高爐煉鐵熔渣經(jīng)水淬后產(chǎn)生大量60℃-90℃的沖渣水，其中含有大量懸浮固體顆粒和纖維。目前，我國(guó)高爐沖渣水余熱主要采用過(guò)濾直接供暖及過(guò)濾換熱供暖方式進(jìn)行利用，但存在容易在管道或換熱設(shè)備內(nèi)發(fā)生淤積堵塞、過(guò)濾反沖頻繁取熱量少、產(chǎn)生次生污染等問(wèn)題，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間使用，因此多年來(lái)沖渣水余熱未得到全面有效利用。按照我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)產(chǎn)量8億t，按350kg渣比計(jì)算，由沖渣水帶走的高爐渣的物理熱量約占煉鐵能耗的8%左右，能源浪費(fèi)巨大。目前該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能量4萬(wàn)tce/a，CO2減排約11萬(wàn)t/a。

技術(shù)內(nèi)容

1.技術(shù)原理

高爐煉鐵沖渣水含有大量60℃-90℃低品位熱量，該技術(shù)采用專用沖渣水換熱器，無(wú)需過(guò)濾直接進(jìn)入換熱器與采暖水換熱，加熱采暖水，用于采暖或發(fā)電，從而減少燃煤消耗并減少污染物的排放，達(dá)到節(jié)能減排的目的。冷卻后的沖渣水繼續(xù)循環(huán)沖渣，對(duì)于帶有冷卻塔的因巴等沖渣工藝，可以關(guān)閉冷卻塔進(jìn)一步節(jié)約電能消耗；而對(duì)于沒(méi)有冷卻塔的沖渣工藝，沖渣水降溫后減少了沖渣水蒸發(fā)量，進(jìn)一步減少水消耗。采用該技術(shù)，無(wú)需過(guò)濾，工藝流程短，運(yùn)行及維護(hù)成本低，取熱過(guò)程僅僅取走渣水熱量，不影響高爐正常運(yùn)行，無(wú)次生污染，整體運(yùn)行可靠，適宜于長(zhǎng)周期運(yùn)行。

2.關(guān)鍵技術(shù)

（1）直接換熱技術(shù)。開發(fā)了專用沖渣水換熱器，解決了纖維鉤掛堵塞和顆粒物淤積堵塞問(wèn)題，沖渣水無(wú)需過(guò)濾即可直接進(jìn)入換熱器與采暖水進(jìn)行換熱。

（2）抗磨損技術(shù)。沖渣水含有大量固體顆粒物，不僅容易淤積堵塞，而且極易磨損，該技術(shù)通過(guò)板型、材質(zhì)、結(jié)構(gòu)、流速等方面的控制解決了磨損問(wèn)題。

（3）自動(dòng)運(yùn)行控制技術(shù)。根據(jù)高爐規(guī)模和沖渣工藝的不同特點(diǎn)，研發(fā)了系列工藝流程與之配套，大型高爐兩側(cè)沖渣的切換技術(shù)以及可靠的直接換熱技術(shù)保證了自動(dòng)運(yùn)行的可實(shí)施性。

3.工藝流程

高爐容積不同，沖渣工藝不同，以底濾法為例，其工藝流程如圖1所示。由高爐沖渣水泵出口管道處設(shè)置閥組提取沖渣水，取出的沖渣水流經(jīng)沖渣水換熱器取熱降溫后引回原管路繼續(xù)沖渣；采暖水回水流經(jīng)沖渣水換熱器加熱升溫后，供采暖；系統(tǒng)安裝自動(dòng)控制包含PLC控制系統(tǒng)及溫度、壓力、熱量計(jì)量等控制系統(tǒng)。

 

主要技術(shù)指標(biāo)

1. 100%全水量取熱，回收熱量大，年產(chǎn)噸鐵可配置采暖面積0.4 m2-0.6m2，節(jié)能5kgce-7.5kgce，節(jié)水40kg-57kg；

2.直接換熱技術(shù)，無(wú)需過(guò)濾、不堵塞，可實(shí)現(xiàn)一個(gè)采暖季連續(xù)不停車運(yùn)轉(zhuǎn)；

3.大型高爐的因巴等沖渣工藝，冷端溫差小于5℃，可將沖渣水由85℃降至55℃以下；小型高爐的底濾等沖渣工藝，熱端溫差小于2℃，可將采暖水加熱至65℃以上；

4.沖渣水換熱器技術(shù)指標(biāo)：

單臺(tái)最大換熱器面積       1200m2；

單臺(tái)最大換熱負(fù)荷            1.7×107kcal/h；

單臺(tái)最大沖渣水處理量   1400m3/h（底濾法）、500m3/h（因巴法）；

換熱器單平米供暖面積   175 m2-500m2。

技術(shù)鑒定、獲獎(jiǎng)情況及應(yīng)用現(xiàn)狀

該技術(shù)共獲得國(guó)家專利9項(xiàng)，其中2項(xiàng)發(fā)明專利。目前，已在北方20座高爐的沖渣水余熱回收項(xiàng)目中推廣實(shí)施，用于城市供暖，其中19座煉鐵高爐，1座銅冶煉高爐，供暖面積累計(jì)達(dá)1100萬(wàn)m2，取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

推廣前景及節(jié)能減排潛力

隨著高爐沖渣水直接換熱余熱回收技術(shù)的成熟，在有集中供暖需求的北方將得到進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用。預(yù)計(jì)未來(lái)5年，該技術(shù)的推廣比例可達(dá)40%，項(xiàng)目總投入26億元，可形成的年節(jié)能能力為143萬(wàn)tce，年碳減排能力為378萬(wàn)tCO2。

 

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