高爐礦渣沖洗水餘熱用於海水淡化
在高爐煉鐵過程中,為實現衝渣水和衝渣蒸汽餘熱的有效利用,本著節能減排可持續發展的戰略原則,某鋼鐵公司計畫利用高爐衝渣水餘熱進行海水淡化。 低溫多效蒸餾海水淡化技術具有利用低溫餘熱、變負荷調節能力大、系統熱效率高等優點。 將衝渣水餘熱作為多效蒸餾脫鹽的熱源,在變廢為寶的同時,可進一步降低公司整體能耗,具有可觀的經濟效益和社會效益。
工藝系統流程結合鋼鐵廠低溫多效蒸餾脫鹽裝置的蒸汽使用情況,提出了以下工藝系統流程。 衝渣廢水溫度在90左右,可用於換熱的流量為2880 t h,需要配製溫度為70、流量為100 t h的飽和蒸汽。 煉鐵高爐的衝渣水經過沉澱過濾後,進入換熱器,迴圈軟化水進行熱交換,冷卻後的衝渣水流入冷凝水池進行迴圈衝渣。 軟化水在換熱器中與高爐衝渣水交換後,形成高溫熱水,通過管道進入閃蒸罐進行噴淋,高溫熱水在蒸發壓力下閃蒸沸騰,一部分熱水在蒸發壓力下汽化成飽和蒸汽, 另一部分熱水溫度降低到蒸汽溫度以下,並繼續加熱回換熱器。飽和蒸汽送入低溫多效海水淡化蒸發產水。 MED裝置的變負荷調節能力為50%至100%,產水能力可隨高爐冶煉頻率的變負荷進行調節,執行穩定。
可行性分析高爐渣沖洗水餘熱引數如下:
衝渣水迴圈:2880噸小時
沖洗水進水溫度為85°C
沖洗水回水溫度為50°C
排汽溫度 130
蒸汽排放流量為137噸小時
軟化水回水溫度:50°C
外部蒸汽壓力:0035mpa
補水量:137噸小時
高爐衝渣水餘熱計算公式如下:
Q 盈餘 = M1δHR + M2δHq(1)。
式中:q餘———餘熱**,kj h;
m1——— 排渣水衝入換熱器的流量,t h;
m2——— 蒸汽排出流量,t h;
HR———換熱器進出口衝渣水焓差,kj kg;
HQ———換熱器進出口蒸汽焓之差,kj kg。
在 130 時,蒸汽焓為 2736在 3 kj kg 時,150 時的蒸汽焓為 27528 kj/kg;95 時的水焓為 398 kj kg,50 時為 209 kj4 kj/kg。將衝渣水的餘熱引數放入式(1)中,q殘餘q為8635×108 kj/h。
海水淡化所需熱量的計算公式如下:
Q 消耗量 = Mδh 蒸氣 (2)。
式———式:q海水淡化耗熱量,kj;
m——— 外部蒸汽供應,t h;
h 外部蒸汽供應與蒸汽冷凝水焓之差———,千焦千克。
4 mpa 時的蒸汽焓為 27528 kJ kg,則 Q 消耗量為 290×108 kj/h。可以看出,Q殘餘-Q消耗,所以換熱器換熱後,高爐餘熱**的熱量完全滿足海水淡化的條件,這種方案是可行的。
利用衝渣水的餘熱進行海水淡化和廢水處理,不僅提高了能源效率,而且降低了運營成本。 為沿海鋼鐵企業節能降耗、解決缺水問題、降低海水淡化成本和廢水處理提供了參考。 面對節能減排任務和嚴峻的經營壓力,亟需充分合理利用余能資源,最大限度地降低能耗,緩衝當前經濟形勢對行業的影響。