热风炉烟气低品位余热资源利用研究
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2011年8月Aug 2011
METAL MATERIALS AND METALLURGY ENGINEERING
热风炉烟气低品位余热资源利用研究
收稿日期：2011-05-16
作者简介：刁小东（1969-），男，主要从事节能减排与水处理项目管理工作。
Utilization Research of Hot Blast Stove
Fume Low-grade Waste Heat
DIAO Xiao -dong
（Shaoguan Smelter ，Shaoguan 512024，China ）
ABSTRACT ：The hot air stove fume waste heat is not utilized at Shaoguan Smelter.The gross waste heat resource is 1878kW by test ，the fume average temperature is 280℃，which belong to the second grade waste heat resources.By means of utilizing lithium bromide absorption refrigerating technique ，the refrigerating water could be made by hot air stove fume waste heat.Many working procedures need cooling ，for example the blast furnace air dehumidifying.By calculating,only in two respects of coke rate decreasing and coal spray increasing,annual economic benefit is 15million yuan because of Shaoguan Smelter blast furnace air dehumidifying.
KEY WORDS ：lithium bromide absorption refrigerating ；hot blast stove ；low -grade waste heat ；air dehumidifying
摘要：韶关冶炼厂热风炉烟气的余热尚未回收利用。经测定其余热资源总量为1878kW ，温度平均
280℃，为二类余热资源。通过应用溴化锂吸收式制冷技术，可利用热风炉烟气余热资源制取冷冻水，用
于工艺冷却，如鼓风炉空气脱湿。经测算仅降低焦比和增加喷煤量两方面，韶关冶炼厂鼓风炉空气脱湿产生的经济效益每年就可达1500万元左右。
关键词：溴化锂制冷；热风炉；低品位余热；空气脱湿中图分类号：TF 325.4
文献标识码：A
文章编号：1005-6084（2011）04-0031-04
刁小东
（韶关冶炼厂，广东
韶关
512024）
韶关冶炼厂有大量的余热资源未回收利用，其中最主要的原因是余热资源的温度低、品质差、资源分散，回收起来有难度、投资大。如何经济有效地利用这部分余热资源是降低企业生产成本和实现节能减排目标的关键。韶关冶炼厂采用的ISP 熔炼工艺，鼓风炉熔炼铅锌混合
矿，一座密闭鼓风炉配三座热风炉，热风炉排烟直接进入烟囱，温度200~300℃，烟气温度虽然不高，但烟气量大，如果能将这部分余热资源就地利用起来，是非常有意义的，所以需要测定余热资源总量，并研究如何经济地加以利用。
1热风炉余热资源的测定
针对热风炉余热资源利用问题，中南大学与韶关冶炼厂对其余热资源量进行了测试。
测试地点：热风炉总烟道。
测试装备：抽气热电偶、TH-880F微电脑烟尘平行采样仪、奥氏气体分析仪、S毕托管、干湿球温度计、微压计等。
测量参数：烟气温度，煤气累计消耗量，烟气成分，煤气成分，干湿球温度等。
表1~表4为某日抽测得到的热风炉（只使用了鼓风炉煤气）余热资源数据。
2热风炉烟气余热资源数据分析计算
煤气干成分为，%：CO211.8，O20.8，CO 22.4，H22.4，CH40.5，N262.1。煤气温度30℃，查表得H2O湿4.18。
则煤气湿成分为，%：CO2
湿11.31，O2湿0.77，CO湿21.46，H2湿2.30，CH4湿0.48，N2湿59.50，H2O湿4.18。理论氧气需要量L0O
2
：
L0O
2
=［1
2
CO+1
2
H2+∑n+
m
4
44CnHm-O2］／100=［1×21.46+1×2.3+1+
4
4
44×0.48-0.77］／100=0.1207（m3／m3）
理论空气需要量L0：
L0=4.76L0O
2
=0.5745（m3／m3）
理论烟气中CO2体积V CO
2
：
V CO
2
=［CO+∑nCnHm+CO2］／100
=［21.46+0.48+11.31］／100
=0.3325（m3／m3）
理论烟气中H2O体积V H2O：
V H
2O
=H2+∑
m
2
CnHm+H2
22O／100
=［2.3+2×0.48+4.18］／100
=0.0744（m3／m3）
理论烟气中N2体积V N
2
：
V N
2
=N2／100+0.79L0
=59.50／100+0.79×0.5745
=1.0489（m3／m3）
理论烟气体积V0：
V0=V CO
2
+V H
2O
+V N
2
=1.4558（m3／m3）
理论干烟气体积V0干：
V0干=V CO
2
+V N
2
=1.3814（m3／m3）
燃料特性系数R O
2
'大：
R O
2
'大=100×V RO
2
／V0干=24.07
表1热风炉烟气温度
时间温度／℃10∶55
260
11∶30
241
12∶20
295
13∶00
325
平均
280表2累计煤气消耗量
时间
09∶40 14∶40差值1#热风炉
4287502
4331463
43961
2#热风炉
96466640
96500584
33944
3#热风炉
7761868
7817761
55893
合计
108516010
108649808
133798煤气支管累计消耗量／m3
表3煤气取样分析成分（%）
样品
1 2平均CO2
11.6
12.0
11.8
O2
1.4
0.2
0.8
CO
22.0
22.8
22.4
H2
2.7
2.1
2.4
CH4
0.6
0.4
0.5
N2
61.7
62.5
62.1
Q／kJ·m-3
3425
3289
3357
表4热风炉总烟道烟气成分（%）
样品
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
CO2
11.2
11.8
22.0
21.6
21.0
20.2
20.8
20.4
21.2
20.8
20.8
20.0
O2
2.8
2.4
2.8
3.0
3.2
3.2
4.2
3.4
3.8
3.4
3.0
3.2
CO
1.0
0.6
0.4
0.6