高炉矿渣冲洗水余热用于海水淡化
在高炉炼铁过程中,为实现冲渣水和冲渣蒸汽余热的有效利用,本着节能减排可持续发展的战略原则,某钢铁公司计划利用高炉冲渣水余热进行海水淡化。 低温多效蒸馏海水淡化技术具有利用低温余热、变负荷调节能力大、系统热效率高等优点。 将冲渣水余热作为多效蒸馏脱盐的热源,在变废为宝的同时,可进一步降低公司整体能耗,具有可观的经济效益和社会效益。
工艺系统流程结合钢铁厂低温多效蒸馏脱盐装置的蒸汽使用情况,提出了以下工艺系统流程。 冲渣废水温度在90左右,可用于换热的流量为2880 t h,需要配制温度为70、流量为100 t h的饱和蒸汽。 炼铁高炉的冲渣水经过沉淀过滤后,进入换热器,循环软化水进行热交换,冷却后的冲渣水流入冷凝水池进行循环冲渣。 软化水在换热器中与高炉冲渣水交换后,形成高温热水,通过管道进入闪蒸罐进行喷淋,高温热水在蒸发压力下闪蒸沸腾,一部分热水在蒸发压力下汽化成饱和蒸汽, 另一部分热水温度降低到蒸汽温度以下,并继续加热回换热器。饱和蒸汽送入低温多效海水淡化蒸发产水。 MED装置的变负荷调节能力为50%至100%,产水能力可随高炉冶炼频率的变负荷进行调节,运行稳定。
可行性分析高炉渣冲洗水余热参数如下:
冲渣水循环:2880吨小时
冲洗水进水温度为85°C
冲洗水回水温度为50°C
排汽温度 130
蒸汽排放流量为137吨小时
软化水回水温度:50°C
外部蒸汽压力:0035mpa
补水量:137吨小时
高炉冲渣水余热计算公式如下:
Q 盈余 = M1δHR + M2δHq(1)。
式中:q余———余热**,kj h;
m1——— 排渣水冲入换热器的流量,t h;
m2——— 蒸汽排出流量,t h;
HR———换热器进出口冲渣水焓差,kj kg;
HQ———换热器进出口蒸汽焓之差,kj kg。
在 130 时,蒸汽焓为 2736在 3 kj kg 时,150 时的蒸汽焓为 27528 kj/kg;95 时的水焓为 398 kj kg,50 时为 209 kj4 kj/kg。将冲渣水的余热参数放入式(1)中,q残余q为8635×108 kj/h。
海水淡化所需热量的计算公式如下:
Q 消耗量 = Mδh 蒸气 (2)。
式———式:q海水淡化耗热量,kj;
m——— 外部蒸汽供应,t h;
h 外部蒸汽供应与蒸汽冷凝水焓之差———,千焦千克。
4 mpa 时的蒸汽焓为 27528 kJ kg,则 Q 消耗量为 290×108 kj/h。可以看出,Q残余-Q消耗,所以换热器换热后,高炉余热**的热量完全满足海水淡化的条件,这种方案是可行的。
利用冲渣水的余热进行海水淡化和废水处理,不仅提高了能源效率,而且降低了运营成本。 为沿海钢铁企业节能降耗、解决缺水问题、降低海水淡化成本和废水处理提供了参考。 面对节能减排任务和严峻的经营压力,亟需充分合理利用余能资源,最大限度地降低能耗,缓冲当前经济形势对行业的影响。