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【余热回收】非稳态烟气温度余热回收利用
添加时间:2019-09-26

电炉、AOD炉、采矿熔炼炉和电石炉在冶炼过程中排放大量高温烟气。温度可达1000摄氏度以上,流量可达数万至数十万标准/小时。但当温度***时,可降至200℃左右,烟气量可大大减少。整个生产过程是一个周期性的过程。烟气流量和温度呈周期性波动,热输出的峰谷差可达10倍以上。这使得余热资源没有得到最有效的利用,甚至需要消耗大量的电力和循环水来降低炉温。

气化炉和余热深度回收炉将烟气温度降至200℃左右,产生饱和蒸汽供生产和生活使用;余热锅炉的对流受热面和转弯烟道具有粗除尘功能。通过上述部分的大颗粒粉尘,由于冲击和惯性分离,可沉降;粗除尘后,可将气体温度降至200℃左右,产生饱和蒸汽供生产和日常使用。气体通过烟道进入除尘系统:喷雾塔+环形缝洗涤器+脱水塔+湿径流静电除尘器。除尘系统净化后,粉尘排放浓度可达到10mg/m3以下,可满足目前国家最严格的环境排放要求。即2018年5月国家启动的“钢铁企业超低排放转型”。工作计划中的炼钢排放要求。

铁合金矿热炉主要有半闭式和闭式两种。由于炉型不同,其烟气特性也不同。见表2。

表2闭式和半闭式铁合金矿热炉烟气特性对比统计表

从表2可以看出,半闭式和闭式矿热炉的烟气特性有很大的不同,即余热发电过程需要不同的系统。半封闭式铁合金矿热炉的烟气特性是:烟气量大,烟气温度波动大。见图2,平均烟气温度约为380摄氏度。

烟气的主要成分是氮和氧,与空气成分相似,因此显热只能利用,这与水泥窑烟气余热发电原理相似。但是,由于铁合金粉尘粒径细,粘结性强,不易清灰,所以机械振动对水泥窑不能达到清灰的效果。因此,对于不同的工艺,不同的除灰方法可以达到预期的效果。

根据铁合金企业厂址等综合因素,可选择一套双压立式余热锅炉,并配套钢珠除灰工艺系统。参见图3。

钢球清灰具有以下优点:

(2)纯机械结构,无气动、电气元件,可靠性高;

(3)适用于高温、高灰污染环境下的连续运行。

如场地狭窄或烟温较低,可采用一台双压卧式余热锅炉配套钢刷清灰工艺系统,如图4所示。

钢刷清灰的优点如下:

结构简单,清洗效果好。采用机械直接接触清洗法对矿热炉内粉尘进行清洗,具有吸附性强、烟气温度低时颗粒细小等特点。

以上两种工艺均采用双压系统,可有效克服烟气温度波动问题。如果能充分吸收烟气中的热量,实现能量的梯级利用,余热锅炉就可以变成一个单一的压力系统。上述系统中的余热锅炉可与锅炉厂家联合开发。国内外铁合金矿热炉余热发电锅炉均采用钢珠和钢丝刷清灰,取得了理想的效果。

图5闭式铁合金矿热炉余热发电工艺流程图

该工艺针对新建的锰铁、铬铁、镍铁等铁合金矿热炉。炉气可直接与燃气锅炉燃烧相连,无需除尘。锅炉还具有除尘作用,产生蒸汽供汽轮发电机组发电。与炉气净化除尘系统配套的已投运的闭式矿热炉系统,可将煤气从煤气柜直接输出至燃气锅炉,产生蒸汽发电。