1、有機(jī)熱載體加熱爐
有機(jī)載熱體加熱爐(以下簡(jiǎn)稱熱媒爐)是利用煅燒爐尾氣的余熱為熱源,以導(dǎo)熱油為載體的直流式閉路循環(huán)的特殊工業(yè)爐。與其他供熱設(shè)備相比,熱媒爐具有如下特點(diǎn):(1)節(jié)能效果顯著;(2)可在較低的運(yùn)行壓力下獲得較高的工作溫度;(3)配套設(shè)備簡(jiǎn)單,不需要像蒸汽爐那樣復(fù)雜的給排水處理裝置,只需循環(huán)泵,建設(shè)投資不大;(4)熱穩(wěn)定性好,熱媒爐的導(dǎo)熱體多為導(dǎo)熱油,導(dǎo)熱油熱穩(wěn)定性高,導(dǎo)熱系數(shù)大;(5)運(yùn)行壓力較低,只要系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理,運(yùn)行期間維修量極小;(6)運(yùn)行費(fèi)用低,使用壽命可達(dá)8~10年。有機(jī)熱載體加熱爐在國(guó)外炭素行業(yè)中使用得相當(dāng)普及,而在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用則是近10年的事目前,熱煤爐在炭素生產(chǎn)過程中主要應(yīng)用于瀝青融化、糊料混捏、高壓浸漬3個(gè)方面,采用熱煤爐回收罐式爐煙氣余熱的流程如圖1所示。
圖1罐式煅燒爐煙氣回收及利用系統(tǒng)示意圖
2、余熱發(fā)電
除了利用熱煤爐回收罐式煅燒爐的煙氣余熱外,某些炭素廠設(shè)置蒸汽余熱鍋爐來回收罐式爐的煙氣余熱,并將產(chǎn)生的蒸汽送入汽輪發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電,其工藝流程如圖3所示。
圖2罐式煅燒爐煙氣余熱發(fā)電系統(tǒng)示意圖
利用余熱鍋爐所產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行發(fā)電已經(jīng)在一些炭素廠家得到實(shí)踐,如山東臨邑索通公司,該工程利用6臺(tái)6組罐式煅燒爐的煙氣余熱建設(shè)一座4.5MW的余熱發(fā)電站,目前發(fā)電功率穩(wěn)定在4000kW左右,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。
建設(shè)余熱電站的難點(diǎn)在于罐式煅燒爐與余熱鍋爐之間的互相協(xié)調(diào)及配合的問題。對(duì)于這種矛盾,應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持“炭素生產(chǎn)為主,余熱發(fā)電是副業(yè),副業(yè)不能影響主業(yè),主業(yè)應(yīng)兼顧副業(yè)”的思想,從而最大限度地發(fā)揮余熱發(fā)電的各項(xiàng)潛能,實(shí)現(xiàn)效益最大化。
3、熱媒爐+余熱發(fā)電
對(duì)于某些炭素廠僅采用熱煤爐為炭素生產(chǎn)中瀝青熔化等工序提供熱源,并不能充分回收罐式煅燒爐的煙氣余熱,例如:對(duì)于年產(chǎn)24萬噸的預(yù)焙陽極生產(chǎn)線,建設(shè)有8~10臺(tái)炭素煅燒爐,僅利用其中的2~3臺(tái)煅燒爐煙氣建設(shè)熱煤爐即可滿足瀝青熔化的需要,其余煙氣仍無法利用。
由于罐式煅燒爐的煙氣溫度高,經(jīng)過熱煤爐加熱導(dǎo)熱油后,其煙氣余熱仍可以回收利用,故可以同時(shí)采用熱煤爐、余熱發(fā)電的方式綜合高效的回收利用罐式爐的余熱。對(duì)于沒有經(jīng)過熱媒爐的熱煙氣可以設(shè)置較高參數(shù)的余熱鍋爐;對(duì)于經(jīng)過熱煤爐的熱煙氣可以設(shè)置較低參數(shù)的余熱鍋爐,產(chǎn)生的蒸汽可以用于鍋爐給水的除氧,其余的引至汽輪機(jī)的補(bǔ)汽端作功發(fā)電,整個(gè)余熱發(fā)電系統(tǒng)采用雙壓運(yùn)行,同時(shí)采用熱煤爐和余熱發(fā)電的方式回收罐式爐煙氣余熱的工藝流程如圖4所示。
圖3罐式煅燒爐煙氣余熱綜合利用系統(tǒng)示意圖
炭素生產(chǎn)廠家具體采用哪種余熱回收方案,要視其具體的生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)工序而定。對(duì)于生產(chǎn)規(guī)模大、生產(chǎn)工序全的廠家,僅采用熱煤爐的方式不能回收全部的煙氣余熱,可以采用“熱媒爐+余熱發(fā)電”的方案,充分回收罐式爐的煙氣余熱;對(duì)于生產(chǎn)規(guī)模適中、生產(chǎn)工序較全的廠家,罐式爐煙氣余熱量不大,可以采用熱煤爐,為瀝青融化、糊料混捏等工序提供熱量;對(duì)于僅有煅燒工序的炭素生產(chǎn)廠家,無需其他生產(chǎn)用熱,可以通過設(shè)置余熱鍋爐,并利用其蒸汽發(fā)電的方式回收煙氣余熱。