明晟環(huán)保氨法脫硫：窯爐余熱利用技術(shù)

提高窯爐熱效率不僅要從減少窯爐熱損失入手，還要合理利用窯爐生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的余熱。石灰窯爐生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的余熱主要為出窯廢氣余熱、窯爐爐體散熱以及出窯石灰所帶物理熱，這些余熱的總和甚至占到窯爐熱耗的40%～50%以上。因此，合理利用余熱對(duì)于節(jié)能降耗，提高窯爐熱效率至關(guān)重要。

1出窯廢氣余熱利用技術(shù)

石灰窯出窯廢氣溫度高，煙氣量大，直接排放會(huì)造成大量能源浪費(fèi)。在實(shí)際生產(chǎn)中為了保護(hù)下游除塵器和除塵風(fēng)機(jī)，往往需要大量摻入冷風(fēng)降溫，進(jìn)一步增大風(fēng)機(jī)負(fù)荷，浪費(fèi)了大量電能。因此充分利用出窯廢氣余熱是節(jié)能降耗的重要途徑，目前出窯廢氣余熱利用主要有以下幾種途徑：

(1)利用出窯廢氣預(yù)熱助燃空氣、燃料和生料。通過(guò)高效換熱器的作用將石灰窯排出的高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)熱交換預(yù)熱助燃空氣和燃料，不僅能夠降低排煙溫度，還可以增大入窯氣體的物理顯熱，提高燃燒溫度，減少燃料消耗，起到了節(jié)能降耗的功效。此方法已經(jīng)在回轉(zhuǎn)窯和各類豎窯中得到了較為廣泛的應(yīng)用。此外，通過(guò)制訂合理的加出料制度，可以zui大程度的利用出窯廢氣的物理顯熱預(yù)熱生料。例如，針對(duì)雙膛豎窯的運(yùn)行特點(diǎn)，合理設(shè)定每個(gè)煅燒周期的加料次數(shù)，可以保證所加物料能夠?qū)⒃撿褵芷趦?nèi)的廢氣顯熱均勻吸收，而不會(huì)出現(xiàn)廢氣溫度超高的現(xiàn)象。

(2)利用出窯廢氣干燥物料。以煤粉為燃料的石灰窯一般都配有專門的煤粉制備系統(tǒng)，煤粉制備系統(tǒng)需要大量熱量來(lái)烘干煤粉。石灰窯的出窯廢氣一方面煙氣量大，溫度較高，熱量足以滿足煤粉制備的需求，另一方面氧含量較低，可以保證煤粉制備系統(tǒng)的安全性。因此利用石灰窯尾氣作為煤粉烘干介質(zhì)獲得了廣泛應(yīng)用。另外，在部分廠礦，將出窯廢氣用于高爐水渣烘干制粉、用于蘭炭烘干等方面，均取得了節(jié)能環(huán)保的綜合效益。

(3)利用出窯廢氣經(jīng)高效煙氣-水換熱器供廠區(qū)采暖、洗浴。某工程采用熱管式煙氣--軟水換熱器回收石灰回轉(zhuǎn)窯尾氣余熱。即在回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱器和除塵器之間的尾氣管線上設(shè)置熱管式煙氣--軟水換熱器，以軟水作為熱介質(zhì)，與回轉(zhuǎn)窯尾氣通過(guò)熱管式煙氣--軟水換熱進(jìn)行一次換熱，換熱后的熱軟水大部分直接用于廠區(qū)采暖，小部分用于軟水--洗浴水二次換熱，軟水由換熱站供給，循環(huán)使用。尾氣冷卻后送入除塵器凈化，然后由排煙機(jī)排入大氣。此方案的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)煙氣溫度要求低，換熱效率高，回收的熱量大，系統(tǒng)配置簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。

 (4)利用出窯廢氣經(jīng)余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽。某企業(yè)在石灰回轉(zhuǎn)窯預(yù)熱器出口和除塵器之間增設(shè)一臺(tái)熱管余熱鍋爐，余熱鍋爐產(chǎn)生0.6MPa的飽和蒸汽供廠區(qū)使用。另一企業(yè)，通過(guò)將回轉(zhuǎn)窯高溫?zé)煔庠谂P式余熱鍋爐中進(jìn)行換熱，通過(guò)熱管將實(shí)現(xiàn)煙氣與水之間的熱量交換，將水加熱成1.2MPa，>200℃的過(guò)熱蒸汽，并入蒸汽系統(tǒng)主管網(wǎng)。余熱利用系統(tǒng)安裝后，原有煙氣管道作為備用保留，在原有煙道和余熱利用系統(tǒng)之間可以根據(jù)需要進(jìn)行切換，確保整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

 (5)利用出窯廢氣發(fā)展余熱發(fā)電技術(shù)。研究人員借鑒水泥窯余熱發(fā)電的成功經(jīng)驗(yàn)，正在探索適合石灰窯的余熱發(fā)電技術(shù)。水泥窯廢氣溫度較高，采用雙壓蒸汽系統(tǒng)可獲得較高的熱效率，但石灰窯廢氣溫度較低，屬于純低溫余熱，因此石灰窯余熱發(fā)電仍然需要大量的理論論證和試驗(yàn)研究工作。對(duì)于廢氣大于10萬(wàn)Nm3/h的大、中型石灰回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行廢氣余熱發(fā)電研制，已經(jīng)進(jìn)入示范工程階段。利用廢氣余熱產(chǎn)生低參數(shù)蒸汽，以汽輪機(jī)拖動(dòng)窯尾排煙機(jī)，也已確定技術(shù)方案。目前活性石灰窯低溫余熱發(fā)電的難點(diǎn)在于缺乏有效的余熱發(fā)電成套工藝技術(shù)。

2石灰窯窯體散熱的回收利用

石灰窯窯體散熱主要以輻射熱的形式直接散失到大氣中，不僅浪費(fèi)能源，也對(duì)周圍環(huán)境造成影響。但是由于石灰窯體散熱面分布范圍較大，窯體周圍附屬設(shè)備較多，給窯體輻射熱的回收利用造成了一定困難。目前，利用窯體輻射熱置換成熱水用于取暖、洗浴，技術(shù)方案的經(jīng)濟(jì)性和合理性仍然處在研究和論證階段。

3出窯石灰余熱的利用

出窯石灰所帶物理熱由石灰窯的石灰冷卻系統(tǒng)決定，其冷卻效果好，則出窯石灰溫度低，更多的熱量被冷卻空氣再次帶人窯內(nèi)，參與燃燒。因此，石灰窯爐冷卻帶或冷卻裝置的結(jié)構(gòu)型式對(duì)出窯石灰余熱利用起著很大的作用。通過(guò)對(duì)回轉(zhuǎn)窯的豎式冷卻器系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，改善冷卻風(fēng)的配風(fēng)系統(tǒng)，可以顯著提升冷卻器的冷卻效果，降低出料溫度。在豎窯系統(tǒng)中，以雙膛豎窯為例，其石灰冷卻裝置采用中心及周邊環(huán)形冷卻，且中心冷卻風(fēng)帽采用塔形結(jié)構(gòu)，保證通風(fēng)均勻、順暢，使得冷卻空氣能與更好的吸收石灰的物理顯熱。

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