專利名稱：冶金高爐供風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能降耗方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于冶金高爐的，特別涉及冶金高爐的供風(fēng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，冶金高爐是冶金領(lǐng)域生產(chǎn)的高能耗設(shè)備，高爐的燃料燃燒需要供風(fēng)系統(tǒng)即空氣除濕預(yù)熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)的節(jié)能潛力極大。高爐空氣除濕預(yù)熱系統(tǒng)的傳統(tǒng)方法是利用制冷エ藝對(duì)空氣實(shí)施降溫，根據(jù)除濕程度的要求將環(huán)境空氣降溫到5-10°C，使空氣中的水分在低溫的條件下凝結(jié)析出，之后再利用礦物能加熱提升空氣溫度，從而獲得干燥的預(yù)熱空氣，之后再將已除濕的空氣加熱升溫和壓縮，送入高爐中。另外，高爐自身沖渣水的排放數(shù)量巨大，沖渣水排放的余熱溫度一般在80度以上，由此造成了嚴(yán)重能源浪費(fèi)和環(huán)境污染。如何利用現(xiàn)有資源，實(shí)現(xiàn)高爐除濕預(yù)熱系統(tǒng)的節(jié)能降耗，達(dá)到節(jié)能減排的雙重目標(biāo)，這是一項(xiàng)不容忽視的重要工作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是克服現(xiàn)有技術(shù)的能耗高、設(shè)備復(fù)雜的缺點(diǎn)，省去昂貴的制冷エ藝設(shè)備及其相應(yīng)的能耗，同時(shí)利用排放的沖渣水的余熱再生除濕轉(zhuǎn)輪和加熱空氣，提供ー種新的冶金高爐供風(fēng)系統(tǒng)的エ藝方法。本發(fā)明冶金高爐供風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能降耗方法，具有如下步驟(I)將處理空氣通過空氣過濾器進(jìn)入轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)實(shí)施空氣除濕，以高爐沖渣水的余熱作為熱源將轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)所需再生風(fēng)加熱到60度以上，確保轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的連續(xù)除濕運(yùn)行，同吋，將處理空氣由環(huán)境溫度加熱至< 50°C ;降溫后的沖渣水回用到高爐沖渣エ藝中循環(huán)使用；(2)將步驟(I)加熱至45°C的處理空氣送入預(yù)熱器I，以高爐沖渣水的余熱作為加熱熱源，將處理空氣進(jìn)ー步加熱到65 80°C ;降溫后的沖渣水回用到高爐沖渣エ藝中循環(huán)使用；(3)將步驟⑵加熱到65 80°C的處理空氣送入鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)將處理空氣壓縮，使處理空氣升溫至180°C ；(4)將步驟(3)加熱到180°C的處理空氣送入預(yù)熱器II，預(yù)熱器II通過常規(guī)加熱方式將處理空氣加熱到300°C ；(5)將步驟(4)加熱到300°C處理空氣送入熱風(fēng)爐，熱風(fēng)爐通過常規(guī)加熱方式進(jìn)ー步將處理空氣加熱到1200°C，送入冶金高爐。所述步驟⑴的高爐沖渣水的余熱溫度為60 90°C。本發(fā)明的有益效果是，利用轉(zhuǎn)輪除濕方法和高爐沖渣水余熱再生轉(zhuǎn)輪并加熱空氣的方法，使原排放的沖渣水余熱得到充分利用，同時(shí)降低了沖渣水余熱的排放量，減輕了對(duì)環(huán)境的熱污染。取消了冷卻塔降溫設(shè)備，并以轉(zhuǎn)輪除濕裝備取代原有的制冷除濕系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高爐供風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能降耗，達(dá)到了節(jié)能減排的雙重目標(biāo)。綜合效益分析(I)原有高爐送風(fēng)系統(tǒng)利用電能除濕，新的技術(shù)利用高爐沖渣水的廢熱除濕，節(jié)省了高品位能量，減少了環(huán)境的熱污染；(2)原有高爐送風(fēng)系統(tǒng)利用高能降溫達(dá)到空氣除濕，新的系統(tǒng)不存在降溫過程，節(jié)省了此部分的熱能消耗； (3)將沖渣水余熱用做高爐送風(fēng)的第一級(jí)加熱，節(jié)省了該溫區(qū)原有的加熱量；(4)高爐沖渣水熱量用于高爐送風(fēng)系統(tǒng)，可降低沖渣水余熱的排放量；(5)節(jié)省了復(fù)雜昂貴的制冷初始裝備，代之以簡單低能耗的轉(zhuǎn)輪除濕設(shè)備，節(jié)省了運(yùn)行管理費(fèi)用；經(jīng)濟(jì)效益分析(I)本方案平均除濕量按9g/Nm3計(jì)算,焦比可降低6. 3kg/t鐵,折合6. 12kgce/tfe ;以全年除濕運(yùn)行6500小時(shí)計(jì)算，高爐產(chǎn)鐵量為150萬噸，可增加產(chǎn)能0.9%。(2)平均除濕量按9g/Nm3計(jì)算，這些水分在熱風(fēng)爐中由20°C加熱至1200°C時(shí)消耗的熱量為42. 7kJ ;在高爐中與炭發(fā)生化學(xué)反應(yīng)是ー個(gè)吸熱過程，消耗的熱量為65. 65kJ，兩項(xiàng)合計(jì)耗熱108. 35kJ。以除濕運(yùn)行6500h、高爐鼓風(fēng)量90000Nm3/h計(jì)算，該部分水分在熱風(fēng)爐和高爐中消耗的熱量為6. 338xl011kJ，折合標(biāo)準(zhǔn)煤約2164t，價(jià)值約259萬元。(3)利用制冷進(jìn)行除濕需制冷量為Q’ = 90000X0. 3093 X (31-5) = 72. 4萬大卡/時(shí)(840kWh);取制冷機(jī)組的COP = 3，則制冷機(jī)組運(yùn)行電耗280kWh，另外冷凝水泵電耗40千瓦時(shí)，則制冷系統(tǒng)運(yùn)行能耗約計(jì)320千瓦吋。以全年運(yùn)行6500小時(shí)計(jì)算，總的電能量為208萬度電。如果電費(fèi)為0.8元/度，則節(jié)省電費(fèi)166. 4萬元。


圖I是傳統(tǒng)高爐供風(fēng)系統(tǒng)的流程圖；圖2是本發(fā)明高爐供風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能降耗方法流程圖。
具體實(shí)施例方式圖I是傳統(tǒng)高爐供風(fēng)系統(tǒng)的流程圖，由圖I可以看出，傳統(tǒng)的高爐供風(fēng)系統(tǒng)是利用制冷エ藝對(duì)空氣實(shí)施降溫，根據(jù)除濕程度的要求將環(huán)境空氣降溫到5-10°C，使空氣中的水分在低溫的條件下凝結(jié)析出，之后再利用礦物能加熱提升空氣溫度，從而獲得干燥的預(yù)熱空氣，之后再將已除濕的空氣加熱升溫和壓縮，送入高爐中。圖2是本發(fā)明高爐供風(fēng)系統(tǒng)的流程圖，由圖2可以看出，本發(fā)明是使用轉(zhuǎn)輪除濕裝備取代原有的制冷除濕系統(tǒng)，并且利用換熱器裝置，將沖渣水中余熱取出，使沖渣水得以降溫回用。取出的熱量部分用于作為轉(zhuǎn)輪除濕裝備所需的再生空氣加熱，以確保轉(zhuǎn)輪除濕裝置的持續(xù)正常工作，使除濕下來的水分排放到大氣中；其余部分的沖渣水余熱對(duì)被處理后的干空氣繼續(xù)進(jìn)行加熱升溫，達(dá)到余熱溫度允許的加熱極限，使余熱得到充分的利用。降溫后的沖渣水無需經(jīng)過冷卻塔，可直接回用，確保沖渣水循環(huán)量滿足高爐生產(chǎn)エ藝的要求。本發(fā)明具體實(shí)例及如下基本情況500立方米高爐一臺(tái)，沖渣水溫度85_90°C，160噸/時(shí)；
預(yù)熱空氣量75000立方米至90000立方米/小時(shí)。高爐沖渣水是循環(huán)使用的エ業(yè)冷卻水，除渣熱水需通過冷卻水塔降溫至60°C后再循環(huán)使用，致使大量的余熱排放到大氣中。根據(jù)沖渣水溫降和流量計(jì)算，排放到大氣中的余熱有(按90°C計(jì)算)Q = 160 X 1000 X (90-60) = 480 萬大卡 / 時(shí)(約 5600kWh)由于沖渣水溫度的限制，空氣余熱溫度最高達(dá)到80°C，針對(duì)500立方高爐的空氣余熱量計(jì)算(按90000立方米/小時(shí)計(jì)算)所需的空氣預(yù)熱熱量計(jì)算如下Q’ = 90000X0. 3093 X (80-25) = 153 萬大卡 / 時(shí)(1748kffh)或Q’= 90000X0. 3093 X (80-31) = 136 萬大卡 / 時(shí)(1424kffh)計(jì)算顯示預(yù)熱空氣所需熱量Q’遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于沖渣水可提供的熱量Q。本實(shí)施例的轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)選用HTM型，空氣過濾器為自帶配套產(chǎn)品。預(yù)熱器和熱風(fēng)爐為天津華能能源設(shè)備有限公司產(chǎn)品。新的高爐送風(fēng)除濕加熱方法是采用轉(zhuǎn)輪除濕エ藝完成的。借助于吸附材料制成的除濕轉(zhuǎn)輪的吸濕功能，當(dāng)需要處理的濕空氣穿過除濕轉(zhuǎn)輪時(shí)，空氣中的水分被除濕轉(zhuǎn)輪吸附下來，排出干空氣完成初始過程。同時(shí)轉(zhuǎn)輪中含有的水分需要不斷地排到大氣中，確保轉(zhuǎn)輪的持續(xù)吸濕能力，這個(gè)過程是依靠較高溫度的再生空氣穿過轉(zhuǎn)輪完成的。因此再生空氣需要加熱到60°C以上。而高爐沖渣水的溫度為60 90°C，因此足以滿足再生空氣加熱的溫度需求。轉(zhuǎn)輪除濕エ藝的工作原理如下處理空氣通過空氣過濾器進(jìn)入轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)實(shí)施空氣除濕，同時(shí)以高爐沖渣水的余熱作為熱源將處理空氣由環(huán)境溫度加熱至< 50°C，并將轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)所需再生風(fēng)加熱到60度以上，確保轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的連續(xù)除濕運(yùn)行；降溫后的沖渣水回用到高爐沖渣エ藝中循環(huán)使用；將加熱后的處理空氣送入預(yù)熱器I，繼續(xù)以高爐沖渣水的余熱作為加熱熱源，將處理空氣進(jìn)ー步加熱到65 80°C ;降溫后的沖渣水回用到高爐沖渣エ藝中循環(huán)使用；將加熱到65 80°C的處理空氣送入鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)將處理空氣壓縮，使其至180°C;再送入預(yù)熱器II，將處理空氣加熱到300°C，此時(shí)的加熱方式采用常規(guī)的換熱器加熱方式。將加熱到300°C處理空氣送入熱風(fēng)爐，進(jìn)ー步加熱到1200°C，最后送入冶金高爐，此時(shí)的加熱方式采用常規(guī)的高溫?zé)犸L(fēng)爐加熱方式。由于新的除濕方式不降低空氣溫度，必將使預(yù)熱熱量降低，產(chǎn)生第一歩的節(jié)能效應(yīng)；由于使用部分高爐沖渣水熱量作為除濕機(jī)的再生熱源，致使原制冷機(jī)組設(shè)備消耗的電能得到了節(jié)省，這是第二部的節(jié)能效應(yīng)；由于使用部分高爐沖渣水熱量作為預(yù)熱熱源，可節(jié)省原有的外部加熱能耗，產(chǎn)生第三部的節(jié)能效應(yīng)；由于高爐沖渣水的部分熱量用于高爐送風(fēng)系統(tǒng)后，使原來的沖渣水熱負(fù)荷大大降低，由此帶來沖渣水冷卻能耗的下降，這是第四步節(jié)能效應(yīng)。其總的效應(yīng)會(huì)使高爐生產(chǎn)的能耗和廢熱排放降低。
權(quán)利要求
1.一種冶金高爐供風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能降耗方法，具有如下步驟 (1)將處理空氣通過空氣過濾器進(jìn)入轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)實(shí)施空氣除濕，以高爐沖渣水的余熱作為熱源將轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)所需再生風(fēng)加熱到60度以上，確保轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)的連續(xù)除濕運(yùn)行，同時(shí)，將處理空氣由環(huán)境溫度加熱至< 50°C ;降溫后的沖渣水回用到高爐沖渣工藝中循環(huán)使用。
(2)將步驟(I)加熱至45°C的處理空氣送入預(yù)熱器I，以高爐沖渣水的余熱作為加熱熱源，將處理空氣進(jìn)一步加熱到65 80°C ;降溫后的沖渣水回用到高爐沖渣工藝中循環(huán)使用； (3)將步驟(2)加熱到65 80°C的處理空氣送入鼓風(fēng)機(jī)，鼓風(fēng)機(jī)將處理空氣壓縮，使處理空氣升溫至180°C ； (4)將步驟(3)加熱到180°C的處理空氣送入預(yù)熱器II，預(yù)熱器II通過常規(guī)加熱方式將處理空氣加熱到300°C ； (5)將步驟(4)加熱到300°C處理空氣送入熱風(fēng)爐，熱風(fēng)爐通過常規(guī)加熱方式進(jìn)一步將處理空氣加熱到1200°C，送入冶金高爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的冶金高爐供風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能降耗方法，其特征在于，所述步驟(I)的高爐沖渣水的余熱溫度為60 90°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種冶金高爐供風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能降耗方法，將處理空氣通過空氣過濾器進(jìn)入轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)實(shí)施空氣除濕，以高爐沖渣水的余熱作為熱源將轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)所需再生風(fēng)加熱到60度以上，同時(shí)，將處理空氣由環(huán)境溫度加熱至＜50℃；降溫后的沖渣水回用到高爐沖渣工藝中循環(huán)使用；再通過預(yù)熱器I、鼓風(fēng)機(jī)、預(yù)熱器II、熱風(fēng)爐將處理空氣加熱到1200℃，送入冶金高爐。本發(fā)明使原排放的沖渣水余熱得到充分利用，同時(shí)降低了沖渣水余熱的排放量，減輕了對(duì)環(huán)境的熱污染。取消了冷卻塔降溫設(shè)備，并以轉(zhuǎn)輪除濕裝備取代原有的制冷除濕系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高爐供風(fēng)系統(tǒng)的節(jié)能降耗，達(dá)到了節(jié)能減排的雙重目標(biāo)。
文檔編號(hào)C21B9/00GK102628090SQ201210119680
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者張于峰, 王筱林 申請(qǐng)人:天津大學(xué), 江蘇煌明能源科技有限公司