不同行业预热工艺的应用概述

不同行业物料预热工艺的应用概述

一、配合料（废玻璃）预热工艺在玻璃熔化技术中的应用

国外玻璃熔窑热效率是我国的2倍, 可达50% 左右, 其中美国50 %、日本54 %。探索提高热效率的途径，增加熔化效率和节约能源及费用是玻璃熔化技术的发展方向。在玻璃窑炉的各项热损失中，烟气带出的热量约占总热量的25～35％，比例较大，如能将这部分热量回收利用起来，将有效降低熔窑热耗。烟气余热回收利用主要有余热发电、余热制冷、余热锅炉和余热预热玻璃配合料等几种途径，而烟气余热预热玻璃配合料（碎玻璃）工艺，被认为是最具发展潜力的节能降耗技术，它可使同一熔窑的生产率提高23％左右，燃耗减少20％左右，因气流而带走的配合料减少38％。应用预热的粒化配合料可降低熔化温度，延长玻璃窑炉工作寿命。展望未来，这将是今后世界各国玻璃工业熔窑改造的方向。 二、废钢预热在钢铁行业应用

目前全世界电炉炼钢产量约占粗钢总产量的30% ，在中国电炉炼钢产量已达到粗钢总产量的10 %以上，在目前电力紧张和废钢等原材料价格上涨情况下，降低成本，采用废钢预热，充分利用废气余热，降低能耗已成为众多电炉炼钢厂家的共识。目前电炉炼钢所采用的废钢预热方式主要有竖炉、Consteel隧道窑、料篮预热及双炉壳预热等，几种方式各有各的特点，其中竖炉预热温度最高，Consteel隧道窑式预热温度次之，料篮预热温度最低。自1988年FUCHS公司第一座带废热预热废钢的竖式电炉在丹麦DDS公司投产至今，世界上已建和在建的竖式电炉达5O多座。

废钢预热装置是利用除尘系统的废气热能，加热料篮内的废钢。日本在50 t、100 t电炉上装有此装置，分别节能50kWh／t、40 kWh／t，炼钢时间缩短8 min，电极消耗降低0．2～0．6 kg／t，与电耗降低成正比。目前，国内主要有沙钢和安钢在使用。

3、干法水泥预热系统

新型干法水泥生产以悬浮预热器和窑外分解为核心，采用生料均化、燃料均化、窑外预热与分解和节能粉磨技术及装备，基于计算机集散控制，实现水泥生产过

程的自动化、高效、优质、环保、低耗等。窑外预热、分解技术是为了减轻回转窑内烧成带的热负荷，从而提高窑系统生产效率，将水泥生料粉的预热和绝大部分生料的分解过程，置于窑外的预热器和分解炉中进行的技术。新型干法水泥生产技术发展至今，其预热系统的热交换单元主要有两种形式：一是旋风筒(包括管道)；二是立筒预热器。两种形式的预热单元，虽然自诞生以来经过水泥科技工作者的不断改，其性能、工作状况不断完善，但并非完美无缺的。二者相比，立筒预热器具有结构简单、操作简便、通风阻力小、电耗低及对原料适应性强等优点。但其热效率低则是关键性缺陷；旋风筒热效率相对较高，但结构复杂，通风阻力较大，操作要求较高，且卸料不连续。 4、高炉喷吹煤粉预热技术

本技术是高炉炼铁节能降耗尖端技术，高炉节能降耗就是降低燃料比，提高喷煤比。提高喷煤比有三项①提升热风温度，②降低鼓风湿度，③高富氧条件。一般情况下没有富氧只有鼓风喷煤比达到120千克/吨就开始影响高炉生产，④预热喷吹煤粉喷吹前加热技术，关于煤粉预热已有使用成功的，即河南中加钢铁有限公司喷吹煤粉由进入风口前40-50度加热到110度，年生产40万吨铁年节省能源资金1000万元。也出现了类似专利把温度提升到160度-200度，如长治钢铁有限公司煤粉预热技术。

（1）可以把煤粉温度提升250-300度之间接近煤粉燃烧温度，煤粉初始温度的提高，可显著提高火焰传播速度，促使燃烧反应速度加快、使煤粉在有限时间、有限空间内燃烧率大幅度提高。煤粉预热后进行喷吹可促进煤粉在风口前提前气化,使煤粉的燃烧区域前移，提高了煤粉在回旋区的燃尽率；煤粉燃烧最高温度2000度充分释放出来。

（2）预热温度每提高50℃，煤粉在回旋区的燃尽率平均提高2%，由此可见本技术至少可以提高燃烧率10%。这就解决了高喷煤比给高炉带来热滞后时间过长，它可以改善滞后时间变短，来活跃炉况操作。

（3）每喷吹l0kg/t无烟煤会使炉缸温度下降15~20℃，l0kg/t烟煤会使炉缸温度下降20~25℃。喷煤量大于l00kg/t会使炉缸温度下降150~250℃以上。高喷煤比会使炉缸温度下降幅度更大。本技术可以在喷煤比达到200千克/吨，高炉其他条件不变情况下提升炉缸温度25-30℃，一般热风温度升高l00℃，可使炉缸

理论燃烧温度升高60℃，允许多喷30~40kg/t煤粉，这样本技术可以提升喷煤比15-20千克/t，所带来的经济效益也是非常可观的。

（4）现今我国炼铁厂煤粉入炉温度一般不超过70℃，在其他条件不变的条件下，煤粉预热到250-300度理论上可降低3.8千克焦炭/吨铁，若每日生产10000吨铁，可节省38000千克焦炭，现在焦炭价格2100元/t计算年可节省2912.7万元，原基础上在增加喷煤比利润更是非常可观的。

以邯郸钢铁公司２种高炉喷吹用煤粉为例，预热后煤粉燃烧率明显升高。３００℃预热条件下的烟煤燃烧率为８９．７４％，相对于原煤提高了１５．６７％，无烟煤燃烧率为８５．１９％，相对于原煤提高了２４．８０％。预热后煤粉表面结构发生了明显变化，层状和孔隙结构增加，从而提高了煤粉的燃烧率，为提高预热煤粉的燃烧率提供了理论基础。通过对煤粉燃烧过程的研究发现，预热可以增加煤粉的初始温度，降低煤粉在风口处的热量消耗，并且使挥发分提前析出，导致煤粉着火提前，缩短煤粉的燃烧时间。预热发展煤粉的孔隙结构，加强煤粉的粉化，改善煤粉的燃烧条件，增加了自由基和活性基团，从而大幅度提高了煤粉的燃烧率。预热发展了煤粉的裂隙结构，充分促进了内在水和结晶水的析出，促进了煤粒的粉化和均裂反应，产生大量易氧化的自由基和活性基团，可明显提高煤粉的燃烧率。混合煤粉预热后的燃烧的改善效果优于单煤。预热后煤粉颗粒的表面形貌发生了较大的变化，裂隙和微孔增多、粉化发展、比表面积增加，改善了氧化反应的动力学条件，有利于燃烧。 5、焦化行业焦炉煤预热技术及煤调湿技术

焦炉煤预热技术的主要优点是： (1)提高焦炉的煤处理量(生产率)。

(2)就全部常用的质量参数而富，可以改善焦炭强度。其中耐磨性(M 指数)得以改善是由于提高了装炉煤料的堆密度。能改善焦炭的抗碎性。一般来说，煤级越低，改善的幅度越大。

(3)节省能源。据报导，预热煤炼焦可节能8一12% 。节能的原因是炭化时问较短、温度较低以及输送型顼热器作为煤料干燥设备比焦炉热效率高(蒸汽在较低温度下离开系统)。

煤调湿技术是煤预热技术发展而来的。与第一代和第二代CMC相比，第

三代流化床CMC技术工艺流程短，设备少且结构简单，具有投资省、操作成本低、便于检修、占地面积小及节能减排效果明显等优点。根据煤调湿技术项目投资经济效益分析得知，只有炼焦煤水分含量超过9.5%的焦化企业，煤调湿技术投资内部收益率才能超过8%社会投资收益率，建设煤调湿装置才是经济的。为此，从投资回报率角度看，我国南方、沿海及东北地区比较适合建设煤调湿装置。三种煤调湿技术的适用范围下：导热油煤调湿技术操作环节多、投资高。因此，现有导热油煤调湿技术需经改进后，才可以在独立焦化企业推广。蒸汽煤调湿技术不节能还耗能，不能作为节能技术大力推广。可以用于有富余低压蒸汽的钢铁联合企业。烟道气煤调湿技术(第三代煤调湿技术)已经成熟，是比较理想的节能环保技术，符合国家节能方针政策。 1.1.3 节能减排效果

(1)改善炼焦煤的粒度组成，各粒级煤质变化趋于均匀; (2)装炉煤堆积密度提高约5%，提高焦炉生产能力4%~10%; (3)提高焦炭强度：M40提高1%~2.5%，M10改善0.5%~1.5%; (4)焦炭反应性降低0.5%~2.5%，反应后强度提高0.2%~2.5%;

(5)降低炼焦耗热量约5%;节约焦炉加热煤气，装炉煤含水量每下降1个百分点，炼焦耗热量可降低45~60MJ/t。当装炉煤含水量下降4个百分点时，可节省炼焦耗热量180~240MJ/t，相当于节约焦炉加热煤气 (混合煤气热值4000kJ/m3)45~60m3/t，折合标煤6.1~8.2kg/t。