工业余热回收技术 PPT
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甘蔗渣
可燃成分/%
CO
5-8 27-30 56-61
70
H2
55-60 1-2 1.5 6
CH4
23-27 0.3-
0.8
6.5 19.3
15
80
14
5
1
低位发热量 (kj/m3）
16300-17600 3770—4600 6280—7540
>8400 14600 4200—4600 10900—11700 6000—12000kj/kg 6300—11000kj/kg
可燃废气包括焦化厂的煤气、炼油厂的可燃废气、化工厂 电石炉等废气；可燃废液包括炼油厂下脚渣油、废机油、造纸 厂黑液、油漆厂化工厂等废液；可燃废料包括木材废料及其他 固体废料。 8%左右
表1-1 可燃废气、液、料的发热量
废气、废液、废料
炼焦煤气 高炉煤气 转炉煤气 铁合金冶炼煤气 合成氨甲烷排气 化肥厂焦结煤球干馏气 电石炉排气 造纸黑液
冷却介质余热
一类用于生产所需求的 冷却介质余热，另一类用于 金属构件冷却，保证金属强 度。 15%~25%
化学反应余热
化学反应余热是放热反应过程所放出的热量。 10%左右
如.生产硫酸制备二氧化硫
4FeS2 11O2 2Fe2O3 SO2 3696kJ / mol
如.合成氨中的一氧化碳变换反应
烘干机、浆纱机、蒸煮锅等
锻造加热炉、冲天炉、热处理炉及汽锤乏汽等
占燃料消耗量 比例
33%以上
15%以上
约40% 约20% 约15% 约15% 约15%
2. 余热的特点
高温烟气含有腐蚀性气体（SO2 、SO3 、H2S 、NOx、NH3）
余 废气中不但含有丰富的显热，而且有时含有可燃性气体； 热 废气中有大量的半熔状态的粉尘或烟炱等； 的 废气等热源的温度差别有时很大； 特 点 工艺废气是高温高压的，有些气体还有爆炸性；
1）用能的指导思想——最小不可逆性，完全用能
能量传递过程中不可逆程度取决于传递的动力和阻力。过程 不可逆性的存在，造成能量的损失。不可逆损失是热力学 意义上的真正损失，称为内部损失，是不可挽回的。许多 外部损失也是有内部损失引起的，如摩擦。用能的指导思 想就是减少不可逆造成的内部损失，追求生产工艺许可的 最小不可逆性。主要要点如下：
热处理炉排烟
420-650
干燥、烘干炉排烟 230-600
催化裂化装置
430-650
退火炉冷却系统 430-650
低温余热
来源
温度 /℃
生产过程中蒸汽 凝结水
轴承冷却水
80-150 30-90
成型模冷却水
25-90
内燃机冷却水
66-120
泵冷却水
25-90
空调和制冷冷凝 器
生产过程中热流 体或热固体
工业余热回收技术
余热回收技术
余
1.余热的定义与ห้องสมุดไป่ตู้类
热
回 2.余热的特点 收
节
能 3.余热利用的策略
技
术
4.余热利用途径
1.1 余热资源定义
余热资源是指具有一定温度的排气、排液和高温待冷却 的物料所包含的热能均属于余热，或者，目前条件下有 可能回收和重复利用而尚未回收利用的那部分能量。
余热资源不仅取决于能量本身的品位，还取决于生产发 展情况和科学技术水平。
废气、废水余热
生产所需使用蒸汽和热 水所需的化工厂均存在一种 余热。 10%~16%
凝结水排空
蒸汽锤
蒸汽锤排汽余热占用气量的 70%-80%
按 高温余热
>500℃
温 度 中温余热
200~500℃
分
类 低温余热 <200 ℃的烟气 <150 ℃的液体
表1-2 按温度范围划分的余热资源情况
高温余热
CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）+41kJ/mol
该反应需要在催化剂存在下进行 ，依据目前开发的催化剂活性温度， 其反应温度在200-400℃之间，中变
200-400℃
变换 反应器
催化剂在280-400℃ ，低变催化剂为 200-320 ℃。
常温
换
热
器
常温
可燃废气、废液、废料余热
液体余热一般温度较低，但量很大； 化工生产中固体余热相对较少。
3、余热利用的策略
3.1 工业余热回收常用设备
•换热器 •汽化冷却装置 •余热锅炉 •热泵 •热管
3.2 工业余热回收方式
•热回收（直接利用热能） •动力回收（转变为动力或电力后再用）
3.3 科学回收余热
1）用能的指导思想——追求用能过程的最小不可逆性，实现 完全用能。
种。
排气余热
按 高温产品和炉渣的余热
来 源
冷却介质的余热
分 可燃废气、废液和废料余热
类
废气、废水余热
化学反应余热
排气余热
排气余热占余热资源 总量的50%左右，并且温 度范围差别大。
焦炉煤气750℃
转炉煤气1600℃以上
高温产品和炉渣余热
工业上许多成品半成品或 者炉渣的温度都很高，对其冷 却过程中还有大量的余热可以 利用。 4 %~ 6 %
32-45 30-230
表1-3我国主要行业的余热资源情况
行业
余热资源来源
冶金
化工
建材 玻璃 造纸 纺织 机械
轧钢加热炉、均热炉、平炉、转炉高炉、焙烧窑 等
化学反应热、如造气、变换气、合成气等的物理 显热。
可燃化学热、如炭黑尾气、电石气等的燃料热 高温烟气、窑顶冷却、高温产品等
玻璃熔窑、搪瓷窑、坩埚窑等 烘缸、蒸锅、废气、黑液等
2）用能的基本原则——用能方式合理化，按质用能，使供能 与用能的品质匹配，实现合理用能。
3）用能的主体——能的数量利用，尽可能减少外部损失，实 现有效用能。
4）用能的本质——能的质量利用，尽可能降低内部损失，实 现充分用能。
5）用能的系统工程——能的综合利用，主要指作功能与不作 功能，功与热，动力与工艺等各种能的应用与配合，实现 优化用能。
注意
余热回收固然很重要，但最根本的问题还在于尽量减少 余热的排出，这方面的主要措施是降低排烟温度，热能 梯级利用，减少冷却介质带走的热量，减少散热损失， 提高热工设备的效率等。
1.2 余热资源分类
余热品味的高低主要和温度有关，温度越高品味
越高做工能力越强，工业企业中，余热资源的形态
通常有固体、气体、液体三种。具体可以分为以下6
来源
温度/℃
熔炼用反射炉 精炼用反射炉 沸腾焙烧炉 钢锭加热炉 水泥窑（干法） 玻璃熔炉 垃圾焚烧炉
10003000
6501650
8501000
9301035
620-735 980-
1540 845-
1100
中温余热
来源
温度/℃
工业锅炉排烟
230-480
燃气轮机排汽
370-540
往复式发动机排汽 320-600
可燃成分/%
CO
5-8 27-30 56-61
70
H2
55-60 1-2 1.5 6
CH4
23-27 0.3-
0.8
6.5 19.3
15
80
14
5
1
低位发热量 (kj/m3）
16300-17600 3770—4600 6280—7540
>8400 14600 4200—4600 10900—11700 6000—12000kj/kg 6300—11000kj/kg
可燃废气包括焦化厂的煤气、炼油厂的可燃废气、化工厂 电石炉等废气；可燃废液包括炼油厂下脚渣油、废机油、造纸 厂黑液、油漆厂化工厂等废液；可燃废料包括木材废料及其他 固体废料。 8%左右
表1-1 可燃废气、液、料的发热量
废气、废液、废料
炼焦煤气 高炉煤气 转炉煤气 铁合金冶炼煤气 合成氨甲烷排气 化肥厂焦结煤球干馏气 电石炉排气 造纸黑液
冷却介质余热
一类用于生产所需求的 冷却介质余热，另一类用于 金属构件冷却，保证金属强 度。 15%~25%
化学反应余热
化学反应余热是放热反应过程所放出的热量。 10%左右
如.生产硫酸制备二氧化硫
4FeS2 11O2 2Fe2O3 SO2 3696kJ / mol
如.合成氨中的一氧化碳变换反应
烘干机、浆纱机、蒸煮锅等
锻造加热炉、冲天炉、热处理炉及汽锤乏汽等
占燃料消耗量 比例
33%以上
15%以上
约40% 约20% 约15% 约15% 约15%
2. 余热的特点
高温烟气含有腐蚀性气体（SO2 、SO3 、H2S 、NOx、NH3）
余 废气中不但含有丰富的显热，而且有时含有可燃性气体； 热 废气中有大量的半熔状态的粉尘或烟炱等； 的 废气等热源的温度差别有时很大； 特 点 工艺废气是高温高压的，有些气体还有爆炸性；
1）用能的指导思想——最小不可逆性，完全用能
能量传递过程中不可逆程度取决于传递的动力和阻力。过程 不可逆性的存在，造成能量的损失。不可逆损失是热力学 意义上的真正损失，称为内部损失，是不可挽回的。许多 外部损失也是有内部损失引起的，如摩擦。用能的指导思 想就是减少不可逆造成的内部损失，追求生产工艺许可的 最小不可逆性。主要要点如下：
热处理炉排烟
420-650
干燥、烘干炉排烟 230-600
催化裂化装置
430-650
退火炉冷却系统 430-650
低温余热
来源
温度 /℃
生产过程中蒸汽 凝结水
轴承冷却水
80-150 30-90
成型模冷却水
25-90
内燃机冷却水
66-120
泵冷却水
25-90
空调和制冷冷凝 器
生产过程中热流 体或热固体
工业余热回收技术
余热回收技术
余
1.余热的定义与ห้องสมุดไป่ตู้类
热
回 2.余热的特点 收
节
能 3.余热利用的策略
技
术
4.余热利用途径
1.1 余热资源定义
余热资源是指具有一定温度的排气、排液和高温待冷却 的物料所包含的热能均属于余热，或者，目前条件下有 可能回收和重复利用而尚未回收利用的那部分能量。
余热资源不仅取决于能量本身的品位，还取决于生产发 展情况和科学技术水平。
废气、废水余热
生产所需使用蒸汽和热 水所需的化工厂均存在一种 余热。 10%~16%
凝结水排空
蒸汽锤
蒸汽锤排汽余热占用气量的 70%-80%
按 高温余热
>500℃
温 度 中温余热
200~500℃
分
类 低温余热 <200 ℃的烟气 <150 ℃的液体
表1-2 按温度范围划分的余热资源情况
高温余热
CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）+41kJ/mol
该反应需要在催化剂存在下进行 ，依据目前开发的催化剂活性温度， 其反应温度在200-400℃之间，中变
200-400℃
变换 反应器
催化剂在280-400℃ ，低变催化剂为 200-320 ℃。
常温
换
热
器
常温
可燃废气、废液、废料余热
液体余热一般温度较低，但量很大； 化工生产中固体余热相对较少。
3、余热利用的策略
3.1 工业余热回收常用设备
•换热器 •汽化冷却装置 •余热锅炉 •热泵 •热管
3.2 工业余热回收方式
•热回收（直接利用热能） •动力回收（转变为动力或电力后再用）
3.3 科学回收余热
1）用能的指导思想——追求用能过程的最小不可逆性，实现 完全用能。
种。
排气余热
按 高温产品和炉渣的余热
来 源
冷却介质的余热
分 可燃废气、废液和废料余热
类
废气、废水余热
化学反应余热
排气余热
排气余热占余热资源 总量的50%左右，并且温 度范围差别大。
焦炉煤气750℃
转炉煤气1600℃以上
高温产品和炉渣余热
工业上许多成品半成品或 者炉渣的温度都很高，对其冷 却过程中还有大量的余热可以 利用。 4 %~ 6 %
32-45 30-230
表1-3我国主要行业的余热资源情况
行业
余热资源来源
冶金
化工
建材 玻璃 造纸 纺织 机械
轧钢加热炉、均热炉、平炉、转炉高炉、焙烧窑 等
化学反应热、如造气、变换气、合成气等的物理 显热。
可燃化学热、如炭黑尾气、电石气等的燃料热 高温烟气、窑顶冷却、高温产品等
玻璃熔窑、搪瓷窑、坩埚窑等 烘缸、蒸锅、废气、黑液等
2）用能的基本原则——用能方式合理化，按质用能，使供能 与用能的品质匹配，实现合理用能。
3）用能的主体——能的数量利用，尽可能减少外部损失，实 现有效用能。
4）用能的本质——能的质量利用，尽可能降低内部损失，实 现充分用能。
5）用能的系统工程——能的综合利用，主要指作功能与不作 功能，功与热，动力与工艺等各种能的应用与配合，实现 优化用能。
注意
余热回收固然很重要，但最根本的问题还在于尽量减少 余热的排出，这方面的主要措施是降低排烟温度，热能 梯级利用，减少冷却介质带走的热量，减少散热损失， 提高热工设备的效率等。
1.2 余热资源分类
余热品味的高低主要和温度有关，温度越高品味
越高做工能力越强，工业企业中，余热资源的形态
通常有固体、气体、液体三种。具体可以分为以下6
来源
温度/℃
熔炼用反射炉 精炼用反射炉 沸腾焙烧炉 钢锭加热炉 水泥窑（干法） 玻璃熔炉 垃圾焚烧炉
10003000
6501650
8501000
9301035
620-735 980-
1540 845-
1100
中温余热
来源
温度/℃
工业锅炉排烟
230-480
燃气轮机排汽
370-540
往复式发动机排汽 320-600