【摘要】棕剛玉冶煉時會產(chǎn)生大量的高溫煙氣,，利用這部分余熱將這些能源加以回收利用,，提供工業(yè)、生活熱水或者為建筑采暖，不僅可以減少工業(yè)企業(yè)的污染排放,，還可以大幅降低工業(yè)企業(yè)的原有能源消耗。本文主要介紹余熱利用技術的發(fā)展及棕剛玉冶煉行業(yè)中余利用方式,。

　　一,、前言

　　節(jié)能減排是我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的一項長遠戰(zhàn)略方針，也是一項極為緊迫的任務,。我國經(jīng)濟快速增長,，各項建設取得巨大成就，但也付出了巨大的資源和環(huán)境被破壞的代價,，這兩者之間的矛盾日趨尖銳,，群眾對環(huán)境污染問題反應強烈。這種狀況與經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不合理,、增長方式直接相關,。不加快調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變增長方式,，資源支撐不住,，環(huán)境容納不下，社會承受不起,，經(jīng)濟發(fā)展難以為繼,。只有堅持節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展,、安全發(fā)展,，才能實現(xiàn)經(jīng)濟又好又快發(fā)展。

　　余熱屬于二次能源,，如果可以再次利用物料燃燒或融化所產(chǎn)生的熱,，那么將加大能源的利用率，減輕企業(yè)的成本,。針對棕剛玉冶煉行業(yè)來說,，冶煉時會產(chǎn)生大量的熱量，而這部分熱量一般企業(yè)都沒有加以利用,，而是經(jīng)過除塵后將其排掉,，而企業(yè)又需要熱源來進行采暖或需要淋浴用熱水，如果將能將這兩部分更好的結(jié)合起來,，那么就能為企業(yè)帶來效益,，同時也實現(xiàn)了節(jié)能減排的目的,，企業(yè)和國家實現(xiàn)了雙贏。

　　二,、余熱利用方式

　　我們所說的余熱主要是工業(yè)余熱,。工業(yè)余熱主要指工礦企業(yè)熱能轉(zhuǎn)換設備及用能設備在生產(chǎn)過程中排放的廢熱、廢水,、廢氣等低品位能源,，利用余熱回收技術將這此低品位能源加以回收利用，提供工業(yè),、生活熱水或者為建筑供熱,，不僅可以減少工業(yè)企業(yè)的污染排放，還可以大幅降低工業(yè)企業(yè)的原有能源消耗[1],。

　　余熱資源是在現(xiàn)有條件下可以實現(xiàn)回收利用但尚未利用的這部分資源。一般來說從其來源可以分為高溫煙氣余熱和冷卻介質(zhì)余熱等幾類,。在我國,，各企業(yè)生產(chǎn)部門的余熱資源回收率不足40%，可以說我國的余熱資源回收潛力巨大,。因此,，更好的利用余熱資源是現(xiàn)實節(jié)能減排、清潔發(fā)展,、安全發(fā)展重要方法之一[2],。

　　由于使用的生產(chǎn)方法、生產(chǎn)工藝,、生產(chǎn)設備以及原料,、燃料條件的不同和工藝上千變?nèi)f化的需要，從而給余熱利用帶來很多困難,。

　　但是如何能更好的利用余熱,，使其發(fā)揮其應有的效應，一致是人們所關心和發(fā)展的方向,，余熱熱源隨著生產(chǎn)工藝和使用條件的不同,，也對其更好的回收利用產(chǎn)生一定的阻礙，針對棕剛玉冶煉行業(yè)的特點及余熱產(chǎn)生的方式來說,，余熱利用往往存在以下兩個難點：

　　(1)熱源不穩(wěn)定,。這主要是與制備工藝有關。例如：棕剛玉的生產(chǎn)是周期性的,，并且生產(chǎn)過程中熱源提供的熱量也會隨著生產(chǎn)的波動而波動,。

　　(2)煙塵中含塵量大。尤其是爐煙溫度高,、含塵量大時,，更容易粘結(jié),、積灰，從而對余熱回收的設備有可能產(chǎn)生嚴重磨損和堵塞的后果,。

　　余熱資源按其溫度劃分可分為三類：高溫余熱(溫度高于500℃的余熱資源),，中溫余熱(溫度在200-500℃的余熱資源)，低溫余熱(溫度低于200℃的煙氣及低于100℃的液體),。

　　余熱資源由于本身屬于二次能源,，因此在使用過程應降低其一次能源消耗一次能源消耗，減少不必要的能量轉(zhuǎn)換次數(shù),。在實際使用中多是通稿換熱器進行直接的換熱,，通過余熱將水加熱或?qū)⑽锪虾娓扇コ帧?/p>

　　三、常用換熱器類型及特點

　　管式換熱器：2種不同流體在管殼內(nèi)進行換熱,，1種在管內(nèi)流動,，1種在管外流動。特點是結(jié)構(gòu)堅固,，適應彈性大,，材料范圍廣。余熱溫度范圍允許入口煙氣溫度達1000℃以上,，出口煙溫約600℃,，平均溫差約300℃。

　　板式換熱器：主體結(jié)構(gòu)由換熱板片以及板間的膠條組成,，應用于液體-液體之間的換熱,。特點是傳熱系數(shù)約為管式的2倍，傳熱效率高,，結(jié)構(gòu)緊湊,，節(jié)省材料。余熱溫度范圍是入口煙氣溫度約700℃,，出口溫度達360℃,。

　　陶瓷換熱器：一種新型的列管式高溫熱能回收裝置，主要成分為碳化硅,。導熱性能好,，強度高，抗氧化,、抗熱震性能好,。壽命長，維修量小,，性能可靠穩(wěn)定,，操作簡便。允許1550℃廢熱進入換熱器,，可以將助燃空氣預熱至815℃,。

　　熱管換熱設備：一種***的導熱元件,，通過全封閉的真空管內(nèi)工質(zhì)的蒸發(fā)和凝結(jié)相變過程和2次間壁換熱來傳遞熱量，將熱量儲存和換熱合二為一,。導熱性優(yōu)良,，傳熱系數(shù)高，具有良好的等溫性,，可控溫度,、熱量輸送能力強。熱管的工作溫度分布廣泛,，在實際應用中用于工業(yè)余熱回收的熱管使用溫度在50～400℃,。

　　蓄熱式熱交換器：相變潛熱儲能設備熱量輸出穩(wěn)定，換熱介質(zhì)溫度基本恒定,，換熱系統(tǒng)運行狀態(tài)穩(wěn)定,。顯熱儲能熱交換設備，適合于450～1100℃及以上的高溫余熱回收,。相變潛熱儲能設備適合于低溫余熱回收,。

　　四、應用實例

　　電弧爐冶煉棕剛玉工程中會產(chǎn)生大量的高溫煙氣,，高溫煙氣余熱占總能耗的20%左右，目前國內(nèi)冶煉廠家很多,，但對棕剛玉冶煉余熱利用的基本沒有,，究其原因主要有以下幾點，棕剛玉冶煉產(chǎn)生的熱量很大,，但不穩(wěn)定,，剛進行投料時溫度低，熱量少,，后期精煉時溫度高產(chǎn)生的熱量大,。二是粉塵細，長時間運行會影響換熱器效率,。

　　棕剛玉冶煉產(chǎn)生的余熱主要采用不改變余熱能量的形式,，只是通過換熱設備將余熱能量直接傳遞給下道工藝的耗能流程，降低一次能源消耗,，可統(tǒng)稱為熱交換技術,，這是回收工業(yè)余熱***直接、效率較高的經(jīng)濟方法,，相對應的設備是各種換熱器[4],，針對棕剛玉冶煉自身的特點，下面介紹兩種應用實例,。

　　1.利用余熱進行全廠采暖及淋浴用水

　　利用余熱進行采暖或加熱淋浴用水是目前行業(yè)內(nèi)較常見的一種余熱利用方式,。這種換熱方式一般都需先經(jīng)過一段沉降室將煙氣中的粉塵先沉降下來,，避免粉塵粘在換熱裝置上，影響換熱效果,。

　　山西某廠目前已采用這種方式進行余熱利用,。廠區(qū)地勢存在高差，設計時充分利用高差,，換熱器位于廠區(qū)高點合成廠房內(nèi),，位置標高比廠區(qū)辦公樓采暖***高點要高。采暖系統(tǒng)的定壓膨脹由熱水箱解決,，采暖設2臺循環(huán)泵,，一用一備。采暖供回水溫度按95/70℃,，當?shù)厮|(zhì)硬度比較大,，衛(wèi)生熱水采用二級換熱，不直接從煙道里換熱,，防止煙氣溫度高換熱器內(nèi)結(jié)垢,，在熱水箱里采用沉浸式換熱器。從水箱里的換熱器換成衛(wèi)生熱水50℃,，供浴室用,。廠區(qū)采暖熱負荷按約700KW考慮，洗浴熱負荷為600kW,。采暖系統(tǒng)采用上供上回雙管同程式系統(tǒng),。煙氣換熱器換熱面積為220m2，換熱器排管采用不銹鋼管材質(zhì),。煙氣換熱器外母管采用無縫鋼管,。煙氣換熱器整體采用保溫，外保護層為彩鋼板,。換熱系統(tǒng)水管及采暖管道采用無縫鋼管,，管道均做保溫。通過這種余熱利用方式解決廠區(qū)冬季采暖及工廠洗浴熱水的問題,。

　　2.利用余熱對物料進行加熱

　　棕剛玉冶煉能耗較高,，利用余熱先將礬土加熱，這樣就可以節(jié)省部分電能,。該裝置主要是利用換熱器將三層料倉物料加熱,。換熱器位于料倉內(nèi)，通過煙氣換熱將物料加熱,，煙氣不與物料直接接觸,，這樣可避免煙氣中粉塵再次隨物料進入系統(tǒng)，避免加料時產(chǎn)生二次粉塵。該方式投資不大,，同時直接將余熱用于了生產(chǎn),，節(jié)能效果明顯。

　　五,、結(jié)論

        利用棕剛玉冶煉過程中產(chǎn)生的熱量,，可以提供工業(yè)、生活熱水或者為建筑采暖,，不僅可以減少工業(yè)企業(yè)的污染排放,，還可以大幅降低工業(yè)企業(yè)的原有能源消耗，實現(xiàn)節(jié)能,、減排,、增效的目的。

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