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碳素回转窑余热利用的几种形式

2021-08-09

炭素生产主要是以煤或石油焦为原料进行煅烧而成。炭素回转窑出口烟温很高,达1200℃以上。一般大型炭素回转窑烟气出口都设置有余热蒸汽锅炉回收高温烟气余热,而炭素生产工艺用热一般另外配置燃(重)油或燃(煤)气锅炉。随着能源价格的不断上涨,这种能源配置系统的缺点逐渐呈现,导致炭素工艺用热设备使用维护成本增加,生产系统的综合能源成本增加,企业产品成本增加。由此可以看出回转窑余热利用的重要性。下面介绍碳素回转窑余热利用的几种方法。

郑锅碳素回转窑余热锅炉项目图

郑锅碳素回转窑余热锅炉项目图

1、高温烟气余热蒸汽锅炉

主要方法是:在回转窑后安装余热锅炉,由燃烧室排出的高温烟气经过余热蒸汽锅炉后,再经过收尘处理,由排烟机送入烟囱排人大气,所生产的蒸汽供生产、生活使用。

2、利用废烟气加热导热油

用煅烧回转窑高温烟气余热为热源,加热生阳极制造工序导热油系统,代替原有的天燃气热载体加热炉为成型生产提供热源。近年来,这种余热利用方式被大多数的炭素阳极厂所采用。

3、余热发电

高温烟气经过热器、余热蒸汽锅炉后产出过热蒸汽,,利用过热蒸汽可带动发电机发电。余热发电工程是利用余热锅炉产生的过热蒸汽带动一台凝汽式汽轮机进行发电。

如果每台汽轮发电机组年运行时间为300d,则余热锅炉年运行时间为300×24=72000h。平时生产用汽3t/h,冬季采暖和生产用汽6t/h,冬季采暖时间为3个月(90d),锅炉出口蒸汽量24.8t/h,因此发电效率为:1—3/24.8—3×90/24.8×300=84.3%;全年发电量为:300×24×3000kW×84.3%=18208800kWh按发电成本0.10元/kWh、供电价0.30元/kWh计,则全年发电收益:18208800×(0.3—0.1)=364.176万元。

上述第3种利用方法是大部分炭素厂采用的方法,高温烟气进入余热锅炉产生蒸汽之后,烟气的温度可以降至260℃左右,这部分烟气热量排到大气中仍然是一种能源浪费为了回收这部分低品质热量,可将其用来ORC热水发电。

4、低温烟气余热的利用(纯低温ORC发电)

将余热锅炉尾部260℃左右的烟气经过换热器后产出95℃,经过ORC发电机组发电,共生产和生活实用,从而提高了余热的利用率。

通过上述方法,能够实现对碳素回转窑余热的高效利用。同时值得指出的是回转窑的热效率、能耗指标与回转窑设计有关,也与生产过程中的工艺控制有关。优化工艺控制、利用碳素回转窑余热锅炉系统生产蒸汽用来发电,增加烟气余热加热导热油流程等,是提高目前回转窑热能利用率的有效途径,同时也是提高回转窑稳定性的重要措施。

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