矿热炉烟气余热利用技术

合集下载

矿热炉除尘烟气净化及余热综合利用

５００
．２７２．
冶炼烟气量是波动值，１５
０００
ｋＶＡ硅铁矿热电
０００
炉烟气量在正常熔炼时最小只有１６０
ｍ３／ｈ
左右，这时显然不需要如此大的功率消耗。为降低能耗，选用变频器对主引风机电机进行控制，变频起动电柜通过远程控制器根据炉况对供电频率进行调节，使引风机电机改变转速达到调节风量及电耗的目的。变频控制在节能、降耗方面可起到非常突出的作用，长期使用可节电３０９６～４０％。一般按节约的电费计算，一年左右可望收回变频器的投资。
第１９届全国铁合金学槲会论文集
矿热炉除尘烟气净化及余热综合利用
侯苏波李小明
（陕西宏信冶金环保工程公司
．２７０．
张卫宏
张伦明
７１００００）
西安中国
１
烟气净化
概论铁合金生产过程中产生大量废气，对环境造
阻力较大，过滤风速较低，过滤面积和主风机选择功率较大，不适合高温、高浓度、高硬度、高腐蚀烟尘品种。微压式除尘器：除尘器前后端均置风机，烟气由前风机压入，后风机吸出，保证除尘室微负压或正压，此方式在矿热炉上很少使用。前两种除尘方式根据不同容量、不同品种
２００ｋｖＡ
１．１
成严重污染，随着人们保护环境意识的增强，产业政策的要求及工艺水平的提高，铁合金生产废气处理也达到较高水平。铁合金矿热炉由最初小容量（３大容量（６
３００＂＇３００００
在铁合金生产中大量使用，且效果好。１．３袋式除尘器设计１．３．１设计依据和要求国家产业政策、法律法规、排放标准矿热炉容量大小、冶炼品种所产生废气量、温度、尘浓度、湿度、黏度、压力等电气控制可靠、气体流动、清灰顺畅合理投资节约、运行稳定、费用低、方便维护１．３．２参数采集、计算和确认（１）烟气性质：需净化烟气烟气量最大最小及平均值（正常与非正常炉况）（ｍ３／ｈ）炉子烟罩进烟管、进出空冷器（预处理器）、进出除尘室烟气温度及波动范围（ｏｃ）进出除尘器烟气最大压力（Ｐａ）烟气进入出预处理器、进出除尘器烟尘浓度（ｍｇ／ｍ３）烟气的湿度（结露点）烟气成分的体积分数（％）（２）烟尘性质：烟尘成分质量分数（％）烟尘粒度组成的质量分数或粒径分散度（％）烟尘的堆积密度（ｋｇ／ｍ＂３）烟尘的耐磨性烟尘的湿度（％）烟尘常温和操作温度时比电阻（欧／ｃｍ）烟尘特殊成分及黏性（如煤焦油等）（３）气象地址条件：年最高最低及年平均气温（０ｃ）有记录最大风速（ｍ／ｓ）除尘设备安装地海拔高度及各高度风压力

半封闭矿热炉低温烟气余热发电技术研究

ｔｋｎａｙｂｕａｍｏｔｏ６．％ｏｒｎｆｒｒｉｐｔｐｗｅ．Ｈｏｖｒｈｕｅｈａｏｔｎｓｎｔｆｌｔｉｅａｅｗａｙｆｅｇｓａｕｓｔ９２ｌｆｔａｓｏｍｅｎｕｏｒｗｅｅ．ｔｅｈｇｅｔｃｎｅｔｉｏｕｌｕｉｚｄｙｌ
ｔｅｍａｎｕａｉｎｍａｅｉｌｎｏｔｌｏｅｆｒａｅｄｏｐｎｄｇｅｓｈｌｅｇｓｔｍｐｒｔｒｓｒｉｅｙａｏｅ４０ ℃ ．ｈｒｌｓｌｔｔｒａａｄｃｎｒｆｔｕｎｃｏｒｅｅｒｅ．ｔｅｆａｅｅａｕｅｉａｓｄｂｂｖ３ｉｏｏｈｏｕ
ｈａｔｏｑａｉｉｈｉｒｄｅｙ２× １５ＭＶＡｅｃｏｅｎＳｕａｅｃｎｇｎｒｌｃｒｃｔｔａｌ．ｅｔｗｉｈｌｗｕｌｔｗｈｃｓｐｏｕｃｄｂｙ６．ｓｍｉｌｓｄＭ — ｉｆｒｃａｅｅｉｃｅｅｔｉｙｓｅｄｉｎｉｙＫｅｗｏｄｓｉｃｏｅｙｒｓｍｉｌｓｄ，ｓｍｅｇｄａｃｆｎｃ，ｆｕａ，ｗａｔｅｔｇｎｒｔｌｃｒｃｔｕｂｒｅｒｕｒａｅｌｅｇｓｓｅｈａ，ｅｅａｅｅｅｔｉｉｙ
波脉冲吹灰技术，保证了余热锅炉有效清灰和换热效率，而对２×１．Ａ半封闭锰硅炉冶炼产生的低品质烟从６５ＭＶ
气余热实现稳定发电。关键词半封闭矿热炉烟气余热发电
中图分类号
Ｘ５７３
文献标识码Ｂ

矿热炉烟气余热利用技术分析

矿热炉烟气余热利用技术分析摘要：近年来，由于余热锅炉技术的逐步成熟，我国矿炉烟气余热利用技术开始兴起，比如一些企业太仓促建立埋弧炉余热利用系统，建立余热发电系统没有测量埋弧炉的烟气温度，和发现烟气温度太低，以满足发电需求手术后的余热发电系统。

因此，准备建设铁合金废热发电系统的企业应注意，尽可能全面调查行业现状，尊重科学，不盲目建设项目。

关键词：炉烟气；余热利用技术1介绍热炉烟气余热发电项目是利用废热锅炉换热烟气排放的废热恢复淹没热炉的生产过程，精炼炉，等等，产生过热蒸汽，驱动汽轮机驱动发电机发电和电力生产。

整个热力系统不燃烧任何一次能源，不仅成本低，经济效益好，而且给企业带来了巨大的经济效益，可以缓解电力短缺的矛盾。

埋弧炉又称电弧炉或电阻炉，主要用于生产硅铁、锰铁、铬铁、钨铁和锰铁合金。

其工作特点是采用碳镁耐火材料作为衬里和自培养电极，但热效率低。

国内外余热锅炉和低参数汽轮发电机的技术已经成熟。

低温废热电站已进入成熟阶段。

在水泥工业中有许多废热发电的成功例子。

例如，电石炉余热发电的成功发展值得借鉴。

低温余热回收技术将成为行业节能降耗的有效途径之一。

2矿热炉烟气余热利用技术2.1烟气参数埋弧焊炉主要生产硅铁、锰铁、铬铁、钨铁和硅锰合金以及矿砂、碳还原剂和溶剂生产的碳化钙。

根据熔炼工艺和设备的密闭程度，沉水炉分为半封闭炉和封闭炉。

目前，半封闭式炉主要冶炼硅铁、镍铁，封闭式炉主要冶炼电石、铬铁、锰、硅。

半密闭炉内可燃气体含量极低，最高可达400摄氏度，炉门内的空气较多，烟气较多。

适用于换热发电余热锅炉，热效率可达26% ~ 28%，但困难在于有很多SiO 2在尘土中，颗粒很好，吸附力强，质量轻，比表面积很大，这给锅炉的除灰带来很大的困难。

传统的机械振动等除灰方法不理想，严重影响传热效率。

2.2烧石灰该方案主要适用于电石生产的闭式炉。

烟气中CO含量约为60%~80%，特别适用于电石矿加热炉。

其反应公式为CaO+3C=CaC2+CO。

硅矿热炉烟气余热发电技术探讨

工业硅矿热炉烟气余热发电技术探讨针对工业硅生产烟气余热发电工艺流程及改造重点和难点进行了分析，对改造前后综合利用能耗和产生的效益进行了比较。

结论证明采取有效措施进行余热资源的回收利用对工业硅行业节能减排和可持续发展具有重要意义。

摘要：针对工业硅生产烟气余热发电工艺流程及改造重点和难点进行了分析，对改造前后综合利用能耗和产生的效益进行了比较。

结论证明采取有效措施进行余热资源的回收利用对工业硅行业节能减排和可持续发展具有重要意义。

0 引言工业硅行业作为现代工业的重要组成部分，每年消耗大量能源，据统计，中国平均每吨工业硅需要消耗13 000 kW·h电以上，全国年产100×104 t工业硅需要耗电13×108 kW·h以上。

随着中国逐步建立全社会的资源循环利用体系和节能减排工作的深入进行，工业硅作为能耗大户，佘热回收势在必行。

实施节能技术改造，提高能源综合效率，既是响应国家号召，建设节约型社会的客观需要，也是企业降低成本，提高企业市场竞争力的需要[1]。

文章结合工业硅烟气余热发电综合利用项目，对当前工业硅炉烟气余热发电技术进行了研究和探讨。

1 工业硅烟气余热特点a)烟气余热属于中温余热、废气流量较少，热品位较低;b)烟气余热的参数(温度、流量)具有一定的波动性，波动范围大;c)烟气中的硅灰(俗称硅微粉)极细，有极强粘附力和非常高的热阻。

受热外管壁粘灰后会大大降低热交换率[2]。

2 烟气余热发电改造前状况自原工业硅厂2台矿热炉来的400 ℃~600 ℃高温烟气，通过混风，达到降温的目的。

温度降低到220 ℃~230 ℃后，首先进入到双效旋风除尘器中，进行第一次除尘处理，除尘得到的烟尘(即SiO2粉)经卸料机卸出，进行包装。

经过第一次除尘处理的烟气，在进入风机之前，通过向烟气管到喷淋冷却水，进行二次降温处理，经冷却水冷却的烟尘温度降低到180 ℃~200 ℃左右，通过引风机进入布袋除尘器，净化后烟气由除尘器上部排入大气。

矿热炉烟气余热利用的实践

冶金冶炼M etallurgical smelting矿热炉烟气余热利用的实践杨柳（中钢石家庄工程设计研究院有限公司，河北　石家庄　０５００００）摘要：矿热炉冶炼合金过程中，不可避免地会产生大量高温烟气，如果不能及时加以利用，必然会造成能源浪费。

通过准确测试矿热炉的温度、流量和成分，会发现矿热炉炉温较高，且相对稳定，且含有大量ＳＯ２、ＣＯ２气体，使用矿热炉冶炼可产生丰富的余热资源，通过能级分析法评估余热资源，能够为回收和合理利用余热资源提供一定参考。

关键词：矿热炉；烟气回收；余热利用中图分类号：Ｘ７５７文献标识码：Ａ文章编号：１００２－５０６５（２０２０）２４－００１０－２Practice of waste heat utilization of flue gas from submerged arc furnaceYANG Liu（Ｃｈｉｎａ　Ｓｔｅｅｌ　Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｄｅｓｉｇｎ　＆ａｍｐ；　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　０５００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｓｍｅｌｔｉｎｇ　ａｌｌｏｙ　ｉｎ　ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ　ａｒｃ　ｆｕｒｎａｃｅ，　ａ　ｌｏｔ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｗｉｌｌ　ｉｎｅｖｉｔａｂｌｙ　ｂｅ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ．　Ｉｆ　ｉｔ　ｃａｎ　ｎｏｔ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｉｍｅ，　ｉｔ　ｗｉｌｌ　ｉｎｅｖｉｔａｂｌｙ　ｃａｕｓｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｗａｓｔｅ．　Ｂｙ　ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，　ｆｌｏｗ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ　ａｒｃ　ｆｕｒｎａｃｅ，　ｉｔ　ｃａｎ　ｂｅ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｉｓ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｈｉｇｈ　ａｎｄ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｓｔａｂｌｅ，　ａｎｄ　ｃｏｎｔａｉｎｓ　ａ　ｌｏｔ　ｏｆ　ＳＯ２　ａｎｄ　ＣＯ２　ｇａｓ．　Ｓｍｅｌｔｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ　ａｒｃ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｃａｎ　ｐｒｏｄｕｃｅ　ｒｉｃｈ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．　Ｔｈｅ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｂｙ　ｅｎｅｒｇｙ　ｌｅｖｅｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃａｎ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ａｎｄ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Keywords: ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ　ａｒｃ　ｆｕｒｎａｃｅ；　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ；　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ现阶段，工业生产中余热的损失大约占据了世界总能耗的30%~70%，因此，当务之急是尽快实现节能减排，从中国工业协会调查了解到，矿热炉是当前我国合金产品生产的主要机械设备，矿热炉在运行过程中会消耗我国总发电量2%的电能，因此，余热利用备受关注和重视。

浅析矿热炉烟气余热发电

２１第１期０２年总第３３期
重工与起重技术
ＨＥＡＶＹＩＵＳＲＩＮＤＴＡＬ＆ＨＯＩＴＮＧＭＡＣＮＥＲＳＩＨＩＹ
Ｎｏ．２２１０１Ｓｅｉｌ．３ｒａＮｏ３
浅析矿热炉烟气余热发电
大连重工机电设备成套有限公司白丽莉
摘要：结合不同类型矿热炉烟气特点，论述了各类矿热炉烟
以Ｎ为主的不可燃气体，气温度可达４０Ｉ右；：烟０及主要设备组成及目前存在的技术难点关键词：矿热炉；烟气；余热发电；清灰
图１余热锅炉配蒸汽轮机发电机组发电
２２密闭矿热炉烟气余热发电方案．
柜出来的烟气经煤气压缩机加压后进入燃气锅炉炉膛中燃烧，热力循环后产生的高温蒸汽推动汽经轮机做功进行发电。主要设备包括：气柜、气锅煤燃炉、蒸汽轮机发电机组、冷却水处理系统、化学水处
气系统及热工控制系统等，图３所示。如
图３燃气轮机发电机组配余热锅炉和蒸汽轮机发电机组发电
燃气轮机发电机组配余热锅炉和蒸汽轮机发电
机组的工艺方案成功地实现了系统的联合循环发电，利用效率高达３％～０热５４％。但由于目前国内燃气轮机组在矿热炉烟气余热
用烟气的显热（热）未经净化的烟气直接进余物理，热锅炉进行热交换，交换后产生的高温蒸汽推动汽

矿热炉余热利用

矿热炉余热回收发电系统是将矿热炉产品显热回收、烟气余热回收、烟气中CO燃烧热能回收和低压低温发电技术综合在一起的矿热炉综合余热回收发电系统。

该产品特点主要体现在将密闭热风隧道窑应用于矿热炉产品显热回收发电；将热风炉应用于烟气中CO燃烧热能回收发电；烟气余热回收发电采用三级除尘技术，彻底清除烟气中的粗颗粒、中细颗粒及细颗粒粉尘，使烟气排放达到国家排放标准。

矿热炉综合余热回收发电系统同时利用PLC控制平台，工业机监控，管理软件实现自动化控制，使矿热炉产品显热、烟气余热高效回收系统安全、可靠、持续、稳定地运行，达到热能高效回收和发电，实现节能降耗、消烟除尘、美化环境的要求。

产品可广泛应用于铁合金、电石、钢铁、水泥、电解铝、电解铜、黄磷等高能耗企业的余热发电项目。

矿热炉余热回收发电系统包括水处理系统、给水除氧系统、废热回收系统、汽轮发电机组、热工仪表及自动保护报警系统。

矿热炉综合余热回收发电系统主要技术原理：将密闭热风隧道窑应用于矿热炉产品显热回收发电。

该发电系统利用热风隧道窑，将出炉产品引入热风隧道窑内并密封，用干燥后的空气对其显热进行热交换，输入余热锅炉，生成工业蒸汽，使显热回收更加彻底。

将热风炉应用于烟气中CO燃烧热能回收发电。

该发电系统利用热风炉将烟气引入其中,充分燃烧掉烟气中的CO,通过二次配风使烟气温度从1400℃降低到800℃，热交换后输送至余热锅炉，生成工业蒸汽用于发电，使出炉烟气控制在200℃，再经袋除尘器排入大气，既解决了余热锅炉的安全问题，同时又延长了余热锅炉和袋除尘器的使用寿命。

使整套发电系统运行更加安全。

烟气余热回收发电首次采用三级除尘技术，彻底清除烟气中的粗颗粒、中细颗粒及细颗粒粉尘，使烟气排放达到国家排放标准。

该发电系统采用三级除尘技术，将生产过程中产生的大量烟气经引风机输送至重力除尘器进行一级除尘，除去＞50um 粉尘粒子；经高温旋风除尘器进行二级除尘，除去＞10um,＜50um 粉尘粒子；二级除尘后的烟气输送至热风炉，经一次配风，充分燃烧掉烟气中的CO, 再经二次配风使烟气温度降低到600℃－800℃，送至余热锅炉进行热交换，烟气温度控制在200℃；出炉烟气（CO气体已充分回收）送至袋除尘器，进行三级除尘，除去＞0.2um, ＜10um粉尘粒子，使烟气排放达到国家排放标准。

铁合金矿热炉烟气余热利用的实践

Ｂ文章编号１００１．１９４３（２０１３）０４．００３３－０３

中图分类号
Ｘ７５３
文献标识码
ＰＲＡＣＴＩＣＥｏＦＦＬＵＥＧＡＳＷＡＳＴＥＨＥＡＴＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮｏＦＦＥＲＲｏＡＬＬｏＹＳＵＢＭＥＲＧＥＤ．ＡＲＣＦＵＲＮＡＣＥ
ＡｂｓｔｒａｃｔＩｔｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｌｆｕｅｇａｓｗａｓｔｅｈｅａｔｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｎｆｅｒｒｏａｌｌｏｙｓｕｂｍｅｒｇｅｄ — ａｒｃｆｕｒｎａｃｅ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｉｔａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｃｅｓｓ，ｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｉｆｔｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｔｒｅｃｔｉｏｎｂｅｎｅｉｆｔｓ，ｗｈｉｃｈｏｐｅｎｓｕｐａｎｅｗｗａｙｆｏｒｔｈｅｆｅｒｒｏａｌｌｏｙｓｉｎｄｕｓｔｒｙｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎｒｅｄｕｃｉｔｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｆｅｒｒｏａｌｌｏｙ，ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ－ａｒｃｆｕｎａｒｃｅ，ｌｆｕｅｇａｓ，ｗａｓｔｅｈｅａｔｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ｅｎｅｒｙｇｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ

硅铁矿热炉烟气余热发电技术研究及案例分析

关键词：硅铁矿热炉；烟气余热发电系统；技术指标；投资收益；评价标准 doi:l0.3969/j .issn.l000-6532.2019.06.004
中图法分类号TD989 文献标志码：A 文章编号：1000-6532 (2019) 06-0018-07
硅铁余热发电技术是利用硅铁冶炼矿热炉烟气余热进行发电的技术。铁合金行业作为钢铁工业的重要组成部分，每年消耗大量能源，其产品是高能载体，而且冶炼过程中产生的高温烟气和设备散热带走了大量的能量。作为三大铁合金系列产品之一的硅铁，消耗的电能几乎占到整个铁合金工业的
国家政策导向：伴随着铁合金行业规模的迅速扩张和快速发展，行业准入门槛低、产能过剩、产业集中度低、行业整体技术水平偏低、污染严重等问题也逐渐显现。为了加快推进铁合金行业的结构调整，2004年以来国家出台了一系列铁合金行业的产业政策和调控措施。
国家特别鼓励企业技术装备向大型化、封闭化、自动化的方向发展。鼓励企业建设25MVA及
收稿日期：2018-07-25;改回日期：2018-08-17 作者简介：邓波(1977-)，男，博士，高级工程师。研究方向为多能互补、工业余热利用。
第6期 2019年12月
邓波：硅铁矿热炉烟气余热发电技术研究及案例分析
• 19 •
以上大型铁合金电炉项目，以增加产能10万t以上大型企业户数，提高产业集中度。通过发展循环经济，节能减排降耗，搞好环境保护来提高行业和企业综合竞争力，实现产业升级。
硅铁合金即铁和硅组成的合金，主要用于炼
钢脱氧剂和硅系合金钢的合金原料。生产硅铁的主要设备为矿热电炉，是以电为热源，硅石、钢屑等铁质料为原料，焦炭为还原剂，在高温下(17001900°C)进行化学反应，通过炭将硅石中的二氧化硅还原为硅，并与熔化的钢屑等铁质原料形成硅铁。

矿热炉烟气余热利用技术的探讨

再Ｕ昌
国家积极鼓励、大力推广的节能技术，不仅节约能源，
更有利于环境保护。目前，国铁合金年产量约为我
余热是指在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，即多余、弃的能源，废包ｌ３０吨．据国外已有经验推算，炼烟气余热０万依冶用于发电可达到ｌｌｍｋ／，ｘ０Ｗｈａ因此，用铁合金冶利
中图分类号Ｔ３１Ｆ３．５
ＤＩＣＵＳＳＳｏＮＦＬＵＥＧＡＳＲＥＳＤＵＡＬ．ＩＨＥＡＴＵＴＩＺＡＴＩＬＩｏＮ
ＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹｏＦｏＲＥＳＥＬＴＩＭＮＧＵＲＮＡＣＥＦ
ＹａｕＹｉｇＣｏｎＪｎｎｕ
Байду номын сангаас
（ｈｏｏｃａｉｌｎｉｅｒｇＱｎｈｉｎｖｒｔＸｉｇＣｉａ８０１）ＳｏｌｆｈｎａＥｇｎｅｎ，ｉｇａＵｉｓｙｉｎ，ｈｎ１０６ｃＭｅｃｉｅｉ，ｎ
ＡｂｔａｔＩｒｅｏｅｆｃｉｅｕｅｔｅｆｅｇｓｒｓｄａ— ｅｔｕｉｚｔｎｏｒｍｅｔｇｆｒａｅｅｓｂｌｙｔｃｎｃｌｓｒｃｎｏｄｒｔｆｔｓｈｕａｅｉｕｌｈａｔｉａｉｆｏｅｓｌｎｕｃ，ａｆａｉｉｔｅｈｉａｅｖｌｌｏｉｎｉｐｏｒｍｆｕａｏｅｅａｉｎｗｓｐｏｉｅ．ｈｓｓｓｅｗｓｕｉｇｒｓｄａ— ｅｔｂｉｒｔｂｏｂｆｅｇｓｈａｆｏｅｒｇａｏｅｇｓｃｇｎｒｔａｒｖｄｄＴｉｙｔｍａｓｎｅｉｕｌａｏｌｏａｓｒｕａｅｔｏｒｌｆｏｈｅｌｓｌｎｕｎｃ，ｒｄｃｎｈａｕａｅａｏｏｕｅａｅｔｓｕｃ．ｈｎｔｅｓｓｅｐｔｄｉｔｐｒｔｎｔｅｆｅｍｅｔｇｆｒａｅｐｏｕｉｇｔｅｓｔｒｔｄｖｐｒｔｓｓａｈａｏｒｅＷｅｈｙｔｍｕｔｎｏｏｅａｉ，ｈｕｉｅｏｌｇｓｒｓｄａ— ｅｔｏｒｍｅｔｇｆｒａｅｗｏｌｅｅｆｃｉｅｙｒｔｅｅ，ｉｈｄｐｓｉｅｄｍｏｓｒｔｎｅｆｃｎｒａｉｉｇａｅｉｕｌａｆｏｅｓｌｎｕｎｃｕｄｂｆｔｌｅｒｖｄｔａｏｉｖｅｎｔａｉｆｔｏｅｌｎｈｉｅｖｉｔｏｅｚｔｅｃｅｎｎｒｄｃ．ｈｌａｉｇｐｏｕｅＫｅｗｏｄｏｅｓｌｉｇｆｒａｅｒｓｄａ．ｅｔｕｉｚｔｎｆｕａｙｒｓｒｍｅｔｎｃ，ｅｉｕ１ａｔｉｉ，ｅｇｓｎｕｈｌａｏｌ

矿热炉余热利用技术浅析

矿热炉余热利用技术浅析摘要：矿热炉生产工艺中，会耗费大量的电能，而排放大量的高温烟气，其热量约占系统总能耗量的40%左右，进一步充分利用这些中、低品位的余热是节能降耗、减少温室气体排放的关键。

关键词：矿热炉；余热发电；清灰1概述我国是世界第一铁合金生产大国，占世界铁合金总产量的50以上。

铁合金行业多采用矿热炉电热法生产，其生产过程中需消耗大量的电能，同时冶炼过程中产生的高温烟气也带走了大量热量。

根据炉型密闭形式，矿热炉可分为半密闭式和密闭式两种，不同炉型烟气的主要特点有：半密闭矿热炉烟气量大，主要成分是以N2为主的不可燃气体，烟气温度可达400℃左右；密闭矿热炉烟气量相对较小，主要成分是以CO为主的可燃气体。

本文以半密闭矿热炉余热利用技术进行分析。

2余热利用系统半密闭炉烟气含有的可燃气体微乎其微，温度高达400℃以上，而且从炉门处混入的空气较多，烟气量较大，适合采用余热锅炉换热发电。

但烟气含尘量大，且粉尘中含有大量的SiO2，颗粒细小吸附性强。

烟气中粉尘浓度随炉况变化而变化，通常在1000~5000mg／Nm之间。

烟气中所含的粉尘粒度非常小，95％粉尘粒度均小于5μm，小于2μm的占77％，详见表1。

这些粉尘的粘性很大，非常容易粘附在烟道、金属管表面，这些高粘性粉尘更容易粘结在换热器管壁上，导致换热效率差，给锅炉除灰带来较大难度，要重点考虑锅炉除灰系统，根据灰尘的特点进行针对性的除灰方式设计，否则严重影响锅炉的换热效率和发电效益。

甚者无法连续生产，影响冶炼工序。

表1矿热炉烟尘分散度半密闭矿热炉烟气余热利用主要采用余热锅炉配蒸汽轮机发电机组方式。

半密闭矿热炉的烟气量大，烟气温度较低，烟尘含量大，发电过程中主要利用烟气的显热(物理热)，未经净化的烟气直接进余热锅炉进行热交换，交换后产生的高温蒸汽推动汽轮机做功进行发电。

主要设备包括余热锅炉、蒸汽轮机发电机组、冷却水处理系统、化学水处理系统、电气系统及热工控制系统等。

科技成果——矿热炉烟气余热利用技术

科技成果——矿热炉烟气余热利用技术
适用范围
钢铁行业、硅系铁合金冶炼、化工电石行业等
成果简介
1、技术原理
通过余热回收装置，利用生产过程中产生的高温烟气及辐射热量，进行二次回收利用，在余热锅炉内产生中低压蒸汽，进而推动发电设备进行发电。

2、关键技术
矿热炉高温烟气导入余热锅炉，蒸汽驱动汽轮机组从而带动发电。

当余热发电设备出现故障或进行正常维修时进行烟气导出转换，恢复现有除尘状态。

主要技术指标
16台14000kVA矿热炉余热利用系统，年发电量可达1.92亿kWh。

典型案倒
典型用户：青海百通高纯材料开发有限公司
建设规模：8台13t余热锅炉，24000kW余热发电机组及配套设施，设计年发电量为1.92亿kWh。

主要技改内容：将原来的烟气净化空冷却器全部拆除，安装8台13t余热锅炉及相关配套管网，安装24000kW蒸汽发电机及配套余热锅炉和输电设备，改造硅铁矿鼎炉烟罩，建冷却池、冷却塔、化学水处理、给排水及相应土建工程。

主要设备为16台14000kVA矿热炉烟罩、8台13t余热锅炉和24000kW余热发电机组及配套设施。

节能技改投资额1.71亿元，建设期18个月。

每年可节约67200tce （按年发电量1.92亿kWh计算），年节能经济效益6144万元，投资回收期2.5年。

33MVA硅钙合金矿热炉烟气余热利用发电技术实践

世界有色金属 2018年 8月上164前沿技术L eading-edge technology33MVA 硅钙合金矿热炉烟气余热利用发电技术实践徐斌1，周江峰2（１．陕西省镇巴屈家山矿业有限公司，陕西　汉中　７２３６０７；２．陕西盛华冶化有限公司，陕西　汉中　７２３３００）摘要：本文介绍了３３ＭＶＡ硅钙合金矿热炉烟气余热发电概况和工作原理，并对余热发电系统建设过程中出现的问题及解决措施做了介绍。

实践证明，３３ＭＶＡ硅钙合金矿热炉烟气余热利用发电技术解决了能源浪费问题，降低了企业的生产成本，提高了硅钙产品的市场竞争力，促进了我国硅钙烟气余热发电技术和装备制造水平的技术进步。

关键词：３３ＭＶＡ硅钙矿热炉；余热发电；烟气利用中图分类号：ＴＫ１１５文献标识码：Ａ文章编号：１００２－５０６５（２０１８）１５－０１６４－２Practice of 33MVA Silicon-calcium Alloy Are Furnace Flue Gas Waste Heat Utilization PowerGeneration TechnologyXU Bin 1, ZHOU Jiang-feng 2（１．　Ｓｈａａｎｘｉ　Ｚｈｅｎｂａ　Ｑｕｊｉａｓｈａｎ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ．，　ＨａｎＺｈｏｎｇ　７２３６０７，Ｃｈｉｎａ；２．　Ｓｈａｎｎｘｉ　Ｓｈｅｎｇｈｕａ　Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，ＨａｎＺｈｏｎｇ　７２３３００，Ｃｈｉｎａ）Abstract:　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｇｅｎｅｒａｌ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｏｆ　３３ＭＶＡ　ｃａｌｃｉｕｍ　ｓｉｌｉｃａｔｅ　ａｌｌｏｙ　ｏｒｅ　ｆｕｒｎａｃｅ，　ａｎｄ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ａｎｄ　ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ．Ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｐｒｏｖｅｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｆｒｏｍ　３３ＭＶＡ　ｃａｌｃｉｕｍ　ｓｉｌｉｃａｔｅ　ａｌｌｏｙ　ｏｒｅ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｓｏｌｖｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｏｆ　ｅｎｅｒｇｙ　ｗａｓｔｅ，　ｒｅｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｃｏｓｔ　ｏｆ　ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ，　ｉｍｐｒｏｖｅｓ　ｔｈｅ　ｍａｒｋｅｔ　ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｎｅｓｓ　ｏｆ　ｃａｌｃｉｕｍ　ｓｉｌｉｃａｔｅ　ｐｒｏｄｕｃｔｓ，　ａｎｄ　ｐｒｏｍｏｔｅｓ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　ｌｅｖｅｌ　ｏｆ　ｃａｌｃｉｕｍ　ｓｉｌｉｃａｔｅ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｉｎ　Ｃｈｉｎａ．Keywords: ３３ＭＶＡ　ｓｉｌｉｃｏｔｈｅｒｍａｌ　ｆｕｒｎａｃｅ；　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｐｏｗｅｒ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ硅钙合金是钢铁生产使用的一种理想的脱氧剂、脱硫剂，是用硅石和石灰石在矿热炉中冶炼还原制得[1]。

科技成果——全密闭矿热炉高温烟气干法净化回收利用技术

科技成果——全密闭矿热炉高温烟气干法净化回收利用技术适用范围钢铁行业铬、硅、锰系等铁合金冶炼烟气净化回收与综合利用行业现状铬、硅、锰系等铁合金冶炼行业的矿热炉在冶炼过程中会产生大量烟气，温度通常在400℃左右，含有大量热量。

按生产75%硅铁矿热炉为例，烟气中的热量约为总输入能量的50%。

矿热炉冶炼铬铁时，生产1t铬铁约产生780Nm3的煤气。

目前我国铁合金冶炼行业对冶炼烟气的利用普遍不足，大量的能量被烟气带走，不仅生产污染严重，治理任务艰巨，而且能源利用率低，造成了能源浪费、环保压力大、企业生产成本过高等行业共性问题。

冶炼烟气若能有效利用，将具有较大的节能潜力。

成果简介1、技术原理该技术的关键是高温烟气的除尘挣化技术，也是后续烟气发电和铬粉矿煤气烧结（预处理）的基础。

主要技术原理是采用全封闭矿热炉冶炼和控制技术，将冶炼所产生的高温烟尘通过FeAl非对称过滤器进行干法净化，并将净化后的烟气输送到煤气柜中储存，用于发电和铬粉矿煤气烧结，起到节能效果。

2、关键技术（1）新型过滤材料制备技术针对冶炼烟气干法除尘，首次提出了选择FeAl金属间化合物作为过滤净化滤芯材料的新理论，成功解决了冶金行业550℃以上高温气体过滤技术难题。

（2）自动控制系统应用技术冶炼工艺采用全封闭式25500kVA大型矿热炉冶炼高碳铬铁，炉体组合把持器系统是国内先进的技术设备，整个生产过程自动化控制，并可实现对整个电炉系统的运行状况进行动态监视与控制。

（3）铬铁冶炼高温烟气干法除尘净化技术除尘效率可达99.99%以上，可满足化工制取甲醇的要求。

同时加装化学分离设备后可达到一氧化碳与甲醇反应制取醋酸的工艺要求。

（4）铬铁冶炼高温烟气综合利用技术冶炼副产高温烟气除尘净化后，可作为优质燃料综合利用。

采用该技术回收的煤气热值高达13.17MJ/Nm3，约为天然气热值的37%，可满足铬铁生产线原矿烧结预处理、焦炭烘干及尾气发电机组燃料需要。

矿热炉烟气资源综合利用

摘要院根据矿热炉烟气温度及成分的特点袁提出其资源综合利用的多种方案袁并阐述其主要设备组成尧
工艺难点优劣和今后的发展方向遥
关键词院矿热炉曰烟气曰余热曰综合利用
中图分类号院X701袁X706
文献标识码院B
文章编号院员园园愿原怨缘园园渊圆园 11冤园8原园园 17原园 5
Comprehensive Utilization of Submerged Arc
圆援灾燥造 9袁晕燥ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 8 圆园 11 年 8 月
灶燥蚤贼葬扎蚤悦灶澡造悦泽皂藻怎燥蚤葬糟砸蚤藻澡责泽哉增藻则灶贼藻则蚤泽
中国资源综合利用
荫综合利用
矿热炉烟气资源综合利用
武荣阳 1袁3袁吴国华 2袁向召洋 1袁张恺进员袁张殿华 3
渊1.大连重工窑起重集团设计研究院袁辽宁大连员员远园员猿曰2.大连海事大学交通运输管理学院袁辽宁大连员员远园圆远曰 3.东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室袁沈阳员员园愿员怨冤
Abstract院Multiple schemes of off-gas integrated reuse are presented according to off-gas characteristic on
temperature and ingredient. The paper repersented the key equipment constitution 袁 technology difficulties
渊2冤密闭炉渊电石炉冤烟气特点密闭炉中可燃气体含量较高达到 80%左右袁而且温度较高达到 700 益左右袁气量相对于半密闭炉
则较少袁但潜热量大袁适合采用燃气锅炉发电遥另外

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

矿热炉烟气余热利用技术
一、技术名称：矿热炉烟气余热利用技术
二、适用范围：钢铁行业硅系铁合金冶炼、化工电石行业等
三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状：
2008年我国各类铁合金产量1900万吨，耗电量约为1100亿kWh 。

四、技术内容：
1.技术原理
通过余热回收装置，利用生产过程中产生的高温烟气及辐射热量，进行二次回收利用，在余热锅炉内产生中低压蒸汽，进而推动发电设备进行发电。

2.关键技术
矿热炉高温烟气导入余热锅炉，蒸汽驱动汽轮机组从而带动发电。

当余热发电设备出现故障或进行正常维修时进行烟气导出转换，恢复现有除尘状态。

3.工艺流程
具体工艺流程见图1。

图1 硅系铁合金冶炼矿热炉烟气余热利用系统示意图
五、主要技术指标：
16台14000kVA 矿热炉余热利用系统，年发电量可达1.92亿度。

六、技术应用情况：
该技术已在部分铁合金企业使用，技术成熟，节能效果显著。

七、典型用户及投资效益：
典型用户：XX 材料开发有限公司
1）建设规模：8台13吨余热锅炉，24000kW 余热发电机组及配套设施，设计年发
余热烟气
矿热炉余热锅炉
汽轮机、发电机
软化水
干法布袋除尘器
电量为1.92亿度。

主要技改内容：将原来的烟气净化空冷却器全部拆除，安装8台13吨余热锅炉及相关配套管网，安装24000kW蒸汽发电机及配套余热锅炉和输电设备，改造硅铁矿热炉烟罩，建冷却池、冷却塔、化学水处理、给排水及相应土建工程。

主要设备为16台14000kVA矿热炉烟罩、8台13吨余热锅炉和24000kW余热发电机组及配套设施。

节能技改投资额1.71亿元，建设期18个月。

每年可节约67200tce（按年发电量1.92亿度计算），年节能经济效益6144万元，投资回收期2.5年。

八、推广前景和节能潜力：
预计2015年该技术可在钢铁、化工等行业推广到60%，总节能能力约105万tce/a。