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我国工业企业各种可回收余热资源的具体分类

时间:2012-08-27 18:45 点击:
1.按来源划分 按余热资源的来源不同可划分为如下六类。 (1)高温烟气的余热 这种余热数量大,
1.按来源划分
按余热资源的来源不同可划分为如下六类。
(1)高温烟气的余热
        这种余热数量大,分布广。高温烟气余热分布在冶金、化工、建材、机械、电力等行业,如各种冶炼炉、加热炉、石油化工装置、燃气轮机、内燃机和锅炉的排汽排烟,某些工业窑炉的高温烟气余热甚至高达炉窑本身燃料消耗量的30%~60%。它们的温度高,数量多,回收容易,约占余热资源总量的50%0
(2)高温产品和炉渣的余热
        工业上许多生产要经过高温加热过程,经高温加热过程生产出来的产品如金属的冶炼、熔化和加工,煤的汽化和炼焦,石油炼制以及烧制水泥、砖瓦、陶瓷、耐火材料和熔化玻璃等,它们最后出来的产品及其炉渣废料都具有很高的温度,达几百至1000℃以上,通常产品又都要冷却后才能使用,在冷却时散发的显热就是余热。这部分余热往往占设备燃料消耗量的比重较大,如炼钢炉渣显热占冶炼燃料热的2%一6%,有色金属冶炼炉渣占10%~14%。我国每年由冶金炉渣带走的热量相当于2兆吨标准煤。从每吨热焦炭中可回收的热量相当于40kg标准煤,每吨热钢坯可回收显热67MJ (22.9kg标准煤),相当于加热量的1/4。现在炼钢工业中采用的干法熄焦、连铸、热装连轧等新工艺,就是回收这部分余热。高温产品和炉渣的余热约占余热资源总量的6%~4%。
(3)冷却介质的余热
        为保护高温生产设备,或生产工艺的需要,都需要大量的冷却介质。常用的介质是水、空气和油。它们的温度受设备要求的限制,通常较低,如电厂汽轮机冷凝器的冷却水,不能超过25~30℃,内燃动力机械的冷却水大约为50-60℃;温度最高的是冶金炉和窑炉冷却水,也不过80~90℃。因此,对这部分低温余热的利用比较困难,需要较大的设备投资,如利用热泵或低沸点工质动力设备等。不过这部分余热量还是相当多的,约占余热资源总量的15%~23%。如冶金炉的冷却介质余热占燃料消耗量的10%~25%,高炉占2%~3%,凝汽式发电厂各种冷却介质带走的热量约占其燃料消耗量的50%。
(4)可燃废气、废液和废料的余热
        生产过程的排气、排液和排渣中,往往含有可燃成分。这种余热约占余热资源总量的8%。如转炉废气、炼油厂催化裂化再生废气,炭黑反应炉尾气、造纸生产中的纸浆黑液,以及煤焦油蒸馏残渣等。下表-1表示它们的发热量。
表-1可燃废气、液、料的发热量
 
可燃废气、液、料的发热量
(5)废汽、废水余热
        这是一种低品位蒸汽及凝结水余热,凡是使用蒸汽和热水的企业都有这种余热,这部分包括蒸汽动力机械的排汽(其余热占用汽热量的70%~80%)和各种用汽设备的排汽,在化工、食品等工业中由蒸发,浓缩等过程产生的二次蒸汽,还有蒸汽的凝结水、锅炉的排污水以及各种生产和生活的废热水。废水的余热约占余热资源的10%~16%。
(6)化学反应余热
        这种余热主要存在于化工行业,是一种不用燃料而产生的热能,它占余热总量的10%以下。例如硫酸制造过程中利用焚硫炉或硫铁矿石沸腾炉产生的化学反应热,使炉内温度为850~1000℃,可用于余热锅炉产生蒸汽,约可回收60%。
由上述可知,余热的来源各异,不同工业行业的余热性质和数量相差很大。据估计,冶金部门总余热资源占其燃料消耗量的50%以上,机械、化工、玻璃搪瓷、造纸等企业占25%以上。
2.按温度划分
(1)高温余热
        指温度高于500℃的余热资源。属于高温范围的余热大部分来自工业炉窑。其中有的是直接燃烧燃料产生的,如熔炼炉、加热炉、水泥窑等。有的主要靠炉料自身燃烧产生的。如沸腾焙烧炉、炭黑反应炉等,国外城市垃圾热值为3349~10465kJ/kg,离开焚烧炉的烟温达到840~1100℃,可以回收利用。
(2)中温余热
        温度在200一500℃之间的余热资源。各种热能动力装置及某些炉窑设备中的高温气体在燃烧室或炉膛中做功或传热后排出的气体一般在中温范围内。这档温度比较适中,有些可继续做功,有些可产生蒸汽或预热空气等,利用前景十分良好。
(3)低温余热
        温度低于200℃的烟气及低于100℃的液体属于低温余热资源。
       低温余热的来源有两个方面:一是有些余热在排放时本身的温度就是低的;另一方面是在高温、中温余热回收中仍然会有剩余的低温余热排放出,由于低温余热回收时温差小,换热设备庞大,经济效益不太明显,回收技术也较复杂,因此过去对此不予重视。但当其面广量大时,回收总量也十分可观。随着能源的短缺和科技的进步,近年来对低温余热的回收利用日益重视并取得了进展。
表-2列出了高温、中温及低温余热的来源及其温度状况。
高温、中温及低温余热的来源及其温度状况
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