煅烧炉余热的综合利用

1、煅烧炉余热的综合利用文章出处：万方数据发布时间：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，河北省马头铝业集团公司有2台6层火道12室全封闭自动排料顺流式煅烧炉。2 年来，一方面煅烧炉产生大量热能、烟气不加利用地排放到大气中，造成污染；另一方面， 总公司生产、动力、取暖又需要大量热能，因此，决定引进化工部第一设计院

2、设计的高效有 机热载体加热炉，利用煅烧炉烟气余热作为该加热炉的热源，综合利用能源，减少环境污染， 提高经济效益。1理论计算1.1公司生产及生活所需热量计算(1)沥青熔化所需热量1Q =G c ( t - t )+c ( t - t )/t=14000X 1 34 X ( 95 - 0 ) 熔 沥p固10p液 21+ 1.67 X ( 195 - 95 )/ 24=171675kJ/h式中：Q熔沥青熔化所需热量，kJ / h; G每天所需熔化沥青的质量，kg; cp固固体沥青比热容，kJ/(kgC); cp液液体沥青比热容，kJ/(kg -r)； t1沥青熔化时温度，c； t0冬季沥青常温，c；

3、 t2 液体沥青应达到温度，C； t沥青熔化时间，h。(2)沥青排除水分的蒸发热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蒸排除水分蒸发热，kJ / h; G水沥青内水分的质量，kg; c水水的比热容，kJ/(kg -r)； to冬季沥青常温，C; C蒸水的 蒸发热，kJ / kg; t 脱水时间，h。(3)混捏糊料所需热量 制糊车间有两台混捏锅，每小时生产两锅糊料，每锅糊料重1600kg,配比如下： 煅 后石油焦(73土2)%沥青(27土2)%煅后焦质量G=16

4、00X 73 %=1168kg1 沥青质量 G =1600X27 % =432kg 22台混捏锅每小时糊料消耗的热量：Q =2Gc ( t - t )=2X 1168 X 3. 09 X ( 150 - 0 )3 =1082736kJ/h 糊1 焦 30式中：c隹煅后焦平均比热容,kJ/ (kg C); t3混捏时糊料温度，C; t 冬季常温，C。(4)采暖用油需热量。履二。f 椅(6 - J 7710 000 X 4. 18 xO. 85 X (80-60) 710 600 kj/h式中：G载 导热载体质量，kg; c油导热载体比热容，0.85c水；t4导热油回口温度，C; t5导热油出口温

5、度，C。(5)散热损失沥青槽散热损失量IQ眠】=-t.4(机-扣) =4x41. fi x (60-0)二 200 640 kJ / h式中：n 沥青槽数；A 外表散热面积，m2,下同；d 容器表面的 散热系数，kJ/(m2笆h),下同；t6容器表面温度，C,下同；to 冬季温度，C,下同。氧化分厂反应池散热损失量Q = Ad(-.)=6x4L8 X (60-0)=40 128 kj/h各种管道、混捏锅等散热损失。敝j =000kj/h(实践总结)Q g += 4 RO 768 kj/h袋二。给+ Q鑫中。u卞。菱中 Q融=2 893 079 kj/h高效有机热载体炉热效率为65%,则需要的总

6、热能=。广65%=4.45乂1直 / h。1.2热能的提供我公司煅烧炉采用石油焦自身挥发分加热，每罐排料量60kg/h,总排料量1440kg/h，投入产出率以75%计算，则投入生料量1920kg /h,原料组分中水分8 %,挥发分10%，碳烧损5%,其他2%,形成进入集I - 1 920 x 8% x ?2. 4/JS = 191 mVh920 x 10% x22.46+ 33 个 5一 016= 3 411 N/hU均a 1 920 x5% x 22. 4/12)/21%中烟气道的烟气量为：/:式中：6.33挥发分平均相对分子质量；5.016m3/m3单位体积挥发份完全燃烧生成烟气量，；21

7、%空气中氧气含量。V 烟广V 水 + V 挥 + V 损=191 + 3411 + 853=4455m3/h经分析烟气主要成分、比热容如表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(语Soo。，出加m)4 455 x (900 x L 58-280 x L 44) =4. 57 x 10, kj/h式中：Q烟烟气提供的热量kJ / h;

8、V烟一烟气总体积，m3； t进有机热载体加热炉进口温度，C; t出有机热载体加热炉出口温度，C; cp900 烟气900C平均比热容，kJ/(m3C); cp280烟气在280C平均比热容，kJ /(m3 C )。表1烟气主要成分成分CO2H2OO2N2体积比/%17.510.62.0169.8900C时的比热容/(kJ/m3 C)2.191.701.471.38280C时的比热容/(kJ/m3 C)1.881.551.361.31根据热平衡计算和生产实际情况，选用两台2.5GJ高效有机热载体炉，既 能满足总公司现实需要，又为将来其他供水等需要留有余地。2系统改造方案及实施过程2.1改造方案原

9、排放系统不变，将原烟囱加高12m，达40m，在煅烧炉集中烟道的另一侧， 预建一条引热烟道，串联有机热载体炉，为不影响煅烧炉的正常生产，采用不 停炉热砌新工艺，用耐火弯头外接引热烟道闸板，直接导入有机热载体炉，整 个对接工作仅需4h；原生产管道、设备保留延用（包括炭素分厂、氧化分厂）； 加装300m采暖管道供办公楼采暖。2.2改造后供热系统主要设备 1）2台高效有机热载体炉；2）1台注油泵；3） 1台储油罐；4）2台膨胀槽；5）3台热油泵；6）过滤器;7）仪表；8）阀门；9） 用热设备：4台沥青熔化池，1台沥青高位槽，2台混捏锅，氧化分厂4台反应 池，采暖设备及输送管道。2.3调试运行步骤 向管

10、道系统注油一运行一 T开引热烟道闸板 关闭原烟道闸板一调节烟气温度（负压）一脱水、脱羟馏分（接热油升温 曲线控制）一升温通入用热设备。3高效有机热载体炉使用效果（1）节能增效：高效有机热载体炉取代原2台2.5GJ加热热油炉（另作扩 产供热）作为供热热源，节省人员、物耗，节煤2000t，减少向大气排放废气 2000m3,其中：50tSO2, 10t烟尘，节省在岗人员50%,季节工25人/年。（2 ）提高产品质量：改造后，有机热载体出口温度控制在（2005）C,进口温度控 制在（1905） C，沥青槽熔化温度为（1905） C，出糊温度为150160C, 改善了溶化沥青的指标（见表2）。表2改造前后熔化沥青指标对比指标熔化温度/C水分/ %软化点/C挥发分/%沥青粘度/Pa s改造前1701800.586.561.33.27 2.85改造22.95 2.654结语高效有机热载体炉利用煅烧炉余热可行，可用于熔化高温沥青、改质沥青。 经改造，生产的自动化程度提高，降低了生产成本，提高了石墨制品的质量， 并使炭素分厂新开发生产的贫