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烟气余热回收

从各种冶金炉排出的高温烟气往往带走炉子供热量的20~50%。冶金炉烟气和被预热介质的流动方向相反,可较充分地利用烟气余热,达到较高的预热温度,器壁需用耐热材料制成。

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从各种冶金炉排出的高温烟气往往带走炉子供热量的20~50%。冶金炉烟气和被预热介质的流动方向相反,可较充分地利用烟气余热,达到较高的预热温度,器壁需用耐热材料制成。


简介

由于能源紧张,随着节能工作进一步开展。各种新型,节能先进炉型日趋完善,且采用新型耐火纤维等优质保温材料后使得炉窑散热损失明显下降。采用先进的燃烧装置强化了燃烧,降低了不完全燃烧量,空燃比也趋于合理。然而,降低排烟热损失和回收烟气余热的技术仍进展不快。为了进一步提高窑炉的热效率,达到节能降耗的目的,回收烟气余热也是一项重要的节能途径。

烟气是一般耗能设备浪费能量的主要途径,比如锅炉排烟耗能大约在15%,而其他设备比如印染行业的定型机、烘干机以及窑炉等主要耗能都是通过烟气排放。烟气余热回收主要是通过某种换热方式将烟气携带的热量转换成可以利用的热量。



方法

烟气余热回收途径通常采用二种方法:一种是预热工件;二种是预热空气进行助燃。烟气预热工件需占用较大的体积进行热交换,往往受到作业场地的限制(间歇使用的炉窑还无法采用此种方法)。预热空气助燃是一种较好的方法,一般配置在加热炉上,也可强化燃烧,加快炉子的升温速度,提高炉子热工性能。这样既满足工艺的要求,最后也可获得显著的综合节能效果。

此外国内从五十年代开始在工业炉窑上采用预热空气的预热器,其中主要形式为管式、圆筒辐射式和铸铁块状等形式换热器,但交换效率较低。八十年代,国内先后研制了喷流式,喷流辐射式,复台式等换热器,主要解决中低温的余热回收。在100度以下烟气余热回收中取得了显着的效果,提高了换热效率。但在高温下仍因换热器的材质所限,使用寿命低,维修工作量大或固造价昂贵而影响推广使用。

21世纪初国内研制出了陶瓷换热器。其生产工艺与窑具的生产工艺基本相同,导热性与抗氧化性能是材料的主要应用性能。它的原理是把陶瓷换热器放置在烟道出口较近,温度较高的地方,不需要掺冷风及高温保护,当窑炉温度1250-1450℃时,烟道出口的温度应是1000-1300℃,陶瓷换热器回收余热可达到450-750℃,将回收到的的热空气送进窑炉与燃气形成混合气进行燃烧,可节约能源35%-55%,这样直接降低生产成本,增加经济效益。

陶瓷换热器在金属换热器的使用局限下得到了很好的发展,因为它较好地解决了耐腐蚀,耐高温等课题,成为了回收高温余热的最佳换热器。经过多年生产实践,表明陶瓷换热器效果很好。它的主要优点是:导热性能好,高温强度高,抗氧化、抗热震性能好。寿命长,维修量小,性能可靠稳定,操作简便。是回收高温烟气余热的最佳装置。陶瓷换热器可以用于冶金、有色、耐材、化工、建材等行业主要热工窑炉。


烟气余热回收的其它方式

1.余热回收器(气-水)

热管余热回收器是燃煤、油、气锅炉专用设备,安装在锅炉烟口,回收烟气余热加热生活用水或锅炉补水。其构造:下部是烟道,上部为水箱,中间有隔板。顶部有安全阀、压力表、温度表接口,水箱有进出水和排污口。工作时,烟气流经热管余热回器烟道冲刷热管下端,热管吸热后将热量导至上端,热管上端放热将水加热。为了防止堵灰和腐蚀,余热回收器出口烟气温度一般控制在露点以上,即燃油、燃煤锅炉排烟温度≮130℃,燃气锅炉排烟温度≮100℃,节约燃料4-18%。

2.余热回收器(气-气)

热管余热回收器是燃油、煤、气锅炉专用设备,安装在锅炉烟口或烟道中,将烟气余热回收后加热空气,热风可用作锅炉助燃和干燥物料。其构造:四周管箱,中间隔板将两侧通道隔开,热管为全翅片管,单根热管可更换。工作时,高温烟气从左侧通道向上流动冲刷热管,此时热管吸热,烟气放热温度下降。热管将吸收的热量导致右端,冷空气从右侧通道向下逆向冲刷热管,此时热管放热,空气吸热温度升高。余热回收器出口烟气温度不低于露点。

3、余热氨水吸收制冷

以氨为制冷剂,以水为吸收剂实现溶液循环的吸收制冷机组为氨水吸收制冷机组,由于采用氨作为制冷剂,制冷温度范围从-30到5度,应用范围很广泛。余热回收制冷可以用作空调或工业冷源 。


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