高炉冲渣水余热回收的利用技术概述

2016-07-25杜文亚重庆赛迪热工环保工程技术有限公重庆401122

中国新技术新产品 2016年11期

杜文亚（重庆赛迪热工环保工程技术有限公，重庆 401122）

高炉冲渣水余热回收的利用技术概述

杜文亚
（重庆赛迪热工环保工程技术有限公，重庆 401122）

摘要：在热工环保工程中，高炉冲渣余热能够有3种主要的用途。第一个用途是用于冬季采暖；第二个用途是用于余热发电；第三个用途是用于海水淡化。经过实际地应用比较，在这3种使用过程中，效果最好并且前景最佳的余热利用方式是高炉冲渣水的供暖应用。该方案具有系统简单，占地面积小，便于管理维护、技术较为成熟等优点。

关键词：冲渣水；余热回收；采暖

随着能源的不断应用和开发，在世界范围内，能源问题已经成为我们发展过程中的重要问题。我国作为世界范围内的能源大国，占据着世界上第二多的能源资源，但是我国的人均能源储量还不到世界平均水平的一半，总体来看，我国的能源人均占有量还处在较为落后的状态，和世界上的发达国家还有很大的距离。在能源的使用效率问题上我国也存在着较大的差距。基于上述差距，我国现阶段的能源问题就是要节约能源，提升能源的利用效率。作为我国的经济发展的根基，我国的钢铁行业在我国的经济发展过程中扮演着非常重要的角色，发挥着巨大的作用。但是钢铁行业在我国的发展过程中也存在着诸多的缺点。例如对我国的能源消耗过大，同时对我国的环境危害过大等。钢铁行业在推动能源转变的过程中会产生余热以及余能。在现阶段我国在余热以及余能的回收以及利用问题上还存在很多的问题，利用效率很低。虽然在实际的回收过程中，大部分的余热以及余能能够被回收，但是占据很大比例的低温余热还是没有充分地回收利用，根据有关部门的数据分析，这一部分的回收利用为零。例如在生产过程中的高炉冲渣水产生的余热就白白地流失浪费了。因此我国的钢铁行业在这一方面的发展前景非常好，有很大的发展潜力。

在我国的钢铁行业的高温炼铁相关工艺中，产生的炉渣温度能够达到1000℃，高温通常应用在水泥的生产过程中。高温冲渣水具有3个主要的特点。第一个特点是有较低的热源温度；第二个特点是流量巨大；第三个特点是对普通材质的钢材具有严重的腐蚀。高温冲渣水一半情况下采用自然冷却的方式进行冷却处理。在实际的操作过程中还有很多的利用方式，本文针对利用的主要方式进行阐述和分析。

1 高温冲渣水的应用一：采暖应用

通常情况下，在冬季高温冲渣水能够达到53℃，在极寒的天气下水温还是能够达到49℃以上，我们通过合理的采暖布局并且配置相关的供暖设施，能够将室内的供暖温度控制在17℃以上。

其工作原理如图1所示。

利用冲渣水进行供暖是一种能源再利用，除了增加必要的供暖设备等投资外，这种方式的供暖不使用或者消耗能源，供暖费用消耗不大。因此我国应该建立相应的余热供暖体系，这样能够产生很好的经济收益，还会带了较大的环境效益。由于目前技术上限制，使用冲渣水供暖目前还存在3个主要的问题。第一是处理水质的问题。由于水质中含有很多的颗粒以及悬浮物等，供暖用水不能满足相应的标准要求，因此在供暖过程中水源水质必须进行过滤处理。第二是供暖管道出现结垢的问题。由于水质不能够百分之百地满足供暖要求，在供暖过程中会形成一定的积垢。第三是时间上的限制。冲渣水多用于冬季的采暖，不能做到全年的回收余热，余热没得到有效回收。

图2

图3冲渣水余热用于海水淡化工艺流程图

2 利用高炉冲渣水余热进行发电

为了能高效回收低温余热，许多学者提出了利用低沸点、成本低廉的介质，如液氨、R134、R160等工质进行余热发电的工艺。工作原理如图2所示。

高炉冲渣水经过沉淀去除杂质预处理后进入换热器，在此将热量传递给工质（液氨、R134、R600），当温度降到40℃～50℃，再送到高炉供冲渣使用，从而回收了一定量的余热。工质在换热器内吸收热量后闪蒸变成80℃的过热蒸汽，然后进入汽轮机膨胀做功，带动发电机转动，对外输出电能。做功后的工质变成低压蒸汽，低压蒸汽进入冷凝器冷凝放出热量，变成低温低压的液体工质，然后由凝结水泵送到热交换器中吸热，再次变成过热蒸汽去推动汽轮机做功。如此连续循环，将热水中的热量源源不断地提取出来，转换成高品位的电能。将高炉冲渣水中的余热用于发电也存在以下问题：需要购置汽轮机、发电机、凝汽器、大功率凝结水泵等大型设备，投资大，占地面积大，维护成本高；因为大功率循环泵，自耗电量较大，导致外送电率小，发电成本较高；而且高炉冶炼频率直接影响发电功率，使汽轮机运行不稳定，目前还没有应用效果的实例。

3 利用高炉冲渣水余热进行海水淡化

海水淡化的带热压缩的低温多效（MED-TVC）工艺实质是把入料海水的部分蒸发，蒸汽冷凝形成纯净的产品水，非挥发性的溶解物留存在浓盐水中。将高炉冲渣水的余热回收至海水淡化，用于制水工艺（如图3所示），将高炉冲渣水做密闭循环使用，取消冷却塔，经过沉淀去除杂质预处理后进入换热器，在换热器内将热量传递给工质，当温度降到50℃左右，再送回高炉供冲渣使用，从而回收高炉冲渣水余热。

利用冲渣水进行海水淡化的工作原理：在炼铁过程中，高温冲渣水能够进行充分地沉淀，然后热量在热换器和循环除盐水之间进行热量更换，冷却后的冲渣水进入凝结水池，作为冲渣水继续利用。在热换器内部，经过换热之后，冲渣水产生的高温水经过相应的管道到达闪蒸罐内，用作喷淋使用。高温热水经过了闪蒸之后，会出现两个部分的热形式。一个部分是转化成饱和蒸汽；一部分转化成低温热水继续被利用。