石灰窑尾气余热回收

石灰窑尾气余热回收

作者：孙新  标签：烟气回收烟气余热回烟气换热器高温烟气换

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　　一、 概述：
　　我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大
　　的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈。这种状况与经济结构不合理、增长方式粗放直接相关。不加快调整经济结构、转变增长方式，资源支撑不住，环境容纳不下，社会承受不起，经济发展难以为继。
　　 只有坚持节约发展、清洁发展、安全发展，才能实现经济又好又快发展。同时，温室气体排放引起气候变暖，备受社会广泛关注。进一步加强节能减排工作，也是应对气候变化的迫切需要，是我们应该承担的责任。
　　 节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放。 我国“十一五”规划纲要提出，“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20％左右、主要污染物排放总量减少10％。这是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是维护中华民族长远利益的必然要求。 
　　能源、化工、冶金等行业进行余（废）热回收利用可有效的达
　　到节约能源的目的。
　　我公司多年从事利用工业窑炉、锅炉、焦化炉、高炉、冶金炉所产生的高温或中温烟气的热量，经过换热器换热，回收其热量，加热水、空气或煤气。产生的热水、蒸汽或高温空气，满足生活用热水、采暖、发电用蒸汽、预热燃料和助燃空气或食品、材料烘干。
　　作为余（废）热回收的关键设备换热器采用我公司有自主知识产权的立式列管换热器，其主要结构专门针对解决高温下换热器受应力腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀、露点腐蚀造成设备渗漏和破坏。其设计和工艺远远有别于传统管式换热器，具有换热系数高，使用寿命长，综合技术处于国内*地位。
　　本项目主要是对石灰窑尾气（原烟气温度450°C）加热助燃空气和燃烧所用煤气，可回收的热量价值论证及余热回收的工艺方案说明
　　二、设计说明：
　　1、 设计参数：
　　石灰窑9座，单炉产量：90t/d
　　小时总产量：33.75t/h
　　烟气量：270000m3/h 
　　进口温度450°C 
　　出口温度降至200°C以下
　　生产石灰能耗：950Kcal/Kg
　　煤气品质预设为：高炉煤气（836Kcal/m3）
　　小时需要煤气量为：38347 m3/h 
　　助燃空气量取：78227Nm3/h
　　实际烟气量：101950Nm3/h
　　2、 可利用热量核算说明
　　 工况烟气量：270000 m3/h进口温度450°C，出口温度180°C时，
　　可回收利用的余热为9359KW,
　　相当于节约标准煤：1238Kg/h，
　　年回收热量相当节约标准煤：9904吨/年。
　　三、 余热回收工艺方案
　　1本系统采用石灰窑尾气加热煤气和助燃空气进行余热回收，考虑到煤气在加热过程中可能炭化性，本方案选用先加热助燃空气，再进行煤气加热。方案如下：
　

　 
　　2、设备性能说明：
　　助燃空气从200C加热到2800C所需热量为：7752KW
　　加热助燃空气后，烟气温度由4500C降至2190C
　　 2190C烟气加热煤气，所利用的余热为：1607KW
　　 煤气可从200C加热到1320C
　　四、 工艺方案的投资预算： 
　　助燃空气加热器换热面积：1950㎡ 设备理论重量：76吨
　　煤气加热器换热面积：1510㎡ 设备理论重量：59吨
　　设备选材说明：
　　助燃空气加热器主要换热元件选用：20g
　　煤气加热器主要换热元件选用：20g
　　助燃空气加热器设备报价：64.2万元
　　煤气加热器设备报价：49万元
　　备注：1、采用表面合金化，可有效将钢材抗温能力提高到850度，同时可有效防止煤气中氧化物质和烟气中还原物质高温下对设备的损坏。
　　 2：若石灰窑尾气存在超过650度的工况，助燃空气加热器也需要表面合金化：表面合金化费用增加34万元。煤气加热器表面合金化费用增加26万元
　　五、 换热器说明： 
　　① 换热器采用烟道单回程，空气道四回程立式悬浮承插式结构
　　② 因换热段前后温差过大，管板采用防膨胀组焊式结构，为了 提高换热效率，管内插入扰流件,增加水的扰动，强化传热。
　　③ 前排管的两边加挡板，以防烟气直接冲刷管板和侧面引起烟气短流
　　④ 管板采用平板20mm厚的20g；换热元件采用20g
　　⑤ 设备与管道采用法兰连接（根据烟道结构确定）。
　　⑥ 换热器管板、管箱、烟气进出口、换热管采用防高温变形、应力开裂、露点腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀等工艺处理。
　　⑦ 管板采用焊缝保护措施
　　燕字倒固轻质耐火材料密封烟气对换热元件焊接口冲刷
　　⑧ 管箱采用保温、保护措施
　　采用保温材料的依据为:导热系数不大于0.12W/（m•K）, 密度不大于350Kg/㎡, 抗压强度不小于0.3Mpa, 使用年限长、复用率高、施工时劳动条件好。采用陶瓷纤维。
　　 3、换热器框架箱体结构说明
　　炉体根据不同温度和要求采用耐火砖、低水泥浇注料、高铝纤维、陶瓷纤维，确保极限耐热温度6000C，浇注料厚度50mm，以厚度10mm钢板、工字钢、槽钢、角钢做整体骨架，确保换热器框架箱体在使用过程中，不变形。