专利名称：冶金高炉供风系统的节能降耗方法
技术领域：
本发明是关于冶金高炉的，特别涉及冶金高炉的供风系统。
背景技术：
目前，冶金高炉是冶金领域生产的高能耗设备，高炉的燃料燃烧需要供风系统即空气除湿预热系统，该系统的节能潜力极大。高炉空气除湿预热系统的传统方法是利用制冷エ艺对空气实施降温，根据除湿程度的要求将环境空气降温到5-10°C，使空气中的水分在低温的条件下凝结析出，之后再利用矿物能加热提升空气温度，从而获得干燥的预热空气，之后再将已除湿的空气加热升温和压缩，送入高炉中。另外，高炉自身冲渣水的排放数量巨大，冲渣水排放的余热温度一般在80度以上，由此造成了严重能源浪费和环境污染。如何利用现有资源，实现高炉除湿预热系统的节能降耗，达到节能减排的双重目标，这是一项不容忽视的重要工作。
发明内容
本发明的目的，是克服现有技术的能耗高、设备复杂的缺点，省去昂贵的制冷エ艺设备及其相应的能耗，同时利用排放的冲渣水的余热再生除湿转轮和加热空气，提供ー种新的冶金高炉供风系统的エ艺方法。本发明冶金高炉供风系统的节能降耗方法，具有如下步骤(I)将处理空气通过空气过滤器进入转轮除湿机实施空气除湿，以高炉冲渣水的余热作为热源将转轮除湿机所需再生风加热到60度以上，确保转轮除湿机的连续除湿运行，同吋，将处理空气由环境温度加热至< 50°C ;降温后的冲渣水回用到高炉冲渣エ艺中循环使用；(2)将步骤(I)加热至45°C的处理空气送入预热器I，以高炉冲渣水的余热作为加热热源，将处理空气进ー步加热到65 80°C ;降温后的冲渣水回用到高炉冲渣エ艺中循环使用；(3)将步骤⑵加热到65 80°C的处理空气送入鼓风机，鼓风机将处理空气压缩，使处理空气升温至180°C ；(4)将步骤(3)加热到180°C的处理空气送入预热器II，预热器II通过常规加热方式将处理空气加热到300°C ；(5)将步骤(4)加热到300°C处理空气送入热风炉，热风炉通过常规加热方式进ー步将处理空气加热到1200°C，送入冶金高炉。所述步骤⑴的高炉冲渣水的余热温度为60 90°C。本发明的有益效果是，利用转轮除湿方法和高炉冲渣水余热再生转轮并加热空气的方法，使原排放的冲渣水余热得到充分利用，同时降低了冲渣水余热的排放量，减轻了对环境的热污染。取消了冷却塔降温设备，并以转轮除湿装备取代原有的制冷除湿系统，实现了高炉供风系统的节能降耗，达到了节能减排的双重目标。综合效益分析(I)原有高炉送风系统利用电能除湿，新的技术利用高炉冲渣水的废热除湿，节省了高品位能量，減少了环境的热污染；(2)原有高炉送风系统利用高能降温达到空气除湿，新的系统不存在降温过程，节省了此部分的热能消耗； (3)将冲渣水余热用做高炉送风的第一级加热，节省了该温区原有的加热量；(4)高炉冲渣水热量用于高炉送风系统，可降低冲渣水余热的排放量；(5)节省了复杂昂贵的制冷初始装备，代之以简单低能耗的转轮除湿设备，节省了运行管理费用；经济效益分析(I)本方案平均除湿量按9g/Nm3计算,焦比可降低6. 3kg/t铁,折合6. 12kgce/tfe ;以全年除湿运行6500小时计算，高炉产铁量为150万吨，可增加产能0.9%。(2)平均除湿量按9g/Nm3计算，这些水分在热风炉中由20°C加热至1200°C时消耗的热量为42. 7kJ ;在高炉中与炭发生化学反应是ー个吸热过程，消耗的热量为65. 65kJ，两项合计耗热108. 35kJ。以除湿运行6500h、高炉鼓风量90000Nm3/h计算，该部分水分在热风炉和高炉中消耗的热量为6. 338xl011kJ，折合标准煤约2164t，价值约259万元。(3)利用制冷进行除湿需制冷量为Q’ = 90000X0. 3093 X (31-5) = 72. 4万大卡/时(840kWh);取制冷机组的COP = 3，则制冷机组运行电耗280kWh，另外冷凝水泵电耗40千瓦时，则制冷系统运行能耗约计320千瓦吋。以全年运行6500小时计算，总的电能量为208万度电。如果电费为0.8元/度，则节省电费166. 4万元。
图I是传统高炉供风系统的流程图；图2是本发明高炉供风系统的节能降耗方法流程图。
具体实施例方式图I是传统高炉供风系统的流程图，由图I可以看出，传统的高炉供风系统是利用制冷エ艺对空气实施降温，根据除湿程度的要求将环境空气降温到5-10°C，使空气中的水分在低温的条件下凝结析出，之后再利用矿物能加热提升空气温度，从而获得干燥的预热空气，之后再将已除湿的空气加热升温和压缩，送入高炉中。图2是本发明高炉供风系统的流程图，由图2可以看出，本发明是使用转轮除湿装备取代原有的制冷除湿系统，并且利用换热器装置，将冲渣水中余热取出，使冲渣水得以降温回用。取出的热量部分用于作为转轮除湿装备所需的再生空气加热，以确保转轮除湿装置的持续正常工作，使除湿下来的水分排放到大气中；其余部分的冲渣水余热对被处理后的干空气继续进行加热升温，达到余热温度允许的加热极限，使余热得到充分的利用。降温后的冲渣水无需经过冷却塔，可直接回用，确保冲渣水循环量满足高炉生产エ艺的要求。本发明具体实例及如下基本情况500立方米高炉一台，冲渣水温度85_90°C，160吨/时；
预热空气量75000立方米至90000立方米/小时。高炉冲渣水是循环使用的エ业冷却水，除渣热水需通过冷却水塔降温至60°C后再循环使用，致使大量的余热排放到大气中。根据冲渣水温降和流量计算，排放到大气中的余热有(按90°C计算)Q = 160 X 1000 X (90-60) = 480 万大卡 / 时(约 5600kWh)由于冲渣水温度的限制，空气余热温度最高达到80°C，针对500立方高炉的空气余热量计算(按90000立方米/小时计算)所需的空气预热热量计算如下Q’ = 90000X0. 3093 X (80-25) = 153 万大卡 / 时(1748kffh)或Q’= 90000X0. 3093 X (80-31) = 136 万大卡 / 时(1424kffh)计算显示预热空气所需热量Q’远远小于冲渣水可提供的热量Q。本实施例的转轮除湿机选用HTM型，空气过滤器为自带配套产品。预热器和热风炉为天津华能能源设备有限公司产品。新的高炉送风除湿加热方法是采用转轮除湿エ艺完成的。借助于吸附材料制成的除湿转轮的吸湿功能，当需要处理的湿空气穿过除湿转轮时，空气中的水分被除湿转轮吸附下来，排出干空气完成初始过程。同时转轮中含有的水分需要不断地排到大气中，确保转轮的持续吸湿能力，这个过程是依靠较高温度的再生空气穿过转轮完成的。因此再生空气需要加热到60°C以上。而高炉冲渣水的温度为60 90°C，因此足以满足再生空气加热的温度需求。转轮除湿エ艺的工作原理如下处理空气通过空气过滤器进入转轮除湿机实施空气除湿，同时以高炉冲渣水的余热作为热源将处理空气由环境温度加热至< 50°C，并将转轮除湿机所需再生风加热到60度以上，确保转轮除湿机的连续除湿运行；降温后的冲渣水回用到高炉冲渣エ艺中循环使用；将加热后的处理空气送入预热器I，继续以高炉冲渣水的余热作为加热热源，将处理空气进ー步加热到65 80°C ;降温后的冲渣水回用到高炉冲渣エ艺中循环使用；将加热到65 80°C的处理空气送入鼓风机，鼓风机将处理空气压縮，使其至180°C;再送入预热器II，将处理空气加热到300°C，此时的加热方式采用常规的换热器加热方式。将加热到300°C处理空气送入热风炉，进ー步加热到1200°C，最后送入冶金高炉，此时的加热方式采用常规的高温热风炉加热方式。由于新的除湿方式不降低空气温度，必将使预热热量降低，产生第一歩的节能效应；由于使用部分高炉冲渣水热量作为除湿机的再生热源，致使原制冷机组设备消耗的电能得到了节省，这是第二部的节能效应；由于使用部分高炉冲渣水热量作为预热热源，可节省原有的外部加热能耗，产生第三部的节能效应；由于高炉冲渣水的部分热量用于高炉送风系统后，使原来的冲渣水热负荷大大降低，由此带来冲渣水冷却能耗的下降，这是第四步节能效应。其总的效应会使高炉生产的能耗和废热排放降低。
权利要求
1.一种冶金高炉供风系统的节能降耗方法，具有如下步骤 (1)将处理空气通过空气过滤器进入转轮除湿机实施空气除湿，以高炉冲渣水的余热作为热源将转轮除湿机所需再生风加热到60度以上，确保转轮除湿机的连续除湿运行，同时，将处理空气由环境温度加热至< 50°C ;降温后的冲渣水回用到高炉冲渣工艺中循环使用。
(2)将步骤(I)加热至45°C的处理空气送入预热器I，以高炉冲渣水的余热作为加热热源，将处理空气进一步加热到65 80°C ;降温后的冲渣水回用到高炉冲渣工艺中循环使用； (3)将步骤(2)加热到65 80°C的处理空气送入鼓风机，鼓风机将处理空气压缩，使处理空气升温至180°C ； (4)将步骤(3)加热到180°C的处理空气送入预热器II，预热器II通过常规加热方式将处理空气加热到300°C ； (5)将步骤(4)加热到300°C处理空气送入热风炉，热风炉通过常规加热方式进一步将处理空气加热到1200°C，送入冶金高炉。
2.根据权利要求I的冶金高炉供风系统的节能降耗方法，其特征在于，所述步骤(I)的高炉冲渣水的余热温度为60 90°C。
全文摘要
本发明公开了一种冶金高炉供风系统的节能降耗方法，将处理空气通过空气过滤器进入转轮除湿机实施空气除湿，以高炉冲渣水的余热作为热源将转轮除湿机所需再生风加热到60度以上，同时，将处理空气由环境温度加热至＜50℃；降温后的冲渣水回用到高炉冲渣工艺中循环使用；再通过预热器I、鼓风机、预热器II、热风炉将处理空气加热到1200℃，送入冶金高炉。本发明使原排放的冲渣水余热得到充分利用，同时降低了冲渣水余热的排放量，减轻了对环境的热污染。取消了冷却塔降温设备，并以转轮除湿装备取代原有的制冷除湿系统，实现了高炉供风系统的节能降耗，达到了节能减排的双重目标。
文档编号C21B9/00GK102628090SQ201210119680
公开日2012年8月8日 申请日期2012年4月20日 优先权日2012年4月20日
发明者张于峰, 王筱林 申请人:天津大学, 江苏煌明能源科技有限公司