鋼制品、鋼渣廢料及焦炭中。目前,常用的余熱回收設(shè)備包括: 熱管換熱器、間壁式換熱器、直接接觸式換熱器、復合相變換熱器等。
(1)熱管換熱器: 始發(fā)于20世紀60年代,80年代后開始在鋼鐵工業(yè)余熱回收方面迅速發(fā)展。在鋼鐵工業(yè)中,熱管換熱器技術(shù)多樣,有平板型、環(huán)路熱管技術(shù)、脈動熱管技術(shù)等,多應用于燒結(jié)機、軋鋼加熱爐、高爐熱風爐、干熄焦以及煉焦爐等工序,且應用形式多為空氣換熱器和余熱鍋爐,可根據(jù)余熱資源的數(shù)量和溫度分布水平進行選擇。
(2)間壁式換熱器: 根據(jù)使用的場合不同,可稱為加熱器、冷卻器、冷凝器、蒸發(fā)器或再沸器,按傳熱面形式可分為管式和板式換熱器,有套管式、管殼式、交叉流、板式及螺旋板式等。是用固定間壁將冷、熱兩種流體進行分隔,冷、熱兩種流體在換熱器中不直接發(fā)生接觸,而是通過間壁進行熱量交換的一種換熱器。
(3)直接接觸式換熱器: 通過將低溫水在煙氣中霧化噴淋,直接與煙氣接觸換熱,使煙氣降溫至露點溫度以下,煙氣中的水蒸氣凝結(jié)放熱,達到回收煙氣余熱及水分的目的。一般與吸收式熱泵結(jié)合應用,是一種吸收低溫煙氣余熱并轉(zhuǎn)移到高溫熱水中的一整套系統(tǒng)。同時通過對換熱后的水進行多重沉淀、加堿處理,避免了設(shè)備的腐蝕和臟堵。
(4)復合相變換熱器: 相變換熱器的相變下段由多根并聯(lián)的金屬管排束在上下端彼此連通,上下端的連通管通過上升管和下降管分別與放熱段相連,構(gòu)成一體,形成一個密閉容器。這樣,整個相變換熱器就相當于一個大熱管,并通過自動控制手段,調(diào)節(jié)放熱段被加熱工質(zhì)的流量可以較容易實現(xiàn)相變下段壁溫的整體調(diào)整,使其遠離酸露腐蝕。
3 總結(jié)
鋼鐵工業(yè)余熱資源豐富,存在于各工序中,溫度范圍較大且存在形式多樣,余熱回收存在較大的經(jīng)濟價值。上述鋼鐵工業(yè)余熱回收設(shè)備系統(tǒng)均有較寬的工作溫區(qū),具有熱阻小、傳熱快等優(yōu)點,有較強的適用性、適應性及安全可靠性。