高炉冲渣水余热用于海水淡化技术探讨
高炉冲渣水余热利用三联供技术探讨

高炉冲渣水余热利用三联供技术探讨作者:刘起来源:《山东工业技术》2018年第09期摘要:高炉冲渣水富有大量的余热,回收高炉冲渣水的余热用于生活或生产具有重要的意义。
针对高炉冲渣水的余热回收利用形式,提出了高炉冲渣水余热用于采暖、制冷及脱湿鼓风的三联供技术,并探讨了高炉冲渣水余热回收过程中存在的关键技术难点。
关键词:冲渣水;三联供;余热利用DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2018.09.0280 前言钢铁企业是能源消耗大户,而原有的粗放型生产,存在很大的能源浪费。
近几年,钢铁行业产能过剩严重,各钢铁企业都在努力采取节能降耗措施,以求降低生产成本,增加经济效益。
因此,企业能源的优化利用,尤其是二次能源的有效利用显得十分重要。
高炉冲渣水是水力冲渣将高炉炉渣(~1400℃)冷却后经渣水分离后的水,温度为60~90℃,冷却的炉渣用于建筑材料,冲渣水却是通过冷却后循环利用,而冲渣水携带的大量余热却在冷却的过程中浪费,同时对环境也造成了污染[1-2]。
目前,对冲渣水余热的回收利用主要是:利用冲渣水采暖或加热洗浴用水;冲渣水余热发电。
冲渣水余热发电无疑是一种最有价值的研发方向,但其技术要求相当高、效率提升有限,目前还处于研究阶段。
而利用冲渣水采暖或作浴池用水,已被一些钢厂采纳使用,并带来一定的经济效益[3]。
有些企业较早就开展了对高炉冲渣水余热利用的研究与试验,基本都是将冲渣水用于采暖系统或作浴池用水,应用较为单一,且在非采暖季能源依然存在浪费,利用率低,没有能够实现能源的全年利用。
另一方面,在高湿地区,高炉鼓风含湿量高,从风口进入炉内时吸收热量,既增加了能耗,又影响了铁的产量,尤其是在南方及沿海地区的夏季[4]。
而脱湿鼓风则可以减少水分吸热、提高风口前的理论燃烧温度,又可以降低焦比,稳定铁水质量。
故高炉脱湿鼓风已经成为降低高炉燃料比的重要措施之一[4-5]。
1 “三联供”工艺流程为实现高炉冲渣水余热全年高效利用,提出高炉冲渣水余热利用三联供技术。
高炉冲渣水余热回收的可行性分析

高炉冲渣水余热回收的可行性分析文章结合高炉冲渣水的余热特点,提出了三种余热回收方案,并针对其可行性进行了分析。
标签:高炉;冲渣水;余热回收;可行性前言在当前经济全球化的背景下,能源危机的不断深化,使得节能降耗可持续发展受到了社会各界的广泛关注。
钢铁作为我国国民经济的支柱产业,同时也是耗能大户,在生产过程中,会产生大量的余热,以高炉冲渣水为例,其温度可以达到95℃左右,一般都是在进入空冷塔冷却后,对水资源进行循环利用,但是其中蕴含的热量却白白浪费,而且对于周边环境造成了热污染。
对此,做好高炉冲渣水余热回收工作,是非常重要的。
1 高炉冲渣水余热特点高炉冲渣水余热的热源温度相对较低,但是流量巨大,而且由于水中蕴含相应的化学物质,对于普通钢材有着一定的腐蚀性,做好高炉冲渣水余热的回收工作,不仅能够有效减少能源的浪费,还可以保护周边环境,其重要性是不言而喻的。
在钢铁企业中,一般情况下,高炉冲渣水采用的是浊环水,能够减少对于水资源的消耗,但是其在冷却过程中大量的热量散失,造成了一定的浪费,而且冲渣过程中产生的二氧化硫、硫化氢等物质会在大气中形成酸雨,造成严重的环境污染,因此,如何对高炉冲渣水余热进行回收利用,是當前钢铁企业需要重点研究的课题。
2 高炉冲渣水余热回收方案从目前来看,对于高炉冲渣水余热的回收,主要是以下三种方案。
2.1 采暖在对高炉冲渣水进行沉淀过滤后,进行相应的水热交换,通过循环泵,将采暖水输送至采暖用户。
将余热回收用于采暖的方法,具有投资少、设备简单、散热少、余热利用率高等优点,不过也存在两个方面的问题,一是由于采用的是浊环水,容易出现感到堵塞和腐蚀的现象,维护起来比较困难,对于换热设备的要求较高;二是只能在冬季使用,无法全年回收余热。
因此,如果采用这种方案,经济效益相对较差,而且对于余热的回收利用率低。
2.2 发电在对高炉冲渣水进行沉淀、过滤等预处理后,导入换热器,此时冲渣水的温度降低到40-50℃,之后回归到高炉供冲渣使用,可以对一定的余热进行回收。
高炉冲渣水余热回收技术的创新与应用

高炉冲渣水余热回收技术的创新与应用高炉熔融炉渣的温度高达1400℃~1500℃,其热量大,属于高品质的余热资源。
我国高炉渣的处理工艺主要采用水淬处理,大量高温炉渣通过冲渣水进行冷却,产生大量温度为70℃~85℃的热水。
通常,为了保证冲渣水的循环利用,需要将这部分冲渣水沉淀过滤后引入空冷塔,降温到50℃以下再次循环冲渣,或自然降温后继续循环冲渣。
这个过程损失了大量的热量,既造成了能源的浪费,又对环境造成了污染。
高炉冲渣水作为一种废热能源,因其温度稳定、流量大的特点,正逐渐成为余热回收利用的研究热点。
目前,对冲渣水余热的回收方式有利用冲渣水采暖、浴池用水和余热发电。
冲渣水余热发电是一种最有价值的研发方向,但因其技术要求相对较高,投资回收期较长,目前还处于研究开发阶段。
利用冲渣水采暖或作浴池用水,已经被北方地区的部分钢厂使用,并带来较好的经济效益。
高炉水渣含有CaO、SiO2、MgO、Al2O3和少量的Fe2O3,pH值大于7,呈弱碱性。
高炉水渣杂质在冲渣水中以固体颗粒或悬浮物的形式存在,日积月累,杂质会使采暖系统中的管道、阀门、散热器发生大面积淤积、堵塞,所以高炉冲渣水作为采暖热源时不适于直接使用。
通过间接换热的形式重复利用冲渣水进行采暖或作为浴池用水是高炉冲渣水利用的技术点,而高炉冲渣水专用换热器适用于换热介质在高悬浮物、高黏度等恶劣工况下的实体应用。
冲渣水余热回收出利器冲渣水专用换热器是由螺旋状扁管换热元件制造而成的新型高效换热器,螺旋扁管的截面为椭圆形,其管内外流道均呈螺旋状,获得国家实用新型专利。
该换热器在使用过程中具有以下特点:压降小。
管壳式换热器在壳程为了减少死区和短路设置了一定数量的折流板,相应地增加了阻力,而螺旋扁管的应用使得壳程中介质的曲折流动变为直接螺旋流动,没有死区,不必设置折流板。
取消折流板降低了阻力,并大大提高了热传递效率。
冲渣水专用换热器和螺旋板式换热器的压降≤30kPa,而板式换热器和固定管板式换热器的压降均为50kPa~100kPa。
浅析高炉冲渣水余热采暖的应用

浅析高炉冲渣水余热采暖的应用本文综述了国内冲渣水余热采暖利用现状,并通过案例对直接换热和间接换热两种方式进行比较研究,间接换热的形式重复利用冲渣水优势更加明显,具有更好的推广价值。
标签:高炉;冲渣水;集中供暖;余热1 概述1.1 高炉冲渣水余热利用大有可为近年来,随着冶金行业节能降耗、资源综合利用和建设资源节约、环境友好型企业水平不断提高,加强能源优化利用、发展循环经济、余热余能利用已成为各钢铁企业发展的趋势,以往被忽视的高炉冲渣水的余热利用已在部分企业得以开发。
高炉炉渣温度高达1400 ~1500℃摄氏度,热量大,属高品质的余热资源。
高炉渣处理方式多为水淬处理,与高温炉渣进行热交换的冲渣水,水温为60~80℃,浊度的质量浓度为50~80mg/L,经过渣水分离设施的滤池过滤后,浊度的质量浓度能净化到4~7mg/L,出水水温为50~70℃。
高炉炉渣带走的热量约占高炉总热耗的16%左右。
生产1t生铁要产生0.3~0.6 t 炉渣,每吨炉渣约含有(1.26~1.88)× 106 kJ的显热,相当于0.04~0.06 t标准煤的能量[1]。
以2010年为例,中国高炉渣排量高达2亿t计算,每年造成约1000万t标准煤的热量浪费[2]。
1.2 我国目前高炉冲渣水余热利用的现状冲渣水的利用方式主要有3种:一是供暖、供热水,二是海水淡化(受地理条件限制),三是低温余热发电技术,余热发电无疑是一个最有价值的研发方向,但由于其技术要求相对较高、投资回收期较长,目前还处于研究开发阶段。
利用冲渣水进行换热,然后向浴室、食堂、游泳池供应热水,或给居民楼供暖,这些方式技术相对成熟,目前被部分钢厂采纳,并带来了较好的经济效益。
目前建成的冲渣水余热利用工程以采暖方式为主,利用冲渣水的余热采暖主要可通过两种途径来实现:其一,经净化后的高炉冲渣水进入采暖系统各用户的末端采暖设备直接换热;其二,经净化后的高炉冲渣水通过高效换热器与采暖热水间接换热。
高炉冲渣水余热回收的利用技术概述

高炉冲渣水余热回收的利用技术概述作者:杜文亚来源:《中国新技术新产品》2016年第11期摘要:在热工环保工程中,高炉冲渣余热能够有3种主要的用途。
第一个用途是用于冬季采暖;第二个用途是用于余热发电;第三个用途是用于海水淡化。
经过实际地应用比较,在这3种使用过程中,效果最好并且前景最佳的余热利用方式是高炉冲渣水的供暖应用。
该方案具有系统简单,占地面积小,便于管理维护、技术较为成熟等优点。
关键词:冲渣水;余热回收;采暖中图分类号:TK115 文献标识码:A随着能源的不断应用和开发,在世界范围内,能源问题已经成为我们发展过程中的重要问题。
我国作为世界范围内的能源大国,占据着世界上第二多的能源资源,但是我国的人均能源储量还不到世界平均水平的一半,总体来看,我国的能源人均占有量还处在较为落后的状态,和世界上的发达国家还有很大的距离。
在能源的使用效率问题上我国也存在着较大的差距。
基于上述差距,我国现阶段的能源问题就是要节约能源,提升能源的利用效率。
作为我国的经济发展的根基,我国的钢铁行业在我国的经济发展过程中扮演着非常重要的角色,发挥着巨大的作用。
但是钢铁行业在我国的发展过程中也存在着诸多的缺点。
例如对我国的能源消耗过大,同时对我国的环境危害过大等。
钢铁行业在推动能源转变的过程中会产生余热以及余能。
在现阶段我国在余热以及余能的回收以及利用问题上还存在很多的问题,利用效率很低。
虽然在实际的回收过程中,大部分的余热以及余能能够被回收,但是占据很大比例的低温余热还是没有充分地回收利用,根据有关部门的数据分析,这一部分的回收利用为零。
例如在生产过程中的高炉冲渣水产生的余热就白白地流失浪费了。
因此我国的钢铁行业在这一方面的发展前景非常好,有很大的发展潜力。
在我国的钢铁行业的高温炼铁相关工艺中,产生的炉渣温度能够达到1000℃,高温通常应用在水泥的生产过程中。
高温冲渣水具有3个主要的特点。
第一个特点是有较低的热源温度;第二个特点是流量巨大;第三个特点是对普通材质的钢材具有严重的腐蚀。
高炉冲渣水余热利用技术浅析

Ke y Wo r d s : s l a g—wa s h i n g w a t e r ;wa s t e h e a t u t i l i z a t i o n;h e a t i n g;b e n e i f t a n a l y s i s
( 4 ) 换热效率高。渣水分离系统具有充足 的 给水水源 , 能使给水在不加压 的情况下通过换热
器 进入 蓄 水 池 , 从 而 很 经 济 地 完 成 换 热 功 能 。其 中, 换 热器结 构采 用 U型排管 形式 。
1 浴池 用水
西 钢采 用 高 炉 冲 渣 水 作 为 浴 池 用 水 的 热 源 ,
e f f e c t i v e l y r e du c e t he e n e r g y c o n s u mpt i o n o f t he s t e e l p l a n t t h r o ug h r e c o v e in r g t h e wa s t e h e a t .T he
该工 艺 的特 点如下 :
炼铁 厂泵 房 及 热 水 输 送 管 道 布 置 如 图 1所
示, 给排 水 系统如 图 2所 示 。
( 1 ) 余 热 易 回 收。高 炉 冲 渣 水 水 温 高 达
8 5℃ , 浴 池用 水温 度 一般 为 4 0 c 【 = , 采 用 换 热 器 可
徐 珊 珊
( 西 林钢铁 集 团有 限公 司 , 黑龙 江
摘
伊春
1 5 3 0 2 5)
要: 炼铁高炉在生产过程 中产生 的高炉 冲渣水排放 了大量 的热量 , 如能利用这些废热可有效 降低钢铁企业
高炉冲渣循环水的余热回收与实际生产应用方案

高炉冲渣循环水的余热回收与实际生产应用方案摘要:计算分析高炉冲渣水余热量,设计计算用冲渣水余热加热锅炉供水的设计方案,同时解决了冲渣水水温高,引起水泵汽蚀问题。
关键词:冲渣水;余热;换热器;高炉;热量1.背景莱钢1#1080m3高炉、4#750m3高炉,其利用系数分别为3.0、3.4t/(m3.d),月均渣比约460kg/t,两座高炉共用一个约1050m2的渣池,现渣池平均水温101.5℃,其热量没有回收利用,因冲渣水温接近沸点,导致渣浆泵汽蚀严重,对水泵的运行和效率影响很大,同时50℃的蒸氨废水很难补入冲渣系统,只能依靠新水补入。
因此亟待解决冲渣水水温高的问题,可以通过冲渣水余热回收的方式,降低冲渣水温,同时回收大量余热。
2.方案介绍通过余热回收系统,将热量提取,用于加热锅炉给水,达到热量回收利用。
冲渣循环水经过冲渣水换热器,将冲渣池水温降至95℃左右,工艺流程:经过冲渣水换热器将一次冲渣水供回水温度控制在95/78℃;设置二次水板式换热器,二次侧水温控制在77/72℃;三次侧为冷凝水(锅炉供水)经板换提温供回水温度设置40/71℃。
3.水冲渣余热回收方案3.1方案描述根据近几年冲渣水余热利用的实际经验,水冲渣余热利用系统采用物理过滤方式的过滤器过滤冲渣水,为了避开水质处理的问题通过间接换热的方式较为普遍。
3.2设计参数选定两级换热器功率选择:冲渣水换热器选择:按照计算的输出负荷19.02MW,供回水温度95/78℃,循环泵水流量:963.5m3/h;二次水循环泵、板式换热器选择:二次水流量3210m3/h,供回水温度77/72℃,水泵选择流量1600m3/h,两用一备,板式换热器功率:18.6MW (换热器效率取98%);三次侧水水泵选择:三次水流量500m3/h,供回水设计71/40℃,给冷凝水提温31℃左右。
3.3工艺流程介绍3.3.1 4#高炉冲渣泵房有三台900m3/h两用一备。
冲渣流量1800m3/h,现因水泵汽蚀,实际流量约1300m3/h左右。
高炉水冲渣余热利用

Absr c : e pr be offe n tr e p rt r e n lw i witr uta— fle ig s tm f s f t r ta t Th o lm e dig wae g tm e au e b i g o n n e ll ’ i trn yse o o twae sa in i ove y m e nso ea tto s s l d b a fh t—e ha gn t u plse e g r xc n ig wi s r u n r y fom t r wa h n lg o l s u n c . h wae s ig sa fb a tf r a e Ke or s: l s u n c yW d b a tf r a e;w ae ; wa h n lg; s r l s e e g tr s i g sa u p u n r y;u iiai tlz t on
(
高炉 水 冲渣水 的温度 为 6 9 0~ 0℃ , 经过 沉 淀池 淀 、 渣 后 , 『 高炉 渣进 行 循 环利 用 , 抓 『将 j 而热 量 没 有得 到利 用 。唐钢不 锈钢 公 司二期 软水站 采 用河 道 水作 为原 水 , 经过 高 密 澄清 池 +V形 滤 池工 艺处 理
S OLeabharlann / m / ( gI )2 8 50
D H
71
含 盐 镀/ mg L) ( /
Ca /( / “ mg L)
4 9 10
61 8
关键词 : 炉; ; 高 水 冲渣 ; 热 ; 用 余 利
中 图分 类 号 : 7 7 X 5 文 献 标 识 码 : B 文 章 编 号 :0 6— 0 8 2 l ) I 0 6 0 1 0 5 0 ( 0 l 一 0 8— 2 1
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2 现行高炉 冲渣水余热利用方式
2.1 采 暖 高炉冲渣水采暖是 国内比较成熟 的技术,其基
本工艺流程为 :高炉冲渣水通过冲渣水泵输送至换 热站 ,然后经冲渣水过滤器将冲渣水 中的固体颗粒 和悬 浮物 过滤 ,再 通过 换热 器 与采 暖水换 热 回到冲 渣池 中【n。
这种利用方式技术简单 、改造成本很低 ,但存 在一些问题 :(1)冲渣水水量大 ,蕴含的热量很大 , 而一般厂区办公楼的采暖负荷较小 ,不能够将冲渣 水的余热能力完全发挥 出来 ;(2)采暖只适用于北 方的城市冬季使用 ,夏季不需要 ,而南方城市一年 四季都不需要采 暖,因此这种方式存在局限性 ;(3) 冲渣水含有大量的杂质 ,进入管 网后易造成堵塞 , 且供热管网系统庞大,清洗难度很高[21。
工 质 在 换 热 器 内 吸 收 热 量 后 变 成 80 ℃的 过 热 蒸 3.1 工艺 系统 流程
汽 ,然后进入气轮机膨胀做功 ,带动发 电机转动 ,对
结合钢铁 厂低 温多效蒸 馏海水 淡化装置蒸 汽使
外输出电能。做功后的工质变成低低压过热蒸汽,低 用情况 ,提出以下工艺系统流程。冲渣废水温度约
【Keywords] slag washing water;residual heat utilization;low temperature multi-effect
distillation;industria l wastewater;evaporative crystallization
1 引言 高炉是钢铁企业 的核心设备 ,其冶炼过程中产
duced. Combining with condition of residual heat and energy, using water and wastewater treatment in steel enterprises, a treatment process to utilize slag washing water in seawater desalination and for wastewater resourcing is put forward,which can not only efectively uti- lize the low temperature residual heat in steel plants but a lso reduce seawater desa lination cost,achieve zero discharge of industrial wastewater in steelmakers and improve the overall performance of steel enterpr ises.
85℃,经过沉淀除杂预处理后进人特殊设计的换热 效率高等优点 。将冲渣水余热作为给工 质 ,温 度 降 到 50 cC左 右 , 化热源,变废为宝的同时 ,可进一步降低公司总体能
再送到高炉供冲渣使用 ,从而回收了一定量的余热。 耗 ,具 有可观 的经济 效益 和社会效益 。
【关键词 】冲渣水 ;余热利用 ;低温多效蒸馏 ;工业废水 ;蒸发结晶 【中图分类号】TK229 【文献标识码】B 【文章编 ̄-]1006—6764(2016)02—0O44—04
A Discussion on the Technology of Utilizing Blast Furnace Slag W ashing W ater in Seawater Desalination Sun Xue,Wu Liyun,Wang Gang,Chen Sujun
冶 金 动 力
METALLURGICAL POW ER
2016年第 2期 总 第 192期
高炉冲渣水余热用于海水淡化技术探讨
孙 雪 ,吴礼云 ,王 刚,陈素君
f首钢京唐钢铁联合有 限责任公 司,河北唐山 063200)
【摘 要】介绍 了现行钢铁企业高炉冲渣水余热利用方式。结合钢铁企业余热余能及用水、废 水处 理情况 , 提 出将冲渣水余热用于海水淡化及废水资源化处理工艺 ,不仅能够有效利用钢铁行业的低温余热 ,而且能够降 低海水淡化成本 ,实现钢铁工业废水 “零”排放 ,提高企业整体效益 。
(Shougang Jingtang Iron& Steel United Co.,Ltd.,Tangshan,Hebei 063200,China)
【Abstract]The existing utilizing methods of blast fumace slag washing water are intro—
生约 1300 oC的热态红渣 ,每千克红渣蕴含 959.85 kJ g热量。若高炉渣铁比为 1:4,则 日产 5000 t铁的 高炉会产生 1250 t红渣 ,携带热量相 当于 41 t标 煤 。
红渣沿沟道进入冲渣池 ,与冲渣水快速接触温 度骤降,被破碎成细小渣粒 ,冲渣水温度被加热到 85℃左右 ,同时产生一部分常压 的冲渣蒸汽。冲渣 水水温为 6O 95℃,蕴含了巨大热量 ,但其 中含有大 量固体颗粒和矿物纤维 ,并具有腐蚀性 ,很难利用其 热量。在未利用冲渣水余热资源的情况下 ,冲渣水被 送人冷却塔降温冷却至 45℃,再次送到渣沟冲渣, 而冲渣蒸汽则排入大气中。此循环造成余热资源浪 费 。
2016年第 2期 总 第 192期
冶 金 动 力
METAI I IIRGICAL POWER
45
2.2 余热发 电
的战略原则 ,某钢铁公司拟采用对高炉冲渣水余热
冲渣水余热发 电技术 目前还处 于研究实验 阶 进行 回收用 于海水淡 化 。低 温多效 蒸馏海水淡 化技
段。系统工作原理为,高炉冲渣水排出时温度大约 术具有可利用低温余热、变负荷调节能力大、系统热