高炉冲渣水及冲渣蒸汽余热回收的综合应用研究-北极星节能网

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摘要：本文通过对高炉冲渣水及冲渣蒸汽余热回收综合应用成功案例的分析，为尚未开发和利用的高炉冲渣水及冲渣蒸汽余热综合应用提供理论基础和技术支持。特别是针对INBA法和平流法冲渣方式下的渣水成功过滤及换热有创新性的运用，解决了高炉冲渣水余热回收应用过程中出现的堵塞、结垢和腐蚀问题，并能够高效提取渣水低温余热，换热温差小于5℃，节能效果显著，投资回收期短，具有良好应用前景，为进一步拓宽高炉冲渣水全面高效回收应用奠定了技术和实践基础。节约能源，具有良好的应用前景。

关键词：高炉冲渣水;高炉冲渣蒸汽;过滤;换热;采暖;发电;海水淡化;制冷

1引言

近年中国冶金发展迅速，生铁产量占世界总产量的50%以上;同时中国冶金行业能耗率很高，有着巨大的节能空间和市场潜力[1]。随着钢铁企业节能降耗、资源综合利用水平不断提高，能源产业结构发生改变，加强能源优化利用、发展循环经济、余热余能利用已成为钢铁企业发展的趋势。在良好的大环境影响下，开发利用余热、余能已蔚然成风，特别是以往难于利用的高炉冲渣水的低温余热资源，目前已得以开发利用，并涌现出较多的成功案例。高炉炉渣余热回收是中国未来10年节能的方向之一。

在高炉冲渣水低温余热回收工艺中，过滤和换热是一个永恒的课题，而相对应的过滤器和换热器就是一个非常关键的工艺设备[2][3]。由于冲渣水中含有很多杂质(特别冲渣方式是INBA法和平流法)，对常规换热器和过滤器有较强的腐蚀作用，极易在短时间内造成换热器，过滤器和管道的堵塞，是余热回收系统无法正常进行工作，也就严重影响了回收系统的实际应用。

本文在某钢厂项目成功应用基础上，介绍了其一套完整的高炉冲渣水和高炉冲渣蒸汽余热回收工艺系统设计和其冲渣水专用换热器及专用过滤器的设备研发。同时，针对冶金行业高效节能的环境背景，对该套系统进行节能计算及投资回收期计算，以供行业内参考。

2常规渣水处理

2.1冲渣工艺流程

高炉冲渣有多种方式，国内主要有平流法、底滤法、图拉法和印巴法(INBA)几种[4]。其中，底滤法是这几种冲渣方式中，水质最好，其次是平流法，最恶劣的就是INBA法。而目前冶金行业，大型高炉的冲渣方式主要是INBA法。

2.2冲渣水质特点

高炉冲渣时，大量水急剧熄灭熔渣时，首先使冲渣水的温度急剧上升，甚至可以达到接近100℃其次是受到熔渣的影响，使水的组成发生很大变化[5]。典型高炉冲渣水组成及水渣颗粒组成见表所示。废水组成随炼铁原料、燃料成分以及供水中的化学成分不同而异。特别是冶炼铁合金的厂，如锰铁高炉还古有酚、氰、硫化物等有害物质[3][4]。饱和水时水渣的堆密度为1.20-1.22t/m3，烘干后的堆密度为1.16-1.20t/m3.随着冲渣水的不断使用，浓缩倍数会越来越高，其中影响设备选型的关键参数CL-1的含量最高能够达到1000毫克每升以上。

高炉冲渣水渣的主要成分是硅酸钙和硅酸铝，从水处理-过滤的角度来说分为4种，其特点如表1所示。

其中，沉渣和浮渣都很容易除掉，但是悬渣和渣棉除去非常困难，这也是困扰高炉冲渣水有效利用的一个难题。

2.3冲渣水常规处理应用

多年来，冲渣水的余废热一直得到冶金行业内的重视，也有很多种利用的实际案例，渣水处理方式主要包括直接处理法和简单过滤换热法。

2.3.1直接处理法

将冲渣水处理之后直接供暖。中间费用比较高，而且过程复杂，供水水质不好，采暖管道容易堵塞和腐蚀。国内最早使用的是东北的一些钢厂，使用不到一个采暖季就会暴漏问题，在系统未端流速和温度降低，失去了冲刷的作用，悬浮物极易沉积，造成管道堵塞，影响未端采暖效果。另外由于冲渣水的总溶解固溶物太高，水平衡状很容易被打破，溶解度低的物质易析出而形成松散水垢，造成未端管道堵塞。

2.3.2简单过滤换热法

将冲渣水简单过滤后进入换热器换热，将换热后的干净的水供暖。这种方法的优点是供出的水是干净的水，采暖管道短期内不会堵塞。缺点是仅适合底滤法的高炉冲渣系统，对图拉法、印巴法除渣的高炉冲渣水不适用，极易发生热源短的换热器堵塞。另外由于底滤法高炉冲渣水温度本来就低(最高70℃)，换热后温度很难达到55度以上，换热温差大于10℃以上，采暖管网及用户内的暖气片都需要加大容量才能保证冬季的采暖温度，如果是改造工程，热网本身改造投资非常大。

3专用余热回收综合利用系统

目前为止，以上两种方法已经不再适合高效节能环保的应用，本项目就是在充分了解高炉冲渣工艺流程基础上，同时针对INBA法和平流法的渣质进行详尽分析，提出了一套行之有效的高炉冲渣水及冲渣蒸汽余热回收高效循环系统。

原标题：高炉冲渣水及冲渣蒸汽余热回收的综合应用研究

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