石灰窑烟气余热回收-空气煤气预热器

一、	概述：
    我公司多年从事利用工业窑炉、锅炉、焦化炉、高炉、冶金炉所产生的高温或中温烟气的热量，经过换热器换热，回收其热量，加热水、空气或煤气。产生的热水、蒸汽或高温空气，满足生活用热水、采暖、发电用蒸汽、预热燃料和助燃空气或食品、材料烘干。
    根据气烧石灰窑的工艺特点，研制出了适用的空气换热器和煤气换热器，利用高温烟气对入炉空气和煤气进行预热、同时对高温烟气进行冷却的气—气换热技术。实际测试表明，烟气温度由换热前的412℃降为换热后的181℃，烟气余热51.43%被空气和煤气吸收，有效提高了气烧石灰窑的能源利用率。
二、	石灰窑烟气余热回收空气煤气预热器说明：
    由于高炉煤气的热值低，为了保证窑内有足够的焙烧温度，不得不靠增加煤气的供应总量来保证有效可燃气体的供给量。由于入炉的低温气体量增多，降低了炉温；同时由于入炉煤气总量增多，导致燃烧后废气量增加，加上石灰焙烧过程中CaCO3受热分解后产生大量的CO2气体，烟气总量大约在17000～22000m3/h，而其温度一般在350～550℃，较高可达600℃以上。大量的高温烟气外排造成热能浪费。整个系统的热效率降低，能耗增高，产量下降。为此，探索了空气、煤气双预热技术，即利用高温烟气对入炉的空气和煤气进行预热同时对高温烟气进行冷却的气—气换热技术,回收烟气余热，提高系统热效率，达到节能降耗及保护环境的目的。


三、余热回收系统的设计说明
　　1. 作为余热回收的关键设备换热器我公司采用有自主知识产权的立式列管换热器,根据烟气的特点，我公司采用以下几点保证用设备的使用效果。
（1）因换热段前后温差过大，管板采用防膨胀组焊式结构，为了提高换热  效率，管内插入扰流子,增加空气的扰动，强化传热。
（2）**管的两边加挡板，以防烟气直接冲刷管板和侧面引起烟气短流。
（3） 管板采用平板20mm厚的20g；换热元件采用20g。
（4）设备与管道采用法兰连接（根据烟道结构确定）。
（5） 换热器管板、管箱、烟气进出口、换热管采用防高温变形、应力开裂、 露点腐蚀、晶间腐蚀、磨损腐蚀等工艺处理。
（6）管板采用焊缝保护措施。
（7）设备烟气进口前两排采用304不锈钢，可以避开因烟气温度过高，对换热管的氧化腐蚀。
（8）管箱采用保温、保护措施
　　采用保温材料的依据为:导热系数不大于0.12W/（m?K）, 密度不大于350Kg/㎡, 抗压强度不小于0.3Mpa, 使用年限长、复用率高、施工时劳动条件好。
2、换热器框架箱体结构说明
    框架采用厚度10mm钢板、工字钢、槽钢、角钢做整体骨架，确保换热器框架箱体在使用过程中，不变形。

四、系统热交换性能的测试和计算
    下面列举云南玉溪活发集团石灰窑空气煤气预热器现场采集的数据为样本加以说明，采样周期为10min，连续采样180min，共采集18组数据，经计算后得到各参数的平均值见表
项目	烟气温度	流量/m3.h-1	空气	     煤气
			温度	流量/m3.h-1	温度	流量/m3.h-1
换热前	445	26000	常温	10000	40	9000
换热后	300		225		216	
　  由表数据计算出空气、煤气吸收的热量和烟气释放的热量分别为：空气吸收热量684700kJ/h；煤气吸收热量529056kJ/h；烟气释放热量1259180kJ/h。根据计算所烧高炉煤气的热值按3500大卡/立方米计算，按368m3的石灰窑计算
每小时回收热量1259180大卡，
每小时节高炉煤气1259180÷3500=360立方米
年节天然气量：360×24小时×30天×10月=2592000立方米
每吨高炉煤气0.6元计算，年节省经济效益：
0.6元×2592000立方=1555200元/年=155万元







五、石灰窑烟气余热空气煤气预热系统总结
我公司针对气烧石灰窑的工艺特点研制开发的空气、煤气换热器克服了气烧石灰窑的特殊工况对换热器性能的不利影响。空气、煤气双预热系统的合理配置提高了系统运行的安全性和热能利用效率，降低了排放烟气的温度，实现了节能降耗和保护环境的目的。