有色冶金行业烟气余热利用
典型有色金属冶炼过程中烟气回收研究利用
典型有色金属冶炼过程中烟气回收研究利用摘要：有色金属的冶炼过程中会造成大量能源的使用，在使用過程中会出现大量烟气，烟气中存在的余热能源可以达到能耗总构架的60%左右，这就意味着如果能够有效再利用烟气，回收能源，可以带给有色金属冶炼行业较高的成本降低价值与企业发展前景。
本文以值作为烟气中存在的余热价值变量的衡量标准，通过能级来区分烟气余热所存在的能源品质，通过烟气余热分析再回收达到降低能源损耗，减少成本消耗的目的。
本文将从有色金属冶炼概论，有色金属目前烟气回收会存在的现状问题与烟气回收余热原则三个方面进行对与典型有色金属冶炼过程中烟气余热回收的研究。
关键词：有色金属；烟气余热回收；余热分析一有色金属烟气概述1有色金属冶炼烟气余热我国有色金属冶炼过程中，会造成大量烟气排放，而烟气余热资源占据着总余热资源的80%左右，总烟气余热中，温度高于900°的烟气能够达到52%左右，可以看出有色金属冶炼烟气中属于高温烟气范畴的余热能够占据超过一半，具有相对较高的回收价值，低温烟气余热回收成本较高，相对价值较少，所以本文典型有色金属冶炼过程中烟气回收研究利用主要研究烟气中，高温余热部分。
我国有色金属冶炼的原料相对比较复杂，但是大多数冶炼都需要使用硫化矿作为原材料，这就导致了有色金属冶炼烟气中SO2等具备腐蚀性的气体相对更多，这部分烟气硫化比重大，烟气温度高，极容易造成冶炼器材与设备的被腐蚀，烟气也具备相对较大的烟尘，随着有色金属冶炼的进程，烟尘也会变得耕读哦，这些烟尘附着在烟气中对于有色金属冶炼本身造成了较大的负担。
2有色金属冶炼烟气特点有色金属冶炼具备相对明显的特点1）不稳定的热负荷：有色金属相对复杂，生产周期不稳定，这就直接造成了温度品与炉渣的排放周期是不稳定的，烟气成分中很大部分是炉渣造成的，所以生产过程中烟气的余热会有着较为明显的变化。
2）烟气中的尘量相对较多烟化炉中的含尘量已经可以达到80-160g、m3，这种含尘量已经远远超过了一般工业炉所产生的含尘量，烟尘成分复杂，物理化学特性相对恶劣，容易对于设备造成积灰、粘接等现象，会造成设备堵塞与磨损后果发生。
转炉烟气余热回收流程
转炉烟气余热回收流程转炉是一种用于冶炼钢铁的设备，在生产过程中会产生大量的烟气。
这些烟气中含有大量的热能，如果不能有效地回收利用，不仅会造成能源的浪费，还会对环境造成污染。
因此，利用转炉烟气余热回收技术，将其中的热能回收利用，不仅可以降低能源消耗，还可以减少环境污染。
转炉烟气余热回收流程主要包括烟气净化、余热回收和余热利用三个步骤。
第一步，烟气净化。
转炉烟气中含有大量的粉尘、二氧化硫、氮氧化物等有害物质，需要进行净化处理。
烟气净化的方式主要包括干法和湿法两种方式。
干法烟气净化主要是利用静电除尘器、布袋除尘器等设备将烟气中的粉尘和微小颗粒物过滤掉。
湿法烟气净化则是将烟气通过喷淋等方式与水接触，使烟气中的有害气体转化为水溶液，进而进行分离和回收。
第二步，余热回收。
在烟气净化后，烟气中的热能仍然很高，需要通过余热回收设备进行回收利用。
常用的余热回收设备包括烟气余热锅炉、烟气换热器等。
烟气余热锅炉是利用烟气中剩余的热量产生蒸汽或热水的设备。
烟气换热器则是利用烟气与其他介质接触，将烟气中的热能传递给其他介质，进而产生蒸汽或热水。
这些蒸汽或热水可以用于工业生产或供热等领域。
第三步，余热利用。
回收到的余热可以直接供应给工业生产中的热源，也可以通过热电联产等方式将其转化为电能供应给电网。
热电联产技术是利用余热锅炉产生的高温高压蒸汽驱动汽轮机发电，并将过程中产生的低温余热通过换热器回收利用，从而实现能量的高效利用。
转炉烟气余热回收技术不仅可以降低能源消耗，还可以减少环境污染。
目前，该技术已经在钢铁、化工、建材等领域得到广泛应用，为企业节能减排、提高经济效益做出了贡献。
有色冶金烟气余热回收利用
艺周期性变化 ， 这些烟气的特点都在很大程度上 影响着对有色冶金炉窑烟气余热的回收利用。 １２ 回收现 状 ． 目前较为普遍的对有色炉窑的烟气余热进行 回收利用的方法有： （ ）在 烟道安装余热锅炉 １ 生产蒸汽 ；（ ）利用余热发电 ； （ ）利用烟气 ２ ３
Ｖ０． Ｏ Ｎ ２ Ｊ３ Ｄ ． Ｍａ ． ０１ ｒ２ １
冶
金
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源
５ ９
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有色 冶 金 烟气 余 热 回收利 用
张健敏 于 海
（． １ 洛阳栾川钼业集团冶炼有限责任公司， ． ２ 东北大学材料与冶金学院）
Ｚ ａ ｇＪａ ｍｉ Ｙｕ Ｈａ ｈ ｎ ｉｎ ｎ ｉ
（ ． ｈｎ ｏｙｄ ｎ ｍ Ｓ ｅ ｉｇＣ ． Ｌｄ ２ ｏｔｅｓ ｒ ｎｖｒ ｔ） １Ｃ ｉ Ｍ ｌ ｅ ｕ ｍ ｌｎ ｏ ， ｔ．， ．Ｎ ｒ ａｔ Ｕ ｉ ｓｙ ａ ｂ ｔ ｈ ｅ ｎ ｅｉ
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温度在 ６Ｏ一１０ ℃之 间 的 中温烟气 余热 和温度 ０ ００
收稿 １期 ： １ ０—１ ３ ２ ０—１ ０ １
的热效率也越低。因而尽可能最大限度地 回收烟 气余热是提高炉窑热效率的必要措施 。 另外 ， 由于大多数有色金属冶炼所用 的原材 料都是硫化矿 ， 炉窑产生的烟气 中含 Ｓ Ｏ 等腐蚀 性气体较多 ， 并且大部分的烟气温度很高 因此烟 气容易对换热设备造成高温或低温腐蚀。同时 ，
冶炼烟气余热回收利用的技术研究
张 晓
（ 昆明冶金研究院
云南昆明
６ ５ ０ ０ ３ １ ）
广 ／ ／
摘
节约材料 、 降低 成本方面具有独到的特点。 要： 近年来， 我 国的钢铁 工业飞速 的发展 ， 钢铁产 ＼ 、 在热量 的刚收 、 现在进 行的烟气回收利用的形式大体上分为 三种 ： 一种 是炯
Ｌ 、 ＼
关键词： 冶炼； 烟气余热； 余热回收； 节能
至 储水 箱 ， 与 系 统互 补 后 送 至 热 用 户 。 ２ ． ２烟 气 余 热 回 收 利用 的解 决 方 法
随着工业的发展 ， 能源 ｝ 肖 耗量不 断地 增加 ， 空气污染 日渐严
热 管式 换 热器 不仅 可 以降低 能 源 的消耗 还 能 降低排 炯 温
提高热能 的利用效 率 ， 减少高 温炯气造成锅 炉壁的损坏 。使 重， 所 以当下减少能源 的消耗 ， 合理利用 现有 能源 的二次 回收利 度 ， 用热管式 的换热器 热阻极小 ， 热 密度高 ， 可 以克服 常规换热 器的 用是研究 的重要课题。烟气余热是二次能源 ， 煤炭 、 石 油等不 可冉
烟气余 热虽然 热量很 高 ， 得 到利 用 ， 降低 了能 源的消耗 ， 提高 了整体
另一方 面该 烟气余 热 回收装置能够把排 娴温度降低至 值， 但是烟气余 热回收利用的难度很高。因为若排烟温度低 ， 锅炉 的经济性 ， ６ ０度 以下 ， 有效地减少 了热污染 ， 降低经济成本 。 尾部 受热面的烟气 和工 质的换热 温差 就会 减少 ， 导致传热面积 的
耗 能 和 热 量 ，虽 然 在 节 能 方 面 我 国 也 在 努 力 并 且 取 得 了 一 些 效 下面设置落灰 斗， 这是 为了防止换热器工作时烟气 流速 下降时烟
有色金属工业的余热利用问题
有色 金 属 工 业 的 余 热 利 用 问 题
邢 卫 国
才
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有色 金 属主亚弓 由子金 属矿 右 品 位 低
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一
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国 外的实践表 明
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节 能经济 效益每 年达
,
近 年来一 直很 注 意余 热利 用
美 国金属精炼公 司 冶炼 厂 在 广 泛 调 查
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冶 炼 厂 余 热 回 收利 用设 计 方 案投 资效益
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科技成果——深度利用工业烟气余热消除有色烟羽技术
科技成果——深度利用工业烟气余热消除有色烟羽技术适用领域本技术适用于钢铁、化工、建材、电力、造纸、机械等工业行业的有色烟羽治理成果简介图1 有色烟气治理原理图图中红线表示烟气中的饱和水蒸气分压随着温度变化的曲线，在降温降压的扩散过程中，烟气中的水蒸气会析出，产生有色烟羽。
红线左边为出现有色烟羽区域，红线右边为无可视烟羽区域，其中A点表示脱硫塔出口烟气状态点，B点表示采用加热技术后烟气状态点，C点表示消除有色烟羽的环境状态点，D点表示采用纯冷凝技术后烟气状态点，F点表示采用烟气冷凝再加热技术后烟气状态点。
1、加热技术（1）MGGH技术是一种高效管式热媒体换热器,将脱硫塔前烟气降温，烟气与MGGH烟气冷却器中的热媒水换热，经换热后的热媒水进入脱硫塔后的烟气再热器，将烟气换热升温后排放，该技术有助于提高烟气扩散效果，达到消除有色烟羽的目的，其工艺流程如图2所示。
图2 MGGH工艺流程示意图图3 整体式HGGH示意图（2）HGGH技术是以热管为核心的具有高效传热性能的传热技术，它通过密闭真空管壳内工作介质的相变来传递热量，具有传热能力大、速度快、效率高的特点。
HGGH将进入脱硫塔前原烟气降温所获热量用以加热脱硫塔出口净烟气温度，净烟气通过升温有助于提高烟气扩散效果，达到消除有色烟羽的目的，常用整体式HGGH技术如图3所示。
2、冷凝再加热技术冷凝再加热技术结合了冷凝技术与加热技术的优点，从技术上解决了一些气候湿润地区的有色烟羽现象，而且兼顾了中国北方大部分地区缺水严重的状况。
利用冷凝技术在减少湿烟气含水量的同时，可以将冷凝水用于脱硫系统，减少水资源消耗，再利用加热技术并基于当地的气候条件，将含湿量降低后的烟气升到较低的温度即可解决有色烟羽问题。
图4 烟气冷凝+加热工艺流程示意图技术指标（1）降温：烟气冷却器将原烟气温度从120-160℃下降到80-100℃，节约热量可作多用途。
（2）升温：烟气加热器将脱硫塔出口烟气温度提升至65℃以上，消除有色烟羽。
烟气余热深度梯级利用方案分析
烟气余热深度梯级利用方案分析随着工业化发展的日益深入，许多行业的烟气余热得到了越来越多的关注。
烟气余热指的是工业生产过程中发生的燃烧、换热、冷凝等现象产生的废气中尚未被充分利用的热能。
对于许多工业企业而言，充分回收利用烟气余热，不仅可以提高能源利用效率，减少能源消耗，还能改善环境质量，减少企业生产成本并提高竞争力。
因此，烟气余热深度梯级利用方案的研究成为了当前工业领域中的重要课题。
1. 预处理利用燃烧产生的废气中含有大量的热量和污染物，为了充分利用其中的热能，可在废气排放前对其进行预处理。
预处理方式主要包括烟气除尘、脱硫和脱氮等。
预处理后的废气热量更为干净、高纯，可提高下游热交换设备的使用寿命，并且能够满足不同工艺的需求。
2. 烟气换热利用利用烟气中的热能进行换热是烟气余热利用的基础。
通过烟气换热可以将烟气中的热能转移给介质，使介质在不消耗燃料的情况下得到加热，同时使燃料的热利用率提高。
在工业生产中，常用的烟气换热设备有烟气换热器、管壳式烟气换热器、板式烟气换热器等。
通过烟气与水热交换，将烟气中的热量传递给水，使其蒸发成为蒸汽，进而利用蒸汽驱动发电机产生电力，以实现余热的深度利用。
该方法能够将烟气中的热能转换为电能，极大地提高了能源利用效率。
烟气废气中的物质构成各异，可以通过一定的化学反应与其他物质相结合，进一步提高能源利用效率。
比如，可以利用废气中的氮氧化物在合适的条件下与水反应生成硝酸，再利用硝酸制备氨肥或制酸，使得原本的烟气余热得到了更深层次的利用。
总的来说，烟气余热深度梯级利用方案是针对不同工业生产过程产生的废气进行分类处理和利用，以实现资源的高效利用和环境保护的目的。
要实现深度梯级利用的目标，需要综合考虑工业生产流程本身、废气产生的组成和特性、不同利用方式的优缺点等因素，从而制定出合理的利用方案。
有色金属冶炼烟气余热回收利用分析
有色金属冶炼烟气余热回收利用分析摘要：有色金属的冶炼过程需要消耗大量的能源，在其能耗的构成中冶炼过程的余热资源约占总能耗的，而在这些余热资源中烟气余热占的比例很高。
由此可见，回收有色冶金行业中的烟气余热对于降低有色冶金工业能耗有着重要意义。
然而，由于有色金属冶炼过程中烟气固有的特点以及目前烟气余热回收存在的种种问题，有色金属冶炼烟气的余热资源的回收利用潜力还很大。
为此，本文以有色金属冶炼中的铜冶炼、铝冶炼以及火法锌冶炼等工艺为研究对象，针对典型的有色金属冶炼设备进行有色金属冶炼烟气余热回收利用的研究，在文中详细介绍了炼烟气余热回收的原则和方式，为今后进一步开展试验奠定基础。
关键词：有色金属；烟气；余热回收；1.引言在我国有色冶金行业的余热资源中，烟气余热资源占可利用的余热资源的80%，其中温度高于1000℃的高温烟余热占总烟气余热的52%，而温度在600-1000℃之间的中高温烟气余热和温度低于600℃的中低温烟气余热分别占总烟气余热的26%和22%。
有色冶金烟气中高温烟气的余热占一半左右，其余热回收价值很乐观。
而余下的余热资源中中高温和中低温烟气余热各占一半左右，其也占有相当的份额，不容小视。
同时，低温烟气余热大部分是难以回收的，因此开发利用烟气余热，特别是中、高温烟气余热资源有很大价值。
大多数有色金属冶炼所用的原材料都是硫化矿，从而炉窑产生的烟气中含等腐蚀性气体较多，并且大部分的烟气温度很高，因此烟气容易对换热设备造成高温或低温腐她。
同时，烟气中的含尘量大，有些炉密产生的烟气量随工艺周期性变化，这些烟气的特点都在很大程度上影响着对有色冶金炉窜烟气余热的回收利用。
1.烟气余热回收利用原则研究余热资源的回收与利用必须同时依据热力学第一和第二两大定律，不仅要看热量的数量损失，还要看热量的质量下降，过分地强调其中的哪一个都是片面的。
大家知道，对物料的溶化、加热、焙烧、干燥等几乎所有热工过程，如果将回收的热量直接应用于工艺过程本身，可降低该工艺过程的产品能耗。
铝冶炼烟气净化余热利用技术的探讨
铝冶炼烟气净化余热利用技术的探讨摘要：自改革开放以来，我国社会和经济的发展越来越快，环保节能理念也日益深入人心，对于铝冶炼方面来说，将新工艺、新技术引入环保系统，从工艺、设备控制技术和生产系统的协调方面，开展全方位的研究，从而将铝冶炼企业污染物的排放量降低到最低限度是我们长期的目标，这对推动整个铝冶炼行业的技术进行具有重要意义。
基于此，本文主要阐述了铝冶炼的烟气净化工艺、铝冶炼烟气治理存在的问题、利用铝冶炼烟气余热的策略，希望能为我国今后工业的发展带来帮助。
关键词：铝冶炼烟气净化余热利用策略在现在社会的发展中，环境的持续恶化，正逐步制约着经济的可持续发展和人民生活的提高，环境保护的迫切性在逐步增强。
如何增强铝工业产业的节能环保利用是当前要关注的问题。
铝冶炼企业烟气净化余热利用系统的应用，能较好地解决铝冶炼生产节能问题，因此加强铝冶炼烟气净化余热利用技术对我国的发展具有至关重要的作用。
一、概况在铝冶炼生产中，通常以冰晶石-氧化铝熔体为冶炼质，以碳素材料为电极进行冶炼。
在阴极上析出液态的金属铝，在阳极上产生以二氧化碳为主的阳极气体，同时还散发出以氟化物和粉尘等污染物为主的烟气，与阳极气体统称为冶炼烟气。
弥漫在冶炼车间内部的冶炼烟气使劳动条件恶化，影响生产工人的身体健康。
冶炼烟气扩散到厂区周围，也会对大气环境造成经常性污染。
因此必须将冶炼烟气进行治理并回收氟化盐和氧化铝。
关于铝冶炼烟气净化处理的工艺方法，国内外大都采用干法净化方式，即首先用新鲜的氧化铝吸附烟气中的有害物质，然后通过布袋过滤，最后将低于国家标准的烟气排入大气。
由于在烟气净化中一味追求净化和物料回收效果，对利用高温烟气中携带的热能考虑甚少，造成烟气中的大量的热能白白浪费。
二、铝冶炼的烟气净化工艺2.1工艺流程干法净化工艺流程从功能上主要包括冶炼槽集气、吸附反应、气固分离、氧化铝输送、机械排风五个部分。
冶炼槽产生的烟气经密闭集气罩收集，通过直径600m。
利用冶炼中高温烟气进行余热发电
余热蒸汽通过抽汽凝汽式饱和蒸汽透平发电机 组， 高压蒸汽通过高压透平机做功减温减压后 ， 又根
据厂 区用 汽情况 灵 活 抽汽 用 于 其 他低 压 用 汽 单元 。 剩余 蒸汽 继续进 入低 压 透 平 机做 功 。高 、 压 透 平 低
５ 结
语
冶炼过程 中产生的高温烟气 ， 将其热能通过余
热锅 炉产生 蒸汽 再带 动 汽 轮 发 电机 组 进 行发 电 ， 能
特殊功能块 ， 并存在功能块库中， 随意调用。 系统配 置 及 功 能 ： 置 于 电 站 的计 算 机 系 统 设
简便 ， 防 止数 据 丢 失 和 电源 干 扰 ， 统 采 用 Ｕ Ｓ 为 系 Ｐ
供 电 ， 证 了运行 的可 靠性 。 保
逻辑 、 运算功能形成功能块 ， 在进行程序组态时， 如
需用 到某种 逻辑 、 运算 功能 ， 就可 在系统 的功 能块库 中找 到与之 相应 的功 能块 ， 将其 直 接拖 放 至 Ｃ Ｃ组 Ｆ 态 画 ｉ 可 。用 户 还 可 利 用 Ｐ Ｓ 面即 Ｃ ７提 供 的 一 种 类 Ｐ ＳＣ Ｌ语 言 的 Ｓ Ｌ程 序 结 构 化 控 制语 言 自定 义 Ａ ＩＡ Ｃ
余热 蒸 汽锅炉 参数 ： 蒸 汽压力 ：． ａ蒸 汽 温度 ：５ ４ ２ＭＰ ； ２５℃。
转变成 为 凝结水 并 回收 ， 以达到 降低企 业生 产成 本 、 提高经 济效 益 的 目的。机 组 运 行 参 数 见 表 １发 电 ， 机参数 表见 表 ２ 。
表 １ 机组运行参数
（ ）蒸 汽 系统 ２
主蒸汽系统是从各余热蒸汽锅炉蒸汽管道出口
【余热利用】钢铁企业焦炉的烟气余热利用
一、焦化工艺概述煤车间送来的配合煤装入煤塔，装煤车按作业计划从煤塔取煤，经计量后装入炭化室内。
煤料在炭化室内经过一个结焦周期的高温干馏制成焦炭并产生荒煤气。
炭化室内的焦炭成熟后，用推焦车推出，经拦焦车导入熄焦车内，并由电机车牵引熄焦车到熄焦塔内进行喷水熄焦。
熄焦后的焦炭卸至凉焦台上，冷却一定时间后送往筛焦工段，经筛分按级别贮存待运。
焦炉加热用的焦炉煤气，由外部管道架空引入。
焦炉煤气经预热后送到焦炉地下室，通过下喷管把煤气送入燃烧室立火道底部与由废气交换开闭器进入的空气汇合燃烧。
燃烧后的废气经过立火道顶部跨越孔进入下降气流的立火道，再经蓄热室，及格子砖把废气的部分显热回收后，经过小烟道、废气交换开闭器、分烟道、总烟道、烟囱排入大气。
对于其中经总烟道进入烟囱热烟气的仍有较大的余热回收价值。
该方案就是为回收这一部分烟气的余热而设计。
二、热管余热锅炉在焦炉余热回收中的应用烟气的余热回收利用在国内已是成熟技术。
根据我们的长期从事余热锅炉工程设计经验以及厂家提供的设计条件：一台80万吨焦化炉可利用的烟气量配置一台余热锅炉可产生压力0.7Mpa，温度170℃的饱和蒸汽9t/h ；项目实施后，可充分利用焦化炉废气的大部分热能，降低能耗，同时改变了焦化炉高温废气排入大气而污染环境的状态，实现“节能减排”的最佳效果。
热管余热锅炉技术传热系数高,防积灰、堵灰、抗腐蚀能力强。
冷热流体完全隔开，有效防止水汽系统的泄漏。
阻力损失小，可以适用于老机组的改造。
一般情况下，增加了余热回收设备，热废气的阻力增加在1500Pa左右。
单根或多根热管的损坏不影响设备整体使用。
热管制作是采用镍基钎焊翅片管技术，它是一种新型翅片管焊接工艺，由绕片——喷粉——高温烧结等十余道工序组成。
其利用镍粉的熔化将翅片与基管焊接在一起，形成冶金连接。
管片焊着率100%，接触热阻接近零。
在翅片管表面烧结一层0.2mm左右致密、光滑的合金保护层，使普通碳钢材料具有不锈钢时性能，其表面硬度高，能在高温、高流速和腐蚀性介质的冲刷下工作，耐低温酸露点腐蚀，较同类产品寿命可提高3～5倍，表面光滑可减缓积灰。
钢铁生产过程中余热利用
余能再利用技术在钢铁企业中远期规划中的应用宗燕兵苍大强白皓金翼刘治国刘建（北京科技大学生态与循环冶金教育部重点实验室，北京100083）钢铁生产过程中余热余压能的回收利用对降低生产的总能耗有十分重要的意义。
钢铁生产过程的发展，一方面要采用先进技术降低余热余能的产生量，例如连铸坯的直接轧制就基本上消除了钢坯余热损失。
另一方面则要通过综合优化充分回收利用已产生的余热余能。
余热余能资源属于二次能源，确切来讲余能资源主要包括余热能和余压能（高炉余压），大部分以热能形式存在。
在钢铁生产过程中的余热资源包括烟气余热、蒸汽余热、冷却水余热及固体显热（如烧结矿显热、焦炭显热），余压能主要指高炉余压。
作者所在的生态与循环冶金教育部重点实验室针对我国北方某钢铁集团公司进行了循环经济的发展规划，本文将就其中的烟气余热以及蒸汽余热等余热余能的回收利用规划情况作一介绍。
1烟气余热回收规划余热利用的原则是，根据余热资源的数量和品位及用户的需求，尽量做到能级的匹配，在符合技术经济原则的条件下，选择适宜的系统和设备，使余热发挥最大的效果。
简单来讲可使用如下原则：对于高温烟气余热：可直接回收利用，如用于预热助燃空气、预热煤气、预热或干燥原料或工件（电炉烟气可预热废钢）、以及生产蒸汽；也可以采用动力回收余热发电系统更符合能级匹配的原则，余热发电有以下三种方式：1）利用余热锅炉产生蒸汽，再通过汽轮机组发电；2）高温余热作为燃气轮机工质的热源，经加压加热的工质推动气轮机做功，带动发电机发电。
中温烟气余热：通过空气预热器后约300～500℃的中温烟气可以通过余热锅炉产生蒸汽方式回收热量。
余热锅炉产生的蒸汽可并入蒸汽管网，代替供热锅炉，节约锅炉燃料消耗。
蒸汽回收的热量虽然不能直接返回到炉内，但是，就提高整个企业的能源利用率、节约燃料和促进企业内部的动力平衡来说，仍起着十分重要的作用。
并且余热锅炉的设备简单、耐用，当车间需要蒸汽时可以就地取材，多余的蒸汽可以并入蒸汽管网。
典型有色金属冶炼烟气余热回收利用分析
典型有色金属冶炼烟气余热回收利用分析摘要：虽然金属熔炼过程对能量的耗费是很大的，可是由于在冶金过程中所耗费能量而形成的余热却占总能源消耗的六成左右，而在这种重要的余热资源中，烟气余热则最高达到了八成。
这样，在金属熔炼过程中对烟气余热的利用与再利用，显得尤为重要。
本文以目前中国常规金属熔炼的主要工艺流程为立足点，就处理过程中对烟气余热回收利用所存在的问题，及其完善后的处理方法展开了简要的分析研究，并就合理地提高中国典型金属熔炼烟气余热利用技术水平展开研究。
关键词：有色金属、冶炼烟气、余热回收利用引言：在当前，关于工业流程中所形成的余电烟尘，最常见的处理方式一般有：使用余电来完成水力发电、使用气体预热器来形成热风等。
采用上述方式不但降低了能源消耗，也大大提高了工业企业的能耗效益，而且降低了烟尘的总量，对企业投资、环境保护等领域也具有显著效果。
不过，因为上述方式所形成的历史时期相对较短，相应的基础理论研究成果也没有相当的完备性，这也导致了在实际应用的工作过程中常常会存在着一些热循环使用方面的问题。
而针对这些情况，可以发现其在排烟余热利用方面所存在的问题，本文就当前行业发展状况提供了合理的处理办法。
一、烟气余热回收工作存在的问题1、缺乏综合性利用当前，大多数的有色冶金企业对收集的烟气余热所采取的方式都是一次热使用的办法，而不是根据这些企业收集燃料的质量和程度实行分类供热，而更多的是对部分品位较高的热能采用了简易的一个降压设备，将整个能源系统的压力逐步减小后再使用其去解决部分的高参数用户的能源需求。
这些能量循环使用方法的出现，导致这些可利用的烟气余热能量在使用中产生了巨大的损耗。
因此，锅炉中生成的压力为1.3MPa的饱和蒸汽，其本身所具有的能量可利用值约为1005kJ/kg，而一旦工业企业采用了减压设备使之变成压力为0.3Pa来利用，则将会使之丧失约172kJ/kg的能量，而丧失的使用价值约是原来数量的百分之十七，如此计算来，该技术使用的领域和数量越大，所带来的能量损耗和风险也越大。
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。
科技成果——钢铁行业烧结烟气选择性循环净化与余热利用技术
科技成果——钢铁行业烧结烟气选择性循环净化与余热利用技术技术类别减碳技术适用范围钢铁行业，适用于带式烧结机，占地面积1500m2。
行业现状该技术可广泛应用于钢铁行业烧结工序烟气治理，技术适用于新建或改造项目，该技术成果在河钢邯钢完成国内首套示范工程应用，并在河钢集团内部全面推广，在集团下属邯钢、承钢、唐钢新区等子公司实现90%的技术配套率。
成果简介（1）技术原理烧结烟气选择性循环净化与余热利用是根据烧结风箱烟气排放特征（温度、含氧量、烟气量、污染物浓度等）的差异，在不影响烧结矿质量的前提下，选择特定风箱段的烟气循环回烧结台车表面，用于热风烧结。
循环烟气由烧结机风箱引出，经除尘系统、循环主抽风机、烟气混合器后通过密封罩，引入烧结料层，重新参与烧结过程。
烟气显热全部供给烧结混合料进行热风烧结，降低了烧结固体燃料消耗，改善了表层烧结矿质量，提高了烧结矿料层温度均匀性和破碎强度等理化指标。
（2）关键技术1、烧结烟气选择性循环节能减排技术基于烧结烟气分风箱排放特征差异化的特点，选择特定风箱段烟气，经除尘系统、主抽风机、烟气分配器后通过密封罩循环回烧结台车表面重新参与烧结过程，有效削减烟气排放量，降低末端净化设备的处理负荷及成本；解决了烟气温度、含氧量、各污染物浓度对烧结生产原料消耗、产矿质量的影响。
2、CO过程减排技术通过选择性选取高氧、高温段风箱烟气进行循环，通过营造高温、高氧气氛，强化循环烟气中CO在穿透料层时的二次燃烧反应，实现CO过程减排。
3、通过热风烧结效应提升烧结矿质量通过定量分析不同循环工况下烧结过程的温度场分布，优选烧结终点温度升高的循环工况，通过高温循环烟气与烧结床层的直接热交换强化烧结废气低品位余热利用效果，降低了烧结生产过程的固体燃料消耗，高温循环烟气的热风烧结效应使料层上部烧结温度提高、温差降低，减少了热应力，矿物充分结晶、液相量增加，提高了烧结整体成品率及烧结矿强度。
4、流量均配双侧进气密封罩通过工况波动的密封罩压力预测模型，开发了与生产联动的智能化压差反馈调节控制系统，解决传统烟气循环技术布风不均、循环烟气外溢问题。
炼铁过程中的废气余热利用技术
总结：废气余热利用技术在炼铁过程中具有显著的节能效果和经济效益
案例二：另一钢铁公司未采用废气余热利用技术，能源成本较高
炼铁废气余热利用技术的经济效益与社会效益评估
经济效益评估
减少环境污染：废气余热利用技术可以减少废气排放，降低环境污染。
节省能源成本：通过回收废气余热，减少能源消耗，降低生产成本。
提高生产效率：废气余热利用技术可以提高生产效率，增加产量。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
创造就业机会：废气余热利用技术的推广和应用可以创造更多的就业机会。
社会效益评估
减少环境污染：有效减少废气排放，改善空气质量
节能减排：提高能源利用效率，降低能源消耗
创造就业机会：促进相关产业发展，增加就业岗位
特点：高温、高湿、高浓度、腐蚀性强
危害：对环境和人体健康造成严重影响，需要采取有效措施进行治理和利用。
产生原因：炼铁过程中，燃料燃烧和铁矿石还原反应产生的废气
余热利用技术的原理与分类
余热利用原理
余热来源：炼铁过程中的高温废气
余热利用方式：通过热交换器、热泵等设备将废热转化为可用能源
余热利用效果：减少能源消耗，降低生产成本，减少环境污染
炼铁废气余热利用技术的应用场景与案例分析
应用场景
钢铁行业：炼铁过程中产生的废气余热可以回收利用，用于加热其他工艺过程或发电。
化工行业：化学反应过程中产生的废气余热可以回收利用，用于加热其他工艺过程或发电。
水泥行业：水泥生产过程中产生的废气余热可以回收利用，用于加热其他工艺过程或发电。
玻璃行业：玻璃生产过程中产生的废气余热可以回收利用，用于加热其他工艺过程或发电。
浅谈铝冶炼烟气净化余热利用技术
浅谈铝冶炼烟气净化余热利用技术铝是一种重要的金属材料，在现代社会中被广泛应用于工业、建筑、汽车、航空等领域。
然而，铝的生产过程会产生大量的烟气，其中含有各种有害物质，有害环境和人体健康。
因此，在铝冶炼过程中，必须采取措施净化烟气，并且合理利用余热。
本文将对铝冶炼烟气净化以及余热利用技术进行探讨。
一、铝冶炼烟气净化技术1. 电除尘技术电除尘技术是常用的铝冶炼烟气净化技术之一，通过高压电场作用，使烟气中的灰尘带电，随后在电场中被收集。
电除尘技术可以有效地去除烟气中的粉尘，达到环保要求。
但是，该技术的能耗较高，需要大量的电力支持。
2. 喷淋洗涤技术喷淋洗涤技术是利用喷淋装置将水或其他洗涤液喷洒到烟气中，与烟气中的有害物质进行接触和反应，达到净化烟气的目的。
该技术适用于烟气中的有害气体和水溶性颗粒物质的净化。
但是，喷淋洗涤技术对水质要求较高，而且需要处理大量的废水。
3. 脉冲喷吹技术脉冲喷吹技术是将气体喷吹进烟道中，产生脉冲反应，使烟气中的有害物质被悬浮并分离，然后通过吸附和反应物质的作用去除有害成分。
该技术净化效率高、投资和运营成本低，可以适用于多种烟气的净化处理。
二、铝冶炼余热利用技术1. 湿法热回收技术湿法热回收技术是用水冷却铝冶炼高温的工艺余热，将热量转移到水中，生成蒸汽，再将蒸汽传输到热能需求区域。
该技术可以实现铝冶炼高温余热全面回收，利用效率高。
但是，湿法热回收技术要求清水供应并且需要处理大量的废水。
2. 烟气余热回收技术烟气余热回收技术是利用铝冶炼烟气中的余热，通过烟气余热回收系统将其回收，再用于制热和发电。
该技术可以减少排放的烟气和温室气体，并且实现烟气中的能量再利用，节约能源和减少环境污染。
但是，烟气余热回收技术要求设备复杂、投资较高，运营维护成本也高。
3. 烘干余热回收技术烘干是铝冶炼过程中的一个重要环节，也是产生大量余热的阶段。
烘干余热回收技术是利用烘干过程中产生的余热，将其进行回收和利用。
冶金行业废气余热利用的现状
我国冶金企业废气余热利用的现状冶金企业属于费能型企业，其能耗占全国能耗的10%左右，占工业部门能耗的15.25%。
目前，能源生产的增长速度尚难以适应国民经济发展的要求，能源价格仍呈上升趋势，这对于能源费用占企业生产总成本20%～30%的冶金企业将是新的挑战。
因此，节能降耗是冶金企业长期的战略任务。
冶金企业从原料、焦化、烧结到炼铁、炼钢、连铸以及轧钢的生产过程中产生大量含有可利用热量的废气、废水、废渣，同时在各工序之间存在着含有可利用能量的中间产品和半成品。
充分回收和利用这些能量，是企业现代化程度的标志之一。
在各种工业炉窑的能量支出中，废气余热约占15%～35%，这些废气净化处理后是一种输送和使用方便、燃烧后又无需排渣和除尘、不易造成环境污染的优质能源。
若能按工艺要求提供合适热值的煤气作能源，还有利于改善产品质量。
但是由于企业生产结构和工业炉窑配置等原因，目前我国许多冶金企业仍排放大量废气。
这是造成企业能源消耗高的一个重要原因。
本文将介绍国内各冶金企业废气余热回收利用的现状及存在的主要问题。
2废气余热回收利用设备的种类及其选用的原则冶金企业常用的废气余热利用方式有：①安装换热器；②在换热器后安装余热锅炉；③炉底管汽化冷却；④发电(热电联产)；⑤制冷。
回收后的热量主要用于预热助燃空气、预热煤气和生产蒸汽。
对电炉而言，预热废钢或进料可减少电炉的电能消耗，缩短熔炼时间；对加热炉而言，预热空气、燃料或工件，烟气余热返回炉内，可使火焰稳定、提高燃料温度和燃烧效率以及炉子的热效率。
我国冶金企业使用的废气余热回收利用设备主要有：(1)管式换热器，约有40%的钢铁企业采用。
其特点是允许入口烟气温度达1000℃以上、出口烟温达600℃，平均温差约30 0℃；热回收率低，平均在26%～30%；工作时间平均为6151h；结构简单、密封性好，应用面广。
(2)片状管换热器，联合企业及中小企业采用的较多。
其特点是全部用于预热助燃空气，并返回本工艺；热回收率平均为28%～35%；允许入口废气温度700℃左右，出口亦高达360℃左右。
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20xx年，全国十种有色金属产量5688万吨，比上年增长6%，增速比上年提高3个百分点。
其中，铜产量903万吨，增长8%，提高0.3个百分点；电解铝产量3580万吨，增长7.4%，提高5.8个百分点；铅产量511万吨，增长9.8%，提高0.1个百分点；锌产量568万吨，下降3.2%，降幅比上年扩大2.5个百分点。
氧化铝产量7253万吨，增长9.9%，增速比上年提高2个百分点。
有色金属工业持续快速发展，现在总产量已居世界第一，同时技术进步加快，产业结构升级，在国际同业中的影响力及竞争力日益增强。
但是有色行业长期存在的高能耗问题仍然十分突出，单位产品能耗比国际先进水平高10%左右。
在有色冶金的能耗构成中，有效热只占了32%，另有8%的热量随着炉墙等散失掉，其余的60%都是有色金属冶炼过程中的余热量。
而在这些余热量中烟气余热占的比例高达80%左右，由此可见，回收有色冶金行业中的烟气余热对于降低有色冶金工业能耗有着重要意义。
1、烟气余热回收利用概况1.1烟气余热在有色冶金行业的烟气余热中，温度高于1000℃的高温烟余热占总烟气余热的52%，而温度在600～1000℃之间的中温烟气余热和温度低于600℃的低温烟气余热分别占总烟气余热的26%和22%。
表1是部分有色冶金炉窑烟气的温度和热效率。
从表1可以看出，有色冶金炉窑的烟气带走的热量在总热量中占相当大的比重，烟气的温度越高，带走的热量就越多，从而炉窑的热效率也越低。
因而尽可能最大限度地回收烟气余热是提高炉窑热效率的必要措施。
另外，由于大多数有色金属冶炼所用的原材料都是硫化矿，炉窑产生的烟气中含SO2等腐蚀性气体较多，并且大部分的烟气温度很高，因此烟气容易对换热设备造成高温或低温腐蚀。
同时，烟气中的含尘量大，有些炉窑产生的烟气量随工艺周期性变化，这些烟气的特点都在很大程度上影响着对有色冶金炉窑烟气余热的回收利用。
1.2回收现状目前较为普遍的对有色炉窑的烟气余热进行回收利用的方法有:（1）在烟道安装余热锅炉生产蒸汽;（2）利用余热发电;（3）利用烟气余热预热空气或物料;（4）安装汽化水套生产低压蒸汽或安装冷却水套产生热水等。
随着人们对有色炉窑的工艺和烟气特点的不断研究，很多企业已经设计并应用了能适应炉窑烟气特性、充分回收烟气余热的余热设备。
例如:( 1 )锌精矿沸腾焙烧炉余热锅炉采用辐射大空腔结构，起到沉灰和减小磨损的作用，并使烟尘迅速冷却到650℃以下，解决了烟气中含较多低熔点金属烟尘微粒高温下极易粘结的问题;( 2 )烟化炉与余热锅炉的一体化设计把烟化炉和余热锅炉有机地结合在一起，既改善了烟化炉的吹炼状况和余热锅炉技术操作条件，又解决了在间断生产条件下实现连续供汽的技术难题，并实现烟化炉余热的全面回收。
除以上两例子之外，目前还有很多有色冶金炉窑烟气余热回收设备的改进技术，这些都为回收有色炉窑的烟气余热起到了重要作用。
1.3存在问题目前大部分对有色炉窑的烟气余热回收都是针对高温烟气而言的，而由于技术和经济性的原因，对于同样占总烟气余热一半的中低温烟气余热利用甚少。
为此，对有色行业中的中低温烟气余热回收利用的研究与应用需引起高度重视。
另外，更值得一提的是在现有的高温烟气余热的回收利用上，很多都只是简单的从能量守恒的数量关系上考虑，而没有考虑热能的质量变化，即没有考虑能级的匹配问题。
例如，压力为1.3MPa的饱和蒸汽具有火用值1005kJ/kg，如果将余热锅炉产生的此蒸汽降压到0.3MPa来供热用户采暖使用，就会白白造成火用值损失172kJ/kg，损失了约为原有火用值的17%。
而闪速炉的余热锅炉蒸汽压力往往在4～5MPa以上，如果同样直接减压用于低压用户的话，火用损失将更大。
这样一来虽然实现了对烟气余热的回收利用，但却将高品位的热能降低成了低品位的热能来使用，造成了大量的高级能量火用值的损失。
由此可见，对于烟气余热回收问题不能仅从热效率来考察其优劣，必须同样重视能量的质量贬值问题。
2、烟气余热回收的梯级利用由上面的论述不难得知，要充分合理地利用有色炉窑的烟气余热，就要根据烟气余热资源的数量、品质(温度)和用户要求，遵循能级匹配的原则，实现对其进行按质回收，温度对口的梯级利用。
一般情况下具体的梯级利用原则如下：（1）如果在生产工艺中有合适的热用户，应优先考虑将烟气的余热回收利用于生产工艺过程本身。
这样，将烟气中的余热直接带回生产工艺过程中，直接降低了生产工艺过程的能耗，比通过转换装置来回收烟温的余热更为经济和有效。
例如，在氧化铝生产中的氢氧化铝流化态焙烧工艺中，流态化焙烧炉产生的烟气温度在1000℃左右。
为充分利用余热，让热烟气与氢氧化铝物料逆向流动，利用热烟气余热干燥氢氧化铝并进行预焙烧，从而充分回收了高温烟气余热，大大降低焙烧的能耗。
（2）对于高温烟气的余热应优先用于动力回收，利用常规水蒸气郎肯循环进行发电，将高温烟气的中级能热能转换成高级能电能。
这不仅完成了对高温烟气余热的有效回收利用，也遵循了能级匹配原则，实现了高品质热能的高品质利用。
例如，在铜冶炼过程中的闪速炉熔炼工艺中，闪速炉的烟气温度可达1300℃以上，可将这部分烟气的余热利用余热锅炉生产出中压饱和蒸汽送至蒸汽过热炉，将蒸汽加热成过热蒸汽，产生的过热蒸汽用来推动汽轮机发电。
这与把于余热锅炉产生的蒸汽直接减压供给低用户使用相比减少了大量火用损失，从而对烟气余热能的回收利用更具合理性。
（3）在中温烟气和低温烟气余热的利用上，对于温度较高的中高温烟气仍然应优先应用于动力回收发电。
如锌精矿酸化沸腾焙烧炉的烟气温度在800～900℃之间，可将其烟气的余热利用余热锅炉生产蒸汽发电。
而对于温度较低的中低温烟气而言，利用常规水蒸气郎肯循环发电回收烟气余热的热效率极低，不具合理性。
这部分的烟气余热最好直接应用于生产工艺本身，如加热物料、预热助燃空气等。
如得不到以上利用时再考虑应用其冬季采暖，夏季制冷等其他利用方式。
在如今有色冶金行业烟气的余热回收中，对于中低温烟气余热的回收利用一直是一个薄弱环节。
为此，进一步研究对中低温烟气余热的回收利用就显得极其重要和必要，而有色冶金中低温烟气余热的高效有机郎肯循环发电技术(ORC)就是一个很具有发展潜质的研究方向。
3、中低温烟气余热的有机郎肯循环发电技术有机郎肯循环( QrganicRanleine Cycle)发电技术是用低沸点有机物代替常规水蒸气郎肯循环中的水作为工质，利用外热源将其加热产生较高压力的蒸汽来推动汽轮机发电。
由于低沸点工质在较低温度下就能产生高压蒸汽，为此该技术主要用于低温余热的回收利用上。
对于目前没有得到很好利用的有色冶金烟气余热中的中低温烟气余热来说，ORC技术是一个很好的研究内容和发展方向。
图1为中低温烟气余热的有机郎肯循环发电技术。
此过程为经加压泵加压的低沸点有机工质，在有机工质余热锅炉中被中低温烟气加热，所产生的较高压力的蒸汽经透平发电，发电后的低压有机工质蒸汽在凝汽器中冷凝成液态有机工质，经加压泵加压送回有机工质余热锅炉，行成一个闭合循环回路。
而低压有机工质蒸汽在凝汽器冷凝放出的热量则由冷却塔和冷却水泵等组成的冷却系统带走。
由于有色，金行业的烟气中含有大量SO2等腐蚀性气体，从而使烟气的酸露点温度低。
而低温有机郎肯循环系统中的有机工质在运行工况下的温度很低，导致受热面的温度也很低，通常会低于烟气的露点温度。
因而，对于利用有色冶金中低温烟气余热的有机郎肯循环技术来说，受热面的低温露点腐蚀是一个有待解决的重要问题。
另外，不同有机工质的选择和环境温度也都影响着有机郎肯循环的性能。
总之，对于利用有色冶金中低温烟气余热的有机郎肯技术还有待于更深一步的研究，如果此技术得到成熟的应用，必将成为有色行业节能降耗的一个新的里程碑。
4、结语我国有色冶金行业的烟气余热资源占总余热资源的80%左右，回收这部分余热对于有色行业节能降耗有着重要意义。
而在烟气余热回收利用上，应避免目前的烟气余热回收存在的问题，按照能级匹配原则，对其进行按质回收，温度对口的梯级利用。
对于当前没有被很好利用的中低温烟气余热，要着力开发低温有机郎肯循环发电技术，实现对有色烟气中低温烟气余热的更进一步的高效利用。
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