高效预热技术的研究发展和应用

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1、高效预热技术的发展与应用刘全兴（青岛钢铁有限公司）摘要：全面论述了我国高效预热技术研究开发与应用的现实匝大意义。高效预热技术研究不仅广泛应用于冶金行业，近年來，己经拓展应用到电力、建材、石油化工和环保等领域。介绍了以高温空气燃烧技术为代衣的多种用低热值煤气获得1200*0风温的具冇自主知识产权工艺方法与应用情况。对焦炉煤气等高热值燃料的综合利用的新趋势、高温空气燃烧技术给冶金企业能源结构带來的变化、利用低热值煤气获得高风温的工艺方法的理论研究和应用情况进行了评述。关键词：高炉热风炉新技术高风温高温空气燃烧1•前言在过去的二十几年里，自国家“九五”重人科技攻关项目

2、开展以来，研究人员开发了利用低热值高炉煤气获得高风温的新工艺——高温空气燃烧技术、热风炉白少预热技术和附加加热换热系统和辅助热风炉法，并.「L取得了许多成功的经验。高效预热技术研究不仅广泛应用于冶金行业，近年來，已经拓展应用到电力、建材、石油化工和环保等领域。开展高效预热技术研究是国家能源安全的需耍。是建立资源节约型、环境友好型社会,实现可持续发展和和谐社会的需要。钢铁工业快速发展,2011年钢铁厂总数已超1800余家,产能达6.835亿吨/年。由于原、燃料涨价，制造成木压力越来越大，工厂对高效换热技术引起普遍关注，纷纷釆用，节能潜力巨大。高效换热技术系一门特殊

3、的“交叉学科”；涉及到能源、燃气、燃烧、工程热物理、冶炼工艺、耐火材料等专业。这种技术也是一种热工设备的组合，它具有较高的灵活性。煤气及高效换热技术已经应用到所有钢铁牛产工序。要很好的解决高效换热技术屮燃烧一一流动一一传热三大问题。企业渴望应用节能降耗的新工艺、新技术、新材料，以解决低风温炉了为重点，获得可观的经济效益。高效换热技术的基础研究与应用研究相结合发展迅猛，大型化、多样化、高效化，人人缩小了我们与壯界先进水平的差距。设计、施工、生产、管理等部门选择高效换热技术和建立牛态与绿色炉窑成为首选。2.能源综合利用应用的新趋势2.1焦炉煤气将有更宝贵的用途和价值

4、焦炉煤气化学成分：H250%〜60%；CH425%〜27%；C06%〜7%；恰恰H2、CH4、C0是宝贵的化工原料。化工合成工业中，H2—般由天然气、石油液化气、重油及煤炭转化得到，设备投资大。采用变压吸附技术（即PSA）,分离H2、CH4、C0等工艺简单、技术成熟、投资少。分离出的H2—部分可以作为冷轧薄板光亮退火的还原性保护气体。分离出的H2、CH4、C0可以作为牛产甲醇30万t/年、或牛产二甲醯20万t/年、或生产合成氨16万t/年、或生产尿素49万t/

5、输送设备和储存设备。高炉煤气（双预热）、焦炉煤气（单预热）采用蓄热式燃烧技术后的节能潜力均较大，并且其热值稳定性好、安全性好、燃烧温度的可控性也好。混合煤气采用空气单预热蓄热式燃烧技术后，燃烧温度可控性、安全性能满足工艺要求，但英节能率比单独使川高炉煤气、焦炉煤气低10%以上。混合煤气采用空、煤气双预热蓄热式燃烧技术后，虽然其节能率与单独使用高炉煤气、焦炉煤气和当，但山于其热值的稳定性差及焦油、硫等杂质对系统的影响大，导致系统的运行稳定性较差，燃烧温度的对控性差，随Z导致安全性也差，维修成本也高。（但如果热值稳定，焦汕、硫等杂质很低，做双预热混合煤气方案是可行的

6、）2.3高炉煤气的回收应用将受到钢铁企业的各方面广泛应用高炉煤气直接用于加热炉的总效率为70%〜90%。高炉煤气用于锅炉发电的总效率为30%〜45%。高炉煤气用于锅炉发电的投资大于用于加热炉的投资。2.4蓄热式高温空气燃烧技术给冶金企业能源结构带来的变化随着蓄热式燃烧技术在中国钢铁工业的全面推广，将给中国〃至国际钢铁企业帯来以下变化：①高炉煤气在很多加热设备上已完全能替代高热值燃料，高炉煤气的利用价值将会越来越受到企业的重视。②高炉煤气锅炉发电和用于产牛混合煤气，将不是回收高炉煤气的最佳方案。③混合煤气存在和使用的价值将越来越小。④钢铁行业利用电來作为加热、保温

7、等补充热能的手段，其生产成木将会越来越高。高温空气燃烧技术必然将改变钢铁企业能源结构。高温空气燃烧技术（HighTemperatureAirCombustion（HTAC））是二十世纪九十年代开发成功的一项燃料燃烧领域屮的新技术。11TAC包括两项基本技术手段：一是燃烧产物显热最大限度回收（或称极限回收）；二是燃料在低氧气氛下燃烧。燃料在高温下和低氧空气燃烧，燃烧和体系内的热工条件与传统的（空气为常温或低于600°C以下，含氧$21%）燃烧过程有明显区别。这项技术将对世界各国以燃烧为基础的能源转换技术带来变苹性的发展。2.燃烧介质预热的理论基础高炉炼铁使用高风温

8、是当今批界炼铁技术发展的