矿热炉烟气余热利用技术

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矿热炉除尘烟气净化及余热综合利用

５００
．２７２．
冶炼烟气量是波动值，１５
０００
ｋＶＡ硅铁矿热电
０００
炉烟气量在正常熔炼时最小只有１６０
ｍ３／ｈ
左右，这时显然不需要如此大的功率消耗。为降低能耗，选用变频器对主引风机电机进行控制，变频起动电柜通过远程控制器根据炉况对供电频率进行调节，使引风机电机改变转速达到调节风量及电耗的目的。变频控制在节能、降耗方面可起到非常突出的作用，长期使用可节电３０９６～４０％。一般按节约的电费计算，一年左右可望收回变频器的投资。
第１９届全国铁合金学槲会论文集
矿热炉除尘烟气净化及余热综合利用
侯苏波李小明
（陕西宏信冶金环保工程公司
．２７０．
张卫宏
张伦明
７１００００）
西安中国
１
烟气净化
概论铁合金生产过程中产生大量废气，对环境造
阻力较大，过滤风速较低，过滤面积和主风机选择功率较大，不适合高温、高浓度、高硬度、高腐蚀烟尘品种。微压式除尘器：除尘器前后端均置风机，烟气由前风机压入，后风机吸出，保证除尘室微负压或正压，此方式在矿热炉上很少使用。前两种除尘方式根据不同容量、不同品种
２００ｋｖＡ
１．１
成严重污染，随着人们保护环境意识的增强，产业政策的要求及工艺水平的提高，铁合金生产废气处理也达到较高水平。铁合金矿热炉由最初小容量（３大容量（６
３００＂＇３００００
在铁合金生产中大量使用，且效果好。１．３袋式除尘器设计１．３．１设计依据和要求国家产业政策、法律法规、排放标准矿热炉容量大小、冶炼品种所产生废气量、温度、尘浓度、湿度、黏度、压力等电气控制可靠、气体流动、清灰顺畅合理投资节约、运行稳定、费用低、方便维护１．３．２参数采集、计算和确认（１）烟气性质：需净化烟气烟气量最大最小及平均值（正常与非正常炉况）（ｍ３／ｈ）炉子烟罩进烟管、进出空冷器（预处理器）、进出除尘室烟气温度及波动范围（ｏｃ）进出除尘器烟气最大压力（Ｐａ）烟气进入出预处理器、进出除尘器烟尘浓度（ｍｇ／ｍ３）烟气的湿度（结露点）烟气成分的体积分数（％）（２）烟尘性质：烟尘成分质量分数（％）烟尘粒度组成的质量分数或粒径分散度（％）烟尘的堆积密度（ｋｇ／ｍ＂３）烟尘的耐磨性烟尘的湿度（％）烟尘常温和操作温度时比电阻（欧／ｃｍ）烟尘特殊成分及黏性（如煤焦油等）（３）气象地址条件：年最高最低及年平均气温（０ｃ）有记录最大风速（ｍ／ｓ）除尘设备安装地海拔高度及各高度风压力

半封闭矿热炉低温烟气余热发电技术研究

ｔｋｎａｙｂｕａｍｏｔｏ６．％ｏｒｎｆｒｒｉｐｔｐｗｅ．Ｈｏｖｒｈｕｅｈａｏｔｎｓｎｔｆｌｔｉｅａｅｗａｙｆｅｇｓａｕｓｔ９２ｌｆｔａｓｏｍｅｎｕｏｒｗｅｅ．ｔｅｈｇｅｔｃｎｅｔｉｏｕｌｕｉｚｄｙｌ
ｔｅｍａｎｕａｉｎｍａｅｉｌｎｏｔｌｏｅｆｒａｅｄｏｐｎｄｇｅｓｈｌｅｇｓｔｍｐｒｔｒｓｒｉｅｙａｏｅ４０ ℃ ．ｈｒｌｓｌｔｔｒａａｄｃｎｒｆｔｕｎｃｏｒｅｅｒｅ．ｔｅｆａｅｅａｕｅｉａｓｄｂｂｖ３ｉｏｏｈｏｕ
ｈａｔｏｑａｉｉｈｉｒｄｅｙ２× １５ＭＶＡｅｃｏｅｎＳｕａｅｃｎｇｎｒｌｃｒｃｔｔａｌ．ｅｔｗｉｈｌｗｕｌｔｗｈｃｓｐｏｕｃｄｂｙ６．ｓｍｉｌｓｄＭ — ｉｆｒｃａｅｅｉｃｅｅｔｉｙｓｅｄｉｎｉｙＫｅｗｏｄｓｉｃｏｅｙｒｓｍｉｌｓｄ，ｓｍｅｇｄａｃｆｎｃ，ｆｕａ，ｗａｔｅｔｇｎｒｔｌｃｒｃｔｕｂｒｅｒｕｒａｅｌｅｇｓｓｅｈａ，ｅｅａｅｅｅｔｉｉｙ
波脉冲吹灰技术，保证了余热锅炉有效清灰和换热效率，而对２×１．Ａ半封闭锰硅炉冶炼产生的低品质烟从６５ＭＶ
气余热实现稳定发电。关键词半封闭矿热炉烟气余热发电
中图分类号
Ｘ５７３
文献标识码Ｂ

矿热炉烟气余热利用技术分析

矿热炉烟气余热利用技术分析摘要：近年来，由于余热锅炉技术的逐步成熟，我国矿炉烟气余热利用技术开始兴起，比如一些企业太仓促建立埋弧炉余热利用系统，建立余热发电系统没有测量埋弧炉的烟气温度，和发现烟气温度太低，以满足发电需求手术后的余热发电系统。

因此，准备建设铁合金废热发电系统的企业应注意，尽可能全面调查行业现状，尊重科学，不盲目建设项目。

关键词：炉烟气；余热利用技术1介绍热炉烟气余热发电项目是利用废热锅炉换热烟气排放的废热恢复淹没热炉的生产过程，精炼炉，等等，产生过热蒸汽，驱动汽轮机驱动发电机发电和电力生产。

整个热力系统不燃烧任何一次能源，不仅成本低，经济效益好，而且给企业带来了巨大的经济效益，可以缓解电力短缺的矛盾。

埋弧炉又称电弧炉或电阻炉，主要用于生产硅铁、锰铁、铬铁、钨铁和锰铁合金。

其工作特点是采用碳镁耐火材料作为衬里和自培养电极，但热效率低。

国内外余热锅炉和低参数汽轮发电机的技术已经成熟。

低温废热电站已进入成熟阶段。

在水泥工业中有许多废热发电的成功例子。

例如，电石炉余热发电的成功发展值得借鉴。

低温余热回收技术将成为行业节能降耗的有效途径之一。

2矿热炉烟气余热利用技术2.1烟气参数埋弧焊炉主要生产硅铁、锰铁、铬铁、钨铁和硅锰合金以及矿砂、碳还原剂和溶剂生产的碳化钙。

根据熔炼工艺和设备的密闭程度，沉水炉分为半封闭炉和封闭炉。

目前，半封闭式炉主要冶炼硅铁、镍铁，封闭式炉主要冶炼电石、铬铁、锰、硅。

半密闭炉内可燃气体含量极低，最高可达400摄氏度，炉门内的空气较多，烟气较多。

适用于换热发电余热锅炉，热效率可达26% ~ 28%，但困难在于有很多SiO 2在尘土中，颗粒很好，吸附力强，质量轻，比表面积很大，这给锅炉的除灰带来很大的困难。

传统的机械振动等除灰方法不理想，严重影响传热效率。

2.2烧石灰该方案主要适用于电石生产的闭式炉。

烟气中CO含量约为60%~80%，特别适用于电石矿加热炉。

其反应公式为CaO+3C=CaC2+CO。

硅矿热炉烟气余热发电技术探讨

工业硅矿热炉烟气余热发电技术探讨针对工业硅生产烟气余热发电工艺流程及改造重点和难点进行了分析，对改造前后综合利用能耗和产生的效益进行了比较。

结论证明采取有效措施进行余热资源的回收利用对工业硅行业节能减排和可持续发展具有重要意义。

摘要：针对工业硅生产烟气余热发电工艺流程及改造重点和难点进行了分析，对改造前后综合利用能耗和产生的效益进行了比较。

结论证明采取有效措施进行余热资源的回收利用对工业硅行业节能减排和可持续发展具有重要意义。

0 引言工业硅行业作为现代工业的重要组成部分，每年消耗大量能源，据统计，中国平均每吨工业硅需要消耗13 000 kW·h电以上，全国年产100×104 t工业硅需要耗电13×108 kW·h以上。

随着中国逐步建立全社会的资源循环利用体系和节能减排工作的深入进行，工业硅作为能耗大户，佘热回收势在必行。

实施节能技术改造，提高能源综合效率，既是响应国家号召，建设节约型社会的客观需要，也是企业降低成本，提高企业市场竞争力的需要[1]。

文章结合工业硅烟气余热发电综合利用项目，对当前工业硅炉烟气余热发电技术进行了研究和探讨。

1 工业硅烟气余热特点a)烟气余热属于中温余热、废气流量较少，热品位较低;b)烟气余热的参数(温度、流量)具有一定的波动性，波动范围大;c)烟气中的硅灰(俗称硅微粉)极细，有极强粘附力和非常高的热阻。

受热外管壁粘灰后会大大降低热交换率[2]。

2 烟气余热发电改造前状况自原工业硅厂2台矿热炉来的400 ℃~600 ℃高温烟气，通过混风，达到降温的目的。

温度降低到220 ℃~230 ℃后，首先进入到双效旋风除尘器中，进行第一次除尘处理，除尘得到的烟尘(即SiO2粉)经卸料机卸出，进行包装。

经过第一次除尘处理的烟气，在进入风机之前，通过向烟气管到喷淋冷却水，进行二次降温处理，经冷却水冷却的烟尘温度降低到180 ℃~200 ℃左右，通过引风机进入布袋除尘器，净化后烟气由除尘器上部排入大气。

矿热炉烟气余热利用的实践

冶金冶炼M etallurgical smelting矿热炉烟气余热利用的实践杨柳（中钢石家庄工程设计研究院有限公司，河北　石家庄　０５００００）摘要：矿热炉冶炼合金过程中，不可避免地会产生大量高温烟气，如果不能及时加以利用，必然会造成能源浪费。

通过准确测试矿热炉的温度、流量和成分，会发现矿热炉炉温较高，且相对稳定，且含有大量ＳＯ２、ＣＯ２气体，使用矿热炉冶炼可产生丰富的余热资源，通过能级分析法评估余热资源，能够为回收和合理利用余热资源提供一定参考。

关键词：矿热炉；烟气回收；余热利用中图分类号：Ｘ７５７文献标识码：Ａ文章编号：１００２－５０６５（２０２０）２４－００１０－２Practice of waste heat utilization of flue gas from submerged arc furnaceYANG Liu（Ｃｈｉｎａ　Ｓｔｅｅｌ　Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｄｅｓｉｇｎ　＆ａｍｐ；　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ，Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ　０５００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｓｍｅｌｔｉｎｇ　ａｌｌｏｙ　ｉｎ　ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ　ａｒｃ　ｆｕｒｎａｃｅ，　ａ　ｌｏｔ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｗｉｌｌ　ｉｎｅｖｉｔａｂｌｙ　ｂｅ　ｐｒｏｄｕｃｅｄ．　Ｉｆ　ｉｔ　ｃａｎ　ｎｏｔ　ｂｅ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｉｍｅ，　ｉｔ　ｗｉｌｌ　ｉｎｅｖｉｔａｂｌｙ　ｃａｕｓｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｗａｓｔｅ．　Ｂｙ　ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，　ｆｌｏｗ　ｒａｔｅ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ　ａｒｃ　ｆｕｒｎａｃｅ，　ｉｔ　ｃａｎ　ｂｅ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｉｓ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｈｉｇｈ　ａｎｄ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｓｔａｂｌｅ，　ａｎｄ　ｃｏｎｔａｉｎｓ　ａ　ｌｏｔ　ｏｆ　ＳＯ２　ａｎｄ　ＣＯ２　ｇａｓ．　Ｓｍｅｌｔｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ　ａｒｃ　ｆｕｒｎａｃｅ　ｃａｎ　ｐｒｏｄｕｃｅ　ｒｉｃｈ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．　Ｔｈｅ　ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ｂｙ　ｅｎｅｒｇｙ　ｌｅｖｅｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｍｅｔｈｏｄ　ｃａｎ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ａｎｄ　ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ．Keywords: ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ　ａｒｃ　ｆｕｒｎａｃｅ；　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｒｅｃｏｖｅｒｙ；　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ现阶段，工业生产中余热的损失大约占据了世界总能耗的30%~70%，因此，当务之急是尽快实现节能减排，从中国工业协会调查了解到，矿热炉是当前我国合金产品生产的主要机械设备，矿热炉在运行过程中会消耗我国总发电量2%的电能，因此，余热利用备受关注和重视。

浅析矿热炉烟气余热发电

２１第１期０２年总第３３期
重工与起重技术
ＨＥＡＶＹＩＵＳＲＩＮＤＴＡＬ＆ＨＯＩＴＮＧＭＡＣＮＥＲＳＩＨＩＹ
Ｎｏ．２２１０１Ｓｅｉｌ．３ｒａＮｏ３
浅析矿热炉烟气余热发电
大连重工机电设备成套有限公司白丽莉
摘要：结合不同类型矿热炉烟气特点，论述了各类矿热炉烟
以Ｎ为主的不可燃气体，气温度可达４０Ｉ右；：烟０及主要设备组成及目前存在的技术难点关键词：矿热炉；烟气；余热发电；清灰
图１余热锅炉配蒸汽轮机发电机组发电
２２密闭矿热炉烟气余热发电方案．
柜出来的烟气经煤气压缩机加压后进入燃气锅炉炉膛中燃烧，热力循环后产生的高温蒸汽推动汽经轮机做功进行发电。主要设备包括：气柜、气锅煤燃炉、蒸汽轮机发电机组、冷却水处理系统、化学水处
气系统及热工控制系统等，图３所示。如
图３燃气轮机发电机组配余热锅炉和蒸汽轮机发电机组发电
燃气轮机发电机组配余热锅炉和蒸汽轮机发电
机组的工艺方案成功地实现了系统的联合循环发电，利用效率高达３％～０热５４％。但由于目前国内燃气轮机组在矿热炉烟气余热
用烟气的显热（热）未经净化的烟气直接进余物理，热锅炉进行热交换，交换后产生的高温蒸汽推动汽

矿热炉余热利用

矿热炉余热回收发电系统是将矿热炉产品显热回收、烟气余热回收、烟气中CO燃烧热能回收和低压低温发电技术综合在一起的矿热炉综合余热回收发电系统。

该产品特点主要体现在将密闭热风隧道窑应用于矿热炉产品显热回收发电；将热风炉应用于烟气中CO燃烧热能回收发电；烟气余热回收发电采用三级除尘技术，彻底清除烟气中的粗颗粒、中细颗粒及细颗粒粉尘，使烟气排放达到国家排放标准。

矿热炉综合余热回收发电系统同时利用PLC控制平台，工业机监控，管理软件实现自动化控制，使矿热炉产品显热、烟气余热高效回收系统安全、可靠、持续、稳定地运行，达到热能高效回收和发电，实现节能降耗、消烟除尘、美化环境的要求。

产品可广泛应用于铁合金、电石、钢铁、水泥、电解铝、电解铜、黄磷等高能耗企业的余热发电项目。

矿热炉余热回收发电系统包括水处理系统、给水除氧系统、废热回收系统、汽轮发电机组、热工仪表及自动保护报警系统。

矿热炉综合余热回收发电系统主要技术原理：将密闭热风隧道窑应用于矿热炉产品显热回收发电。

该发电系统利用热风隧道窑，将出炉产品引入热风隧道窑内并密封，用干燥后的空气对其显热进行热交换，输入余热锅炉，生成工业蒸汽，使显热回收更加彻底。

将热风炉应用于烟气中CO燃烧热能回收发电。

该发电系统利用热风炉将烟气引入其中,充分燃烧掉烟气中的CO,通过二次配风使烟气温度从1400℃降低到800℃，热交换后输送至余热锅炉，生成工业蒸汽用于发电，使出炉烟气控制在200℃，再经袋除尘器排入大气，既解决了余热锅炉的安全问题，同时又延长了余热锅炉和袋除尘器的使用寿命。

使整套发电系统运行更加安全。

烟气余热回收发电首次采用三级除尘技术，彻底清除烟气中的粗颗粒、中细颗粒及细颗粒粉尘，使烟气排放达到国家排放标准。

该发电系统采用三级除尘技术，将生产过程中产生的大量烟气经引风机输送至重力除尘器进行一级除尘，除去＞50um 粉尘粒子；经高温旋风除尘器进行二级除尘，除去＞10um,＜50um 粉尘粒子；二级除尘后的烟气输送至热风炉，经一次配风，充分燃烧掉烟气中的CO, 再经二次配风使烟气温度降低到600℃－800℃，送至余热锅炉进行热交换，烟气温度控制在200℃；出炉烟气（CO气体已充分回收）送至袋除尘器，进行三级除尘，除去＞0.2um, ＜10um粉尘粒子，使烟气排放达到国家排放标准。

铁合金矿热炉烟气余热利用的实践

Ｂ文章编号１００１．１９４３（２０１３）０４．００３３－０３

中图分类号
Ｘ７５３
文献标识码
ＰＲＡＣＴＩＣＥｏＦＦＬＵＥＧＡＳＷＡＳＴＥＨＥＡＴＵＴＩＬＩＺＡＴＩＯＮｏＦＦＥＲＲｏＡＬＬｏＹＳＵＢＭＥＲＧＥＤ．ＡＲＣＦＵＲＮＡＣＥ
ＡｂｓｔｒａｃｔＩｔｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｌｆｕｅｇａｓｗａｓｔｅｈｅａｔｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｎｆｅｒｒｏａｌｌｏｙｓｕｂｍｅｒｇｅｄ — ａｒｃｆｕｒｎａｃｅ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅａｃｔｕａｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｉｔａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｃｅｓｓ，ｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｉｆｔｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｔｒｅｃｔｉｏｎｂｅｎｅｉｆｔｓ，ｗｈｉｃｈｏｐｅｎｓｕｐａｎｅｗｗａｙｆｏｒｔｈｅｆｅｒｒｏａｌｌｏｙｓｉｎｄｕｓｔｒｙｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｅｍｉｓｓｉｏｎｒｅｄｕｃｉｔｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｆｅｒｒｏａｌｌｏｙ，ｓｕｂｍｅｒｇｅｄ－ａｒｃｆｕｎａｒｃｅ，ｌｆｕｅｇａｓ，ｗａｓｔｅｈｅａｔｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ，ｅｎｅｒｙｇｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ

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矿热炉烟气余热利用技术
一、技术名称：矿热炉烟气余热利用技术
二、适用范围：钢铁行业硅系铁合金冶炼、化工电石行业等
三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状：
2008年我国各类铁合金产量1900万吨，耗电量约为1100亿kWh 。

四、技术内容：
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。

3.工艺流程
具体工艺流程见图1。

图1 硅系铁合金冶炼矿热炉烟气余热利用系统示意图
五、主要技术指标：
16台14000kVA 矿热炉余热利用系统，年发电量可达1.92亿度。

六、技术应用情况：
该技术已在部分铁合金企业使用，技术成熟，节能效果显著。

七、典型用户及投资效益：
典型用户：XX 材料开发有限公司
1）建设规模：8台13吨余热锅炉，24000kW 余热发电机组及配套设施，设计年发
余热烟气
矿热炉余热锅炉
汽轮机、发电机
软化水
干法布袋除尘器
电量为1.92亿度。

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13吨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，改造硅铁矿热炉烟罩，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13吨余热锅炉和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1.92亿度计算），年节能经济效益6144万元，投资回收期2.5年。

八、推广前景和节能潜力：
预计2015年该技术可在钢铁、化工等行业推广到60%，总节能能力约105万tce/a。