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鋼鐵工業(yè)廢熱和廢氣回收利用新技術(shù)

2013年08月20日 15:06:10人氣:1664來源:

  hbzhan內(nèi)容導(dǎo)讀:鋼鐵生產(chǎn)工藝流程長,工序多,且主要以高溫冶煉、加工為主,生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量余熱能源,各種余熱資源約占全部生產(chǎn)能耗的60%。本文介紹鋼鐵工業(yè)兩項廢熱和廢氣回收利用新技術(shù):iRecoveryEAF廢氣回收技術(shù)和GE氣體渦輪機廢氣發(fā)電技術(shù)。
  
  1、特諾恩公司電爐煙氣余熱回收利用技術(shù)

  
  電爐輸入能源包括電、天然氣中的化學(xué)物質(zhì)、油和碳等,而其中有大量的能源都隨高溫電爐煙氣排放掉,一座150t/a的電爐產(chǎn)生的高溫煙氣可利用iRecovery技術(shù)發(fā)電29MW。特諾恩(Tenova)公司的iRecovery技術(shù)可以把這些高溫煙氣余熱轉(zhuǎn)換成蒸汽,但蒸汽的具體用途取決于鋼廠的工藝配置。iRecoveryStage2系統(tǒng)流程如圖1所示。

  
  圖1:iRecoveryStage2系統(tǒng)流程
  
  特諾恩系統(tǒng)使用了與傳統(tǒng)熱回收系統(tǒng)相似的管-管式熱交換結(jié)構(gòu)和工作原理,利用冷卻水(20-40℃)從電爐廢氣管道回收熱能。而運行的不同點在于iRecovery技術(shù)使用了高壓和高溫熱水(180-250℃)作為熱交換介質(zhì)回收高溫含塵廢氣熱量,從而降低了通過蒸發(fā)分離廢氣的熱量。*步在600℃利用輻射熱傳遞,第二步用廢熱鍋爐回收低溫熱水入口的熱能。電爐的高溫廢氣攜帶灰塵,所以必須使用如廢物焚化爐一樣的特殊廢熱鍋爐。其重要參數(shù)決定了熱回收系統(tǒng)的效率,如iRecovery系統(tǒng)出口的廢氣溫度、入口溫度和進入iRecovery系統(tǒng)前與廢氣混合的稀釋空氣體積。
  
  從理論經(jīng)濟學(xué)觀點看,使用iRecovery系統(tǒng)發(fā)電雖然不是的選擇,但它是zui可行的,其它用途還可以用于真空脫氣、酸洗、壓縮機、空調(diào)、供暖和制氧等。如果過熱蒸汽能夠連續(xù)生產(chǎn),則蒸汽渦輪機效益zui高,如果蒸汽不能連續(xù)生產(chǎn),選擇正確的鍋爐就成為重要的影響因素,使用OrganicRankineCycle(ORC)鍋爐,因為后者可以通過添加飽和蒸汽或熱水實現(xiàn)自動停止和啟動。
  
  2、通用電氣能源公司(GEEnergy)的氣體渦輪機廢氣發(fā)電技術(shù)
  
  GE能源公司(GEEnergy)將為我國邯鄲鋼鐵公司一座170MW發(fā)電廠提供氣體渦輪機設(shè)備。邯鄲鋼鐵公司為了降低能源消耗成本,實現(xiàn)2015年的減排目標,決定投資啟動該建設(shè)項目。在氣體渦輪聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工藝中利用高爐煤氣、焦爐煤氣發(fā)電是傳統(tǒng)鍋爐系統(tǒng)燃燒發(fā)電的替代方案。同樣的燃料,GE9E氣體渦輪機的發(fā)電量與傳統(tǒng)鍋爐相比可提高40%以上。該技術(shù)對鋼廠使用燃料種類有很大靈活性,而且對廢氣產(chǎn)生量的變化有很強的適應(yīng)性。
  
  邯鄲使用的氣體渦輪發(fā)電設(shè)備包括一臺GE9A5發(fā)電機、一個大型離心氣體壓縮機和GEMarkTMVle控制器,提供包括燃料混合、壓縮和清洗在內(nèi)的全自動控制,發(fā)電使用混合燃料,主要是低熱值高爐煤氣和焦爐煤氣。系統(tǒng)首先對燃料進行加工,然后用兩級離心式氣體壓縮機給燃料增壓,用電力除塵器凈化。大型離心壓縮機堅固耐用,處理鋼廠廢氣時維修要求低。類似的GE9E技術(shù)已用于鋼廠的Corex廢氣發(fā)電,也可用于Finex和其它工藝廢氣發(fā)電。
  
  電廠的廢氣發(fā)電量與鋼廠的煙氣產(chǎn)生量密切相關(guān)。一個300萬t/a聯(lián)合鋼廠的工藝廢氣除滿足自身需要外還能供電廠發(fā)電170MW。一個500萬t/a的鋼廠能供一個210MW的電廠發(fā)電。如果鋼廠有多座高爐和焦爐就能保證氣體渦輪機正常運轉(zhuǎn),如遇大的檢修工作可用天然氣替代。
  
  一些鋼廠用天然氣和工藝廢氣發(fā)電供自己使用且對外銷售,通過回收利用自己鋼廠產(chǎn)生的廢氣就能成為主要電力生產(chǎn)者,例如意大利Ilva有3座與GE9E類似的電廠已經(jīng)運行了15年,共發(fā)電520MW。
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