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工业硅行业作为现代工业的重要组成部分,每年消耗大量能源,据统计,中国平均每吨工业硅需要消耗13000kW/h电以上,全国年产100×104t工业硅需要耗电13×108kW/h以上。随着中国逐步建立全社会的资源循环利用体系和节能减排工作的深入进行,工业硅作为能耗大户,佘热回收势在必行。


工业热炉烟(yan)气(qi)余(yu)热(re)发电技术


为实施节能技术改造,余(yu)热(re)回收—提高能源综合效率,既是响应国家号召,建设节约型社会的客观需要,也是企业降低成本,提高企业市场竞争力的需要。

  
工业硅烟(yan)气(qi)余(yu)热(re)特点


a)烟(yan)气(qi)余(yu)热(re)属于中温余(yu)热(re)、废气流量较少,热品位较低;


b)烟(yan)气(qi)余(yu)热(re)的参数(温度、流量)具有一定的波动性,波动范围大;


c)烟(yan)气(qi)中的硅灰(俗称硅微粉)极细,有极强粘附力和非常高的热阻。受热外管壁粘灰后会大大降低热交换率。
  
烟(yan)气(qi)余(yu)热(re)发电改造前状况


某工业硅厂2台矿热炉来的400℃~600℃高温烟(yan)气(qi),通过混风,达到降温的目的。温度降低到220℃~230℃后,首先进入到双效旋风除尘器中,进行第一次除尘处理,除尘得到的烟尘(即SiO2粉)经卸料机卸出,进行包装。经过第一次除尘处理的烟(yan)气(qi),在进入风机之前,通过向烟(yan)气(qi)管到喷淋冷却水,进行二次降温处理,经冷却水冷却的烟尘温度降低到180℃~200℃左右,通过引风机进入布袋除尘器,净化后烟(yan)气(qi)由除尘器上部排入大气。目前这种烟(yan)气(qi)处理方法,基本能满足环保要求,但需耗费大量电能和水资源,同时烟道的高温烟(yan)气(qi)的热能没有得到合理的利用造成热能的浪费。
 
余(yu)热(re)发电改造方案


余(yu)热(re)资源


高温烟(yan)气(qi)的流量和温度参数决定了余(yu)热(re)电站的装机方案,高温烟(yan)气(qi)的烟尘成分及其含量决定了余(yu)热(re)锅炉的清灰方式。经现场实测,原工业硅厂2台矿热炉烟(yan)气(qi)余(yu)热(re)参数如下:


烟(yan)气(qi)总量:2×70000Nm3/h;
烟(yan)气(qi)温度:450℃;
烟(yan)气(qi)成分单位N2H2OCO2O2
体积含量%772318
烟尘成分单位SiO2Al2O3Fe2O3CaO
体积含量%86~900.2~1.70.3~6.00.2~0.5
烟(yan)气(qi)含尘量:7g/Nm3.


装机方案


按目前成熟的余(yu)热(re)发电工艺,烟(yan)气(qi)经废热锅炉利用后,温度可从450℃降至200℃左右。根据热力学公式,可以计算出每小时1台矿热炉可利用的烟(yan)气(qi)余(yu)热(re)量为2415×104kJ/h.


根据设计及工程实施的数据及工程经验,余(yu)热(re)锅炉对余(yu)热(re)的利用效率90%,发电机组的效率为40%.本项目计算取余(yu)热(re)锅炉80%的能效,取发电机组的能效40%.则2台矿热炉产生烟(yan)气(qi)的计算余(yu)热(re)发电平均功率为4293kW.考虑到余(yu)热(re)发电受矿热炉工况影响较大,烟(yan)气(qi)温度和流量等参数具有一定的波动性,且波动范围较大等因素,本项目确定装机方案2×8t/h硅业烟(yan)气(qi)专用余(yu)热(re)锅炉1×3MW纯凝汽式汽轮发电机组。

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