煅燒爐余熱的綜合利用

1、煅燒爐余熱的綜合利用文章出處：萬方數(shù)據(jù)發(fā)布時間：2005-03-24高扶民COMPREHENSIVE UTILIZATION OF THE SURPLUS HEAT OF CALCINERGAO Fu-min (Hebei Province Matou Aluminium Group CoLtd, Hebei Handan Matouzhen056046,China)目前，河北省馬頭鋁業(yè)集團公司有2臺6層火道12室全封閉自動排料順流式煅燒爐。2 年來，一方面煅燒爐產(chǎn)生大量熱能、煙氣不加利用地排放到大氣中，造成污染；另一方面， 總公司生產(chǎn)、動力、取暖又需要大量熱能，因此，決定引進化工部第一設計院

2、設計的高效有 機熱載體加熱爐，利用煅燒爐煙氣余熱作為該加熱爐的熱源，綜合利用能源，減少環(huán)境污染， 提高經(jīng)濟效益。1理論計算1.1公司生產(chǎn)及生活所需熱量計算(1)瀝青熔化所需熱量1Q =G c ( t - t )+c ( t - t )/t=14000X 1 34 X ( 95 - 0 ) 熔 瀝p固10p液 21+ 1.67 X ( 195 - 95 )/ 24=171675kJ/h式中：Q熔瀝青熔化所需熱量，kJ / h; G每天所需熔化瀝青的質量，kg; cp固固體瀝青比熱容，kJ/(kgC); cp液液體瀝青比熱容，kJ/(kg -r)； t1瀝青熔化時溫度，c； t0冬季瀝青常溫，c；

3、 t2 液體瀝青應達到溫度，C； t瀝青熔化時間，h。(2)瀝青排除水分的蒸發(fā)熱Q 蒸=3 水 c 水(100- t0)+G 水 C 蒸/t= 14000X 5 % X 1.0X 100 + 14000X 5 %X539/1=447300kJ/h式中：Q蒸排除水分蒸發(fā)熱，kJ / h; G水瀝青內水分的質量，kg; c水水的比熱容，kJ/(kg -r)； to冬季瀝青常溫，C; C蒸水的 蒸發(fā)熱，kJ / kg; t 脫水時間，h。(3)混捏糊料所需熱量 制糊車間有兩臺混捏鍋，每小時生產(chǎn)兩鍋糊料，每鍋糊料重1600kg,配比如下： 煅 后石油焦(73土2)%瀝青(27土2)%煅后焦質量G=16

4、00X 73 %=1168kg1 瀝青質量 G =1600X27 % =432kg 22臺混捏鍋每小時糊料消耗的熱量：Q =2Gc ( t - t )=2X 1168 X 3. 09 X ( 150 - 0 )3 =1082736kJ/h 糊1 焦 30式中：c隹煅后焦平均比熱容,kJ/ (kg C); t3混捏時糊料溫度，C; t 冬季常溫，C。(4)采暖用油需熱量。履二。f 椅(6 - J 7710 000 X 4. 18 xO. 85 X (80-60) 710 600 kj/h式中：G載 導熱載體質量，kg; c油導熱載體比熱容，0.85c水；t4導熱油回口溫度，C; t5導熱油出口溫

5、度，C。(5)散熱損失瀝青槽散熱損失量IQ眠】=-t.4(機-扣) =4x41. fi x (60-0)二 200 640 kJ / h式中：n 瀝青槽數(shù)；A 外表散熱面積，m2,下同；d 容器表面的 散熱系數(shù)，kJ/(m2笆h),下同；t6容器表面溫度，C,下同；to 冬季溫度，C,下同。氧化分廠反應池散熱損失量Q = Ad(-.)=6x4L8 X (60-0)=40 128 kj/h各種管道、混捏鍋等散熱損失。敝j =000kj/h(實踐總結)Q g += 4 RO 768 kj/h袋二。給+ Q鑫中。u卞。菱中 Q融=2 893 079 kj/h高效有機熱載體爐熱效率為65%,則需要的總

6、熱能=。廣65%=4.45乂1直 / h。1.2熱能的提供我公司煅燒爐采用石油焦自身揮發(fā)分加熱，每罐排料量60kg/h,總排料量1440kg/h，投入產(chǎn)出率以75%計算，則投入生料量1920kg /h,原料組分中水分8 %,揮發(fā)分10%，碳燒損5%,其他2%,形成進入集I - 1 920 x 8% x ?2. 4/JS = 191 mVh920 x 10% x22.46+ 33 個 5一 016= 3 411 N/hU均a 1 920 x5% x 22. 4/12)/21%中煙氣道的煙氣量為：/:式中：6.33揮發(fā)分平均相對分子質量；5.016m3/m3單位體積揮發(fā)份完全燃燒生成煙氣量，；21

7、%空氣中氧氣含量。V 煙廣V 水 + V 揮 + V 損=191 + 3411 + 853=4455m3/h經(jīng)分析煙氣主要成分、比熱容如表1所示2。19 x 17,5% + 1, 7 x 10, 6知 + I. 4701% + 1. 38 K69. 8%占1.58 kj/(n? T )1 88 x 17. 5% + . 55 x 10.6% + L 36x2.01% 十】. 31 x69. 8%=1.44 kj/(* , r)。爆=V庭(語Soo。，出加m)4 455 x (900 x L 58-280 x L 44) =4. 57 x 10, kj/h式中：Q煙煙氣提供的熱量kJ / h;

8、V煙一煙氣總體積，m3； t進有機熱載體加熱爐進口溫度，C; t出有機熱載體加熱爐出口溫度，C; cp900 煙氣900C平均比熱容，kJ/(m3C); cp280煙氣在280C平均比熱容，kJ /(m3 C )。表1煙氣主要成分成分CO2H2OO2N2體積比/%17.510.62.0169.8900C時的比熱容/(kJ/m3 C)2.191.701.471.38280C時的比熱容/(kJ/m3 C)1.881.551.361.31根據(jù)熱平衡計算和生產(chǎn)實際情況，選用兩臺2.5GJ高效有機熱載體爐，既 能滿足總公司現(xiàn)實需要，又為將來其他供水等需要留有余地。2系統(tǒng)改造方案及實施過程2.1改造方案原

9、排放系統(tǒng)不變，將原煙囪加高12m，達40m，在煅燒爐集中煙道的另一側， 預建一條引熱煙道，串聯(lián)有機熱載體爐，為不影響煅燒爐的正常生產(chǎn)，采用不 停爐熱砌新工藝，用耐火彎頭外接引熱煙道閘板，直接導入有機熱載體爐，整 個對接工作僅需4h；原生產(chǎn)管道、設備保留延用（包括炭素分廠、氧化分廠）； 加裝300m采暖管道供辦公樓采暖。2.2改造后供熱系統(tǒng)主要設備 1）2臺高效有機熱載體爐；2）1臺注油泵；3） 1臺儲油罐；4）2臺膨脹槽；5）3臺熱油泵；6）過濾器;7）儀表；8）閥門；9） 用熱設備：4臺瀝青熔化池，1臺瀝青高位槽，2臺混捏鍋，氧化分廠4臺反應 池，采暖設備及輸送管道。2.3調試運行步驟 向管

10、道系統(tǒng)注油一運行一 T開引熱煙道閘板 關閉原煙道閘板一調節(jié)煙氣溫度（負壓）一脫水、脫羥餾分（接熱油升溫 曲線控制）一升溫通入用熱設備。3高效有機熱載體爐使用效果（1）節(jié)能增效：高效有機熱載體爐取代原2臺2.5GJ加熱熱油爐（另作擴 產(chǎn)供熱）作為供熱熱源，節(jié)省人員、物耗，節(jié)煤2000t，減少向大氣排放廢氣 2000m3,其中：50tSO2, 10t煙塵，節(jié)省在崗人員50%,季節(jié)工25人/年。（2 ）提高產(chǎn)品質量：改造后，有機熱載體出口溫度控制在（2005）C,進口溫度控 制在（1905） C，瀝青槽熔化溫度為（1905） C，出糊溫度為150160C, 改善了溶化瀝青的指標（見表2）。表2改造前后熔化瀝青指標對比指標熔化溫度/C水分/ %軟化點/C揮發(fā)分/%瀝青粘度/Pa s改造前1701800.586.561.33.27 2.85改造22.95 2.654結語高效有機熱載體爐利用煅燒爐余熱可行，可用于熔化高溫瀝青、改質瀝青。 經(jīng)改造，生產(chǎn)的自動化程度提高，降低了生產(chǎn)成本，提高了石墨制品的質量， 并使炭素分廠新開發(fā)生產(chǎn)的貧