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石灰回转窑尾气余热利用新工艺

作者:河南群星重工     时间:2015-09-18 16:41:43

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回转窑在煅烧石灰的过程中会产生大量的高温烟气,这些高温烟气在预热石灰石原料后仍然含有较高的热量,温度可达200~300℃。如果用于余热发电或用余热锅炉进行余热回收,因其温度偏低而利用价值不高,所以,以往的石灰回转窑生产线大都是将这些尾气掺混适量的冷风降至适宜的温度,再经除尘器除尘处理后排入大气,不仅浪费了大量的能源,又污染了环境。如果能够采用适当的工艺和装置将回转窑尾气中的热量加以回收,既可以充分利用回转窑尾气余热,又可以解决污染问题,达到降低能耗和保护环境的双重目的。国内某厂设计的2条1000t·d-1石灰回转窑近建成投产,在这条新生产线上,首次采用了热管式烟气软水换热器回收石灰回转窑尾气余热用于供暖和洗浴的新工艺,本文将对这一新工艺加以介绍。

回转窑生产现场

一、余热回收工艺方案设计的前提条件

回转窑尾部配有石灰石预热器,回转窑尾气在预热器中预热石灰石后温度下降至约220℃。在扣除供给其它系统的尾气后,剩余尾气量约为90000Nm³·(h·窑)-1。

项目所需的采暖和洗浴热负荷如下:

(1)采暖热负荷:采暖热负荷为4027kW;考虑管网损失10%后,采暖用热水循环水量为153t·h-1,采暖热负荷为4430kW。

(2)洗浴热负荷:洗浴热负荷为990kW;考虑管网损失5%后,洗浴用热水循环水量为16.8t·h-1,洗浴热负荷为1040kW。

在不进行回转窑尾气余热回收的情况下,需要有2台2.8MW锅炉用于采暖,1台1.4MW锅炉用于洗浴。

二、余热回收工艺方案设计

经过多方案比选,决定采用热管式烟气-软水换热器回收石灰回转窑尾气余热方案,即在回转窑预热器和除尘器之间的尾气管线上设置热管式烟气-软水换热器,以软水作为热介质,与回转窑尾气通过热管式烟气-软水换热进行一次换热。换热后的热软水大部分直接用于采暖,小部分用于软水-洗浴水二次换热。软水由换热站供给,循环使用。尾气冷却后送入除尘器净化,然后由排烟机排入大气。此方案的优点是:对烟气温度要求低,换热效率高,回收的热量大,系统配置简单,运行稳定可靠。

根据回转窑尾气条件,经过热工计算,预计每座窑换热相当于2.8MW热负荷热水,2条回转窑同时工作时可产生5.6MW热负荷热水。经过加热的软水,大部分直接用于采暖,小部分回到换热站二次换热器,将所携带热量通过二次换热器交换给洗浴用水。考虑到管道热损失和换热效率,二次换热后的热水热负荷为5.37MW。

三、软水补充和换热站

采用热管式烟气-软水换热器回收石灰回转窑尾气余热工艺后,需要设置1个换热站,站内设置软水供给系统,作为余热回收系统的软水供给和补充系统,同时设置二次换热器1台,用于软水——洗浴水换热。

根据前面的热负荷计算,采用热管式烟气-软水换热器回收石灰回转窑尾气余热工艺后,采暖季节还有约0.1MW的热负荷缺口。考虑到采暖期内可能出现的停窑操作,同时考虑余热利用供热中遇冷则冷的特点,在换热站内设置1台2.8MW热水锅炉,兼作尖峰采暖期供热的补充热源和备用。

实践证明,采用热管式烟气-软水换热器回收石灰回转窑尾气余热工艺进行回转窑尾气余热回收,不仅可以节约能源,保护环境,创造社会效益,还可以给企业和周围带来方便,是一项利国利民的措施。

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