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陶瓷企业窑炉烟气的余热利用摘要本文介绍了窑炉烟气余热利用的现状，提出了新型高效的窑炉烟气余热利用方式――余热制冷,并对其进行了可行性分析。
关键词陶瓷企业，窑炉烟气，余热制冷1引言陶瓷企业的窑炉所产生的烟气带走的热量是巨大的，占窑炉总热量的25%～35%,一般可从中回收15%，若将这部分余热利用起来，其经济效益相当可观。
但是，由于人们的节能观念不足以及技术水平的落后，致使我国陶瓷窑炉烟气余热的利用率非常低，一般只有2%～3%，而国外的余热利用率一般都在15%左右。
可见，我国陶瓷窑炉烟气的余热利用还有很大的开发空间。
2现有余热利用方式现有余热利用方式主要有以下几种：（1）在换热器中用烟气余热加热助燃空气和煤气；（2）设置预热段，用烟气余热加热炉料；（3）设置余热锅炉，用烟气热量生产蒸汽；（4）加热空气作为烘干坯件的热源；（5）利用烟气余热产生的蒸汽来发电和供暖等。
通过上述传统的操作方式可以将陶瓷烟气余热利用起来，提高能源的利用率。
下面我们以建陶生产基地佛山为例探讨一种新型高效的余热利用方式――余热制冷。
3余热制冷3.1 概况广东佛山是我国最大的陶瓷生产基地。
其中，禅城区辖内拥有一定规模的陶瓷企业110多家，共有工业窑炉700多条。
据资料统计，2003年全区陶瓷行业耗煤量为83688吨，占全区的16.7%。
可见，佛山陶瓷企业耗能量之大，产生热量之多。
但通过窑炉烟气排出去的余热量也是非常巨大的，这就为余热制冷提供了可靠的热源。
佛山处于亚热带，气温较高，每年需要空调工况的月份不少于6个月。
详细数据见表1。
可见，佛山的需冷时间比较长，需冷量也很大。
3.2 吸收式制冷系统简介以高沸点物质作溶剂(吸收剂)、低沸点物质作溶质(制冷剂)组成的二元溶液，其溶质的溶解度与温度有关。
温度较低时，溶解度取代对蒸汽的压缩过程，这样的制冷系统叫做吸收式制冷系统。
吸收式制冷系统主要由吸收器、溶液泵、发生器、冷凝器、节流机构和蒸发器等部件组成，而其中的吸收器、发生器体积较大。
陶瓷窑炉余热回收利用摘要生产陶瓷的一个重要过程是烧成，烧成是在窑炉中进行的。
陶瓷生产的窑炉有连续式的（隧道窑）也有间隙式的（倒焰窑），不管是隧道窑还是倒焰窑，其热效率都比较低。
效率低的原因除了燃烧损失、散热损失等原因外，重要的一点是排烟损失。
烧成隧道窑废气带走的热量损失约占总热量的20%～40%，而倒焰窑废气带走的热量约占燃料消耗量的30%～50%。
因之回收窑尾废气的热量加以利用是提高窑炉效率的关键。
国内隧道窑排烟温度一般在200～300℃，也有高达400℃，个别倒焰窑的排烟温度可高达560℃。
一方面窑炉排烟带走大量余热，另一方面为了干燥坯件，一些工厂又另外建造窑炉或锅炉产生热风和蒸汽以满足烘干坯件的要求。
采用热管换热器来回收烟气中的余热加热空气作为烘干坯件的热源，可以取得较好的节能效果。
余热回收利用方式一、隧道窑烟道余热利用隧道窑余热回收主要用以加热空气作为烘干坯件的热源，也可作为助燃空气以提高窑炉本身的热效率，两者的选择可依据各工厂具体情况而定。
其回收流程如图所示。
下表中列出了四个工业应用实例，其中三个例子为用窑尾烟气余热加热空气作为烘房干燥热源以代替原来的锅炉蒸汽加热。
第四个例子为用余热加热热水供生活用，其运行参数如表所示。
与原来用蒸汽加热空气相比，不仅省去了一台蒸汽锅炉，而且因为热风量有多余，干燥后含湿的热风可及时排出，因而可以提高干燥速度并改善产品质量。
从运行情况看，例Ⅰ、例Ⅱ的烟气出口温度偏低，一般希望燃烧重油的热管换热器烟气出口温度不低于150℃为宜。
二、电瓷厂隧道窑冷却带余热利用将电瓷厂隧道窑冷却带400℃～450℃的废气抽出通过热管换热器换热，烟气温度降至300℃，再返回窑炉中烧成带作为气氛膜风使用。
被加热的新鲜空气送入烘房，干燥电瓷坯件。
热管换热器的流程如图所示。
热管空气预热品的参数见下表。
三、倒焰窑烟道气余热利用某厂倒焰窑排烟温度为564℃，实测该窑炉热效率仅为23%，由于坯件入窑前需要预热烘干，因之需再建一个烘干窑，以煤作为燃料，燃烧的烟气作为烘干热源。
高炉炉渣余热回收利用
标签:高炉渣余热回收
高炉炉渣出炉温度约为1450℃左右，通常是断续出渣，所以其热能的回收利用存在很大的难度，常见的高炉水淬处理后的只能回收炉渣10%的热量，其余90%的热量只能白白浪费。
目前，在国内外对高炉渣进行干式粒化处理的研究已进入中试阶段，效果较好，其方式分为普通式和流化床式两类。
1、普通式余热回收。
该法是先将液态高炉渣倒入一倾斜的渣沟里，液渣在渣沟末端流出时与下部出来的高速空气流接触，渣温从1550℃降到1000℃并被粒化后进入热交换器，然后在热交换器内渣冷却到300℃，热量得到回收。
该法可以回收热量40% -45%。
但相对流化床式还是偏低，且处理后渣粒度不均匀。
2、流化床式热回收。
流化床是利用空气作为流化气体，在处理过程中，钢渣颗粒与流化气体接触充分，接触面积增大，所以热交换比较充分，渣热回收率大大提高。
流化床式回收法有常规干式粒化法和熔融高炉渣粒化法两类，其中后者较为成熟，回收率可达70%。
其核心设备是熔融高炉渣粒化设备，回收热过程是：1）液态高炉渣粒从罩杯中甩出，通过与下部流化床上来的空气和水冷壁间的换热，完成回收约14%热量；2）高炉渣进而打在容器内壁，与水冷壁进行热交换，完成回收约23%热量；3）内壁反弹回来的高炉渣粒进入到一级流化床内，并与通过流化床
的空气和位于床层内的换热管间热交换冷却，完成回收约43%热量；4）一级流化床受热快速膨胀，热渣进入到二级流化床，节能型热交换，完成回收约20%热量。
该法日处理渣约7700t,过程中完全无水参与，节约了水资源，且渣粒均匀（小于2mm）,适宜制造水泥。
熔融高炉渣粒化法处理高炉渣，可以实现环保和热能的双赢，值得大力推广。
2023年 5月下 世界有色金属17冶金冶炼M etallurgical smelting焙烧炉烟气余热回收及利用技术罗振勇（贵阳铝镁设计研究院有限公司，贵州 贵阳 ５５００８１）摘 要：本文介绍了一种氧化铝厂气态悬浮焙烧炉烟气余热回收以及将回收的烟气余热用于氧化铝生产的节能新技术。
本技术采用喷淋冷却塔对高温焙烧炉烟气进行喷淋冷却，通过直接换热方式，烟气中的水蒸汽释放其潜热，大部分热量回收进入喷淋循环水中。
升温后的循环水再与经过真空闪蒸后的蒸发原液进行热交换，使真空闪蒸后的原液温度升高，温度升高后的蒸发原液再返回进行真空闪蒸，最终蒸发原液浓度得到提高，降低了蒸发工段低压蒸汽消耗，节约了氧化铝生产的综合能耗。
本文对焙烧炉烟气余热回收及利用技术进行了热平衡计算和运营成本估算，分别从技术和经济角度分析了本技术应用于氧化铝生产企业的可行性。
关键词：焙烧炉；烟气余热；水蒸汽潜热；回收及利用中图分类号：Ｘ７０６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１０－００１７－３The Recovery and Utilization of Waste Heat Technology for Calciner Flue GasLUO Zhen-yong（Ｇｕｉｙａｎｇ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ａｎｄ Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕｉｙａｎｇ ５５００８１，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｎｅｗ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｇａｓ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｃａｌｃｉｎｅｒ ｉｎ ａｌｕｍｉｎａ ｐｌａｎｔ， ｔｈｉｓ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｒｅｃｙｃｌｅ ｔｈｅ ｗａｓｔｅ ｈｅａｔ ｏｆ ｆｌｕｅ ｇａｓ ａｎｄ ａｐｐｌｙ ｉｔ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｕｍｉｎａ． Ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｓｐｒａｙ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｌｕｅ ｇａｓ ｏｆ ｃａｌｃｉｎｅｒ ｂｙ ｄｉｒｅｃｔ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅ． Ｔｈｅ ｌａｔｅｎｔ ｈｅａｔ ｗａｓ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ ｆｒｏｍ ｗａｔｅｒ ｖａｐｏｒ ｉｎ ｆｌｕｅ ｇａｓ， ａｎｄ ｔｈｅ ｈｅａｔ ｗａｓ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｉｎｔｏ ｓｐｒａｙ ｗａｔｅｒ． Ｔｈｅ ｗａｒｍｉｎｇ ｒｅｃｙｃｌｅｄ ｗａｔｅｒ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｈｅａｔ ｔｏ ｓｐｅｎｔ ｌｉｑｕｏｒ ａｆｔｅｒ ｖａｃｕｕｍ ｆｌａｓｈｉｎｇ． Ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｐｅｎｔ ｌｉｑｕｏｒ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｂｅｆｏｒｅ． Ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｔｅａｍ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｗａｓ ｌｏｗｅｒ ｔｈａｎ ｂｅｆｏｒｅ， ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｏｆ ａｌｕｍｉｎａ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｓａｖｅｄ． Ｔｈｅ ｈｅａｔ ｂａｌａｎｃｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｏｓｔ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｅｒｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ａｌｕｍｉｎａ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ｗａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｆｒｏｍ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｖｉｅｗ．Keywords: Ｃａｌｃｉｎｅｒ； Ｗａｓｔｅ Ｈｅａｔ ｏｆ Ｆｌｕｅ Ｇａｓ； Ｌａｔｅｎｔ Ｈｅａｔ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｖａｐｏｒ； Ｒｅｃｏｖｅｒｙ ａｎｄ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ收稿日期：２０２３－０３作者简介：罗振勇，男，生于１９８２年，满族，辽宁开原人，硕士研究生，工程师，研究方向：氧化铝生产工艺设计及研究。
铅锌冶炼厂炉窑的余热回收及利用宋冬根南昌有色冶金设计研究院摘要侧重介绍了沸腾焙烧炉、烟化炉等炉窑的余热资源的回收及其利用系统。
关键词余热资源余热利用、烟气露点1 前言有色冶金炉窑种类繁多，用途各异，其中大多数为高温设备，余热资源非常丰富。
例如，铅锌冶炼厂锌精矿沸腾焙烧炉，排烟温度一般在850～1050℃，烟化炉排烟温度可达l100℃以上。
然而，有色冶金炉窑的余热有其自身的特点，一是烟气波动大，多数有色冶金炉窑呈周期性作业，加料熔化时，送风量大、烟气温高，烟气量大，含热量也大，反之，出料时，仅需保温，送风量小，烟气量也小，烟气温度也相应较低，含热量也自然随之减少。
二是热源分散，如分散在烟气里，炉窑本身各冷却元件里，产品物料里等。
三是余热载体较复杂，如烟气中的尘以及烟气中的不同气体成分如S02、CO、H2O、N2等。
总之，有色冶金炉窑余热资源非常丰富，利用难度也较大，本文将侧重探讨某有色冶炼厂锌精矿沸腾焙烧炉、烟化炉等常用炉窑的余热回收及余热利用。
2 余热回收装置2．1 锌精矿沸腾焙烧炉的余热回收装置锌主要以硫化物形态存在于自然界，约90％的锌是从硫化矿产出的。
炼锌方法一般有火法和湿法两大类，无论那种冶炼方法，硫化锌精矿一般都要先经过脱硫，使硫化锌转变为氧化锌，以适应下一步冶炼工序的要求。
硫化锌精矿的沸腾焙烧为自热熔炼，锌精矿中的硫化锌与鼓入炉内空气中的氧进行的氧化反应为强放热过程。
硫化锌精矿在酸化沸腾焙烧时，沸腾层温度一般要求在850~900℃，排烟温度达900～950℃。
烟气中并含有大量的烟尘和SO2，根据烟气后续处理工艺要求，烟气温度必须降至300~400℃后才能送至后续处理设备进行处理。
余热回收装置的设置必须考虑烟尘的粘结和烟气的低温腐蚀，因此余热回收装置的结构设置必须考虑合理的清灰设施和控制每段冷却元件的烟气出口温度，同时余热回收装置生产蒸汽的压力也必须合理，防止受热面低温腐蚀。
目前采用比较多的清灰设施是弹簧锤振打清灰，使用效果较好。
窑炉余热回收方法与改进作者：李漠涵王丽娟杨亚军来源：《硅谷》2013年第08期摘要陶瓷企业的生产过程，一般都采用窑炉烧制的办法，在烧制的后期有一个从摄氏900度到600度降温的过程，绝大部分企业都采用冷风直接吹入的降温方法，这样浪费了大量的能源，为了利用窑炉瓷砖的高温载体通过对流和辐射换热，将余热锅炉内介质的升温，转换成蒸汽后重新回到循环系统，使尾部温度降低，窑炉余热得到充分利用，提高企业的经济效益。
关键词窑炉；余热回收；安全性能；方法中图分类号：TQ171 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）042-132-02建设节约型社会，节能减排是我国的一项基本国策，特别是如何在能源紧张的背景下，有效地回收利用热能，是特种设备相关部门备受关注的问题之一。
建平县陶瓷企业在我省的产业氛围占有举足轻重的地位，被称为北方瓷都。
是省政府和朝阳市政府的重点建设项目。
目前，陶瓷企业的生产过程，一般都采用窑炉烧制的办法，在烧制的后期有一个从900℃到600℃降温的过程，绝大部分企业都采用冷风直接吹入的降温方法，这样既浪费了大量的能源，而且还增加了瓷砖废品率。
为充分利用这部分余热，降低尾部温度，课题研究的目的是将余热锅炉布置在窑炉尾部降温段，利用窑炉瓷砖的高温载体通过对流和辐射换热，将余热锅炉内介质的升温，转换成蒸汽后重新回到循环系统，同时通过换热降低了窑炉炉温，使尾部温度降低，窑炉余热得到充分利用，提高企业的经济效益。
1 余热回收开发的意义与方法建平县陶瓷工业园区是北方的陶瓷大县，也是耗能大县，研究开发窑炉尾部余热的回收利用的意义是：可以有效地降低产品成本，提高能源利用率，并通过合适的设备和方法，有效地利用余热，为企业的循环经济和节能降耗提供技术支持。
本文研究讨论的窑炉余热回收装置（余热锅炉）借鉴的是烟道式余热锅炉设计导则。
根据陶瓷生产线的窑炉余热锅炉与烟道式余热锅炉的相同特点和不同之处。
在窑炉生产线900℃到600℃降温段安装余热锅炉，使系统流失的热量得到回收，从而达到节能降耗的作用。
耐火材料回收后的余热利用我国是产煤大国,耐火材料又是高耗能大户,一些中低档耐火材料的生产和产量较大的耐火材料企业还是以发生炉热煤气为燃料才能保证燃料的供应和生产成本的控制。
由此,耐火材料行业又发展了热煤气隧道窑、热煤气间歇倒焰窑组、热煤气间歇梭式窑组等。
因窑体结构和热工工艺各异,间歇窑比连续生产的隧道窑产生的烟气离窑温度高出5倍之多。
一般来说,燃气温度愈高,热损失的比例越大。
如燃气温度为1093℃时,热损失达55%;当燃气温度为1427℃时,热损失竟达70%。
对于烧制耐火材料的热煤气间歇倒焰窑来说,据相关实验资料表明:烟气离窑所带走的显热约占窑炉全部热量支出的35%～40%,在没有任何热量回收措施的情况下,热平衡计算结果,热效率仅在10%～15%。
这是一项很大的热量损失。
因此,烟气热量的利用是一项十分重要的能量回收工作。
在烟道设置热交换器,是余热回收的重要手段。
经过换热而获得的热风可以直接送至燃烧器做助燃空气,也可以将热风经稀释输送到制品胚体干燥窑做干燥介质或者它用,使窑的热效率达到30%或更高。
当烧成系统采用换热器预热空气,并用此热空气做燃烧的助燃风不仅可以提高窑的热效率、降低燃料消耗,达到节能效果。
而且在组织高温燃烧时可提高火焰的温度,增加供热效率,缩短加热时间(烧成周期)。
而且因热风体积膨胀,致使燃烧器喷出口流速增大,加速了窑内气体循环,有助于窑内温度均匀。
有关资料表明:当预热空气温度达到220～250℃时,可降低燃料消耗6%～8%。
同时不同的助燃风温度,对火焰温度的影响非常大。
即使在煤气不预热的情况下,煤气的燃烧温度随着助燃空气的预热温度升高而显著提高。
这不仅可以解决烧成温度偏低的问题,还为企业节能降耗起着重要作用。
在间歇窑生产中,由于燃料是随加热阶段而改变的,燃料产生的烟气量也是变化的,在需要大火阶段,由于单位时间燃料量的增加,产生的烟气和温度也必然增加,采用预热空气助燃正好适应燃烧的要求。
隧道窑余热利用方法
“隧道窑余热利用方法”是指利用隧道窑生产过程中产生的废热进行
再利用的方法。
这种方法既可以提高工厂的能源利用率，又可以减少
环境污染，受到了越来越多企业的欢迎。
下面就详细介绍一下隧道窑
余热利用的具体方法。
第一步：收集废热
隧道窑废热的收集一般是在窑的分解炉和头炉之间进行，这里需要设
置一个热交换器，将窑内高温的尾气传导到热交换器中，释放出的热
量被吸收，并传递给空气或水。
通过这种方式，废热就被成功地收集
到了一起。
第二步：通过蒸汽发电利用废热
利用废热进行蒸汽发电是其中非常重要的一种利用方式。
可以将收集
到的废热中的热量通过传热器传递给水，使水蒸发，产生蒸汽，并驱
动涡轮机产生电能。
通过这种方式发电产生的电力可以提供给工厂自用，也可以通过连接到电网上来获得一定的收益。
第三步：余热直接供暖
除了进行电力发电，隧道窑余热还可以通过直接供暖的方式进行利用。
由于余热温度较高，可以通过管道将其输送到生产场所或者员工休息
室等区域，为工厂内部带来一定的温暖。
第四步：生产热水
隧道窑生产中产生的热量还可以用来加热水，制造出热水供应给厂区内的生产、员工休息区域等需要的场所。
可以利用余热产生的热水进行加热，这种方式既可以提高工厂的能源利用率，还可以减少环境污染。
总之，“隧道窑余热利用方法”是一种非常重要的能源利用方式，能够提高工厂的能源利用率，达到节约能源、减少污染的目的。
通过以上四个步骤，我们可以成功地将利用隧道窑废热进行能源创造和环保循环利用。
玻璃窑炉的余热回收一、我国玻璃工业窑炉能耗现况：我国大约有4000～5500座各种类型的玻璃窑炉，其中熔化面积80m2以下的中小型炉数量大约占总量的80％左右，使用燃料种类分：燃煤炉约占63％，燃油炉约占29％，天然气炉、全电熔炉等约占8％。
2008年全国玻璃产量大约为2000～3000万吨。
年耗用标准煤1700～2100万吨。
其中平板玻璃产量为53192万重量箱，所用能耗折合标准煤1000万吨／年。
平均能耗为7800千焦／公斤玻璃液，窑炉热效率20～25％，比国际先进指标30％≦低5％～1 0％。
每年排放SO2约16万吨、烟尘1.2万吨、NOx14万吨。
玻璃熔窑在玻璃工厂中是消耗燃料最多的热工设备，一般占全厂总能耗的80～85％左右，目前我国玻璃工业所用的主要能源是：煤、油、电和天然气等燃料。
由于燃料价格几年来持续上涨，企业燃料成本逐年增加，效益锐减，在此形势下，玻璃工业根据我国能源蕴藏品种结构、分布、数量和价格等不得不做使用调整。
使以前规划设计推行的使用清洁、高热值能源的思路发生了一定的变化。
即近几年来企业欲争取较大效益。
有不少燃油炉改成燃煤炉，以此带来不小的环境保护问题。
当然这几年随着我国电力工业的发展，全氧炉、电助熔、全电熔炉有了较大的发展。
玻璃企业的能耗主要在玻璃的熔制过程中消耗，熔制玻璃的目的，是在高温下将多种固相的配合料经熔融转变为单一的均匀玻璃液，当然在实际生产中玻璃行业抓住了窑炉的节能就是抓住了行业节能的主题。
玻璃的熔制过程是一个非常复杂的过程，它包括一系列物理的、化学的、物理化学的现象和反应。
这些现象和反映的结果，使各种配合料经机械混合后送入炉内，炉内配合料在加热过程中经过：硅酸盐形成(约在600～900℃)→玻璃的形成(普通玻璃约为1200～1250℃)→澄清(普通玻璃约为1400～1500℃，粘度η≈10帕·秒)→均化(玻璃液长时间处于高温下，其化学组成趋向均一)→冷却，澄清均化好的玻璃液在不损坏玻璃的质量前题下，需将温度降至加工工艺要求粘度的温度区域(一般降温200～300℃)进行成型加工制造出所需产品。
工业窑炉余热回收与利用摘要：随着我国经济的快速发展，工业能源消耗剧增，与之矛盾的是化石燃料等常规能源已经发生严重短缺且价格不断升高。
而在冶金等涉及到窑炉的行业中，窑炉热效率很多都低于70%，而其排空的热值占窑炉能耗的20%以上，废气的利用率很低，有很大的节能潜能。
加上环境污染越来越严重，窑炉废气废渣等的排放标准提高，企业为了经济效益，各种窑炉余热回收利用技术被开发出来。
同时针对不同窑炉废气废水指标要选择合适的回收利用技术，这对提高窑炉热效率，节约能源都意义重大。
本文主要从工业窑炉余热的不同利用方式，直接利用余热，主要介绍利用热管换热器直接生产热水；动力回收，主要介绍烧结余热发电技术；热泵系统利用余热，主要介绍高温水源、空源热泵利用余热，分析各种技术的可行性、优缺点、改进方向以及注意的问题等方面，定性的介绍工业窑炉余热回收与利用的近期发展状况。
关键词：工业窑炉；余热利用；热管；烧结；热泵ABSTRACT:With high economic development in China,industrial energy exhausting is gradually increasing and at the same time conventional energy like fossil fuel is seriously shorted and the prize of the fuel is rising rapidly.In the industries referring to the furnaces such as metallurgy,the heat efficiency of most furnaces is less than 70% and their waste gas occupies 20% of the total energy exhausting .Because the use ratio of waste gas is low,there is much we can do to improve.Therefore,due to the bad environmental pollution, exhausting criterion of the contamination is panies seek for more economic effect,so there has been emerging various advanced technologies in waste heat utilizing.We should choose right technology for different styles of waste heat which is meaningful to increase heat efficiency of furnaces and save energy.In this artile,from diffenert ways of using waste heat,one is using it directly by heat tube exchanger;one is power recovery by using sintering waste heat generation;another is heat pump system,here just introduce high temperature water or air heat pump,analyse their feasibility, advantages or disadvantages,directions of improving and matters needing attention and so on,qualitatively introduce waste heat utilizing of furnace over the dacades.KEY WORDS: industrial furnaces;waste heat utilizing;heat tube;sintering;heat pump工业窑炉余热回收与利用0引言当前，各类工业窑炉的排烟温度高，废气量大，废气带走的能量大约占到总能耗的20%～30%，虽然窑炉会利用其余热充分预热空气、物料、燃料，但是排气的温度还是很高，损失很大能量。
对于自身无法回收利用的余热，采用在炉外安装热装置回收利用，具有较高的经济价值和社会利益。
根据不同行业窑炉余热情况，采用加装换热器，余热锅炉和发电设备，热泵，对窑炉余热进行直接利用，动力回收，热泵供暖利用，可以加大窑炉烟气废气余热回收，提高燃料热利用系数，降低窑炉排烟温度。
1工业窑炉余热直接利用工业窑炉生产过程中传统余热利用是直接利用余热来预热空气和新鲜物料，或者和富氧的煤混合作为一种燃料使用，从而产生更多热量。
后来大量使用换热器利用热量交换生产热水，供工厂内部家属或者周边居民生活使用等。
而近年来随着热管技术的研发和成熟应用，在工业窑炉余热问题上，采用热管技术，设计新型低温换热器，可以最大化利用余热。
1.1热管换热器工作原理热管[1]：封闭的管壳中充以工作介质并利用介质的相变吸热和放热进行热交换的高效换热元件。
它具有很高的导热性，冷热两侧的传热面积可任意改变，可远距离传热，温度可控，环境适应性强等优点。
热管换热器充分利用了热传导原理与致冷介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外,其导热能力超过任何已知金属的导热能力。
其作用原理如下图所示。
图一热管作用示意图[2]1.2热管换热器优点热管换热器传热能力强，它利用相变放出的潜热来加热流体，比一般的显热传热方式效率高。
废气烟气在管道流动过程中，换热器对其施加的阻力小，不会对窑炉增加太大的阻力而影响其正常运转。
热管换热器结构紧凑，重量轻，占用空间小，安装维护简单，操作性能可靠。
1.3余热回收利用可行性1.3.1温差窑炉排出的烟气废气的平均温度明显高于换热器的进口流体的平均温度，由热力学第二定律知，冷热源存在的一定温差是实现换热的动力。
1.3.2安装空间工业窑炉排出的废气按规定一般会经过除尘，除硫装置后再由烟囱排出到大气，所以窑炉尾部和烟囱之间的距离一般有三四十米，再加上热管换热器占用空间不大，在连接管道之间完全有空间安装换热器。
1.3.3窑炉运转由增设的换热器所增加的连接管道阻力损失，以及换热管排列对烟气废气造成的压降损失一般不大，可以由鼓风机来提供动力解决，所以不影响窑炉的热工性能。
1.3.4热管适宜的工作温度热管的抗氧化、耐高温性能较差。
实际工作中，烟气废气在经过除尘除硫装置后，一方面将废气里的大颗粒物和SO2基本除去使其达到排放标准，另一方面经过除硫除尘装置长距离的输送，废气的温度压力也下降了，可以保证换热器在正常温度范围内工作，防止温度过高影响效率。
1.4改进事项1.4.1增设控制系统针对窑炉内燃料不同的燃烧状况，其产生的烟气温度和烟气量都在变化，会使换热器的出口流体的温度变化，而实际使用中用户希望所得热水的参数波动较小甚至恒定，所以必须增加检测控制装置来严格控制换热器冷流体的温度和流量，从而实现对出口流体温度压力的有效控制。
1.4.2积尘，结水垢保证换热器在高效率状态下工作，必须解决换热器换热管积尘、结水垢的问题。
因为有收尘装置在换热器前面，故换热管上的积尘速度缓慢，颗粒一般比较松散，较易除去。
而且增加的换热器里面的管道交叉分布对废气烟气施加的阻力可以进一步降低废气烟尘量，减少大气污染。
由于待加热的水供居民使用，一般较清洁，且水在换热过程中的温度范围是不易结水垢的，如果有必要，添加除垢剂可以解决问题。
1.4.3切断阀在换热器和离之最近的装置，一般为除硫装置的连接处必须增加切断阀。
如果换热器运行过程中出现故障，马上将阀门打开切断烟气废气，将烟气废气通道直接与烟囱连接，可以有效防止烟气废气泄露影响生产环境。
1.4.4保温层为提高换热效率，原理上尽量减少余热传输回收利用过程和外界环境的热交换，所以应该在烟道以及换热器的表面加上保温层，减少热量散失。
此外，换热器的冷流体与废气烟气要采用逆流形式实现较好换热。
目前，采用热管技术回收余热产生蒸汽的系统经马钢二烧、梅山钢铁公司烧结厂、武钢一烧、安阳钢铁公司烧结厂及攀钢烧结厂等厂的投运，均取得了令人满意的效果。
2.工业窑炉余热动力回收工业窑炉余热动力回收是利用余热产生电能。
对于高温余热，利用余热锅炉产生蒸汽，再经过汽轮机机组发电，对于低品位的余热，可以作为补气转换成电能再利用；对于中低温余热，利用低沸点的工质自身汽化回收余热，产生的蒸汽在透平机中膨胀，带动汽轮机机组发电。
动力回收原则：高温（废气温度大于650度）余热回收利用，尽可能产生高温高压的蒸汽，作为汽轮机发电的主蒸汽；低温（废气温度低于350度）废气余热，代替汽轮机的回热抽气来加热锅炉给水；中（废气温度350-650度）低温余热回收（低温废气量较多），产生不同的温度和压力的蒸汽，按照压力的级别分别补入汽轮机不同压力的进气。
目前，在烧结[3]工序中，特别是烧结矿冷却过程中会排出大量温度为280～400℃的中低温烟气，其热能量大约为烧结矿烧成系统热耗量的33％，高效率地利用烧结冷却机排放的低温烟气余热是一个值得关注的课题。
2.1烧结余热发电工作原理烧结余热发电技术，是利用烧结高温烟气的余热，经过余热锅炉产生蒸汽来进入汽轮机发电的一项技术。
烧结厂传统余热利用方式是在冷却机高温段安装简易余热锅炉生产蒸汽，效率低下，仅能回收少量的烟气余热。
低温余热发电技术是将烧结环冷机低温烟气循环利用，充分吸收烟气中的热量最终使其最大可能地转为电能。
其工作原理图如下所示。
图二环冷机回收烧结矿余热工作原理图[4]2.2工艺流程如上图所示，烧机下布置数台冷风机，冷却风通过风机强制穿过料矿层，经其加热，温度提高，冷却风和高温烟气经除尘装置后一起进入余热锅炉，在余热锅炉中经过汽水循环后产生一定参数的蒸汽最后进入汽轮机发电。
2.3烧结余热的特点图三烧结矿冷却过程废气温度分布从图中可以看出，烧结产生的废气温度波动大，且低温所占比例较大。
烧结欠烧时，废气温度偏高；烧结过烧时，废气温度偏低。
只有当烟气经过源源不断的烧结矿时，烧结余热才能成为稳定的热源。
目前为了提高热效率，开发出很多新型技术，其中常采用烟气循环技术以及低压蒸汽利用技术。
烟气循环技术将余热锅炉的烟气用来冷却烧结矿，提高烧结余热的烟气温度。
实际中低压蒸汽作为汽轮机的补气使用，但是使用量较少，为了让剩余部分低压蒸汽的能量都到充分利用，可采用低压蒸汽螺旋发电技术[5]，其一般流程为：过剩的低压蒸汽→集中回收→螺旋发电→回收软水[6]，以此来提高低压蒸汽使用量。
