一、工業(yè)余熱回收工藝1.熱交換技術(shù):原理:通過(guò)換熱設(shè)備直接傳遞余熱能量,不改變能量形式,直接回收利用熱能。應(yīng)用:廣泛應(yīng)用于預(yù)熱助燃空氣、燃料、物料;生產(chǎn)熱水或蒸汽;干燥等場(chǎng)景。設(shè)備:間壁式換熱器、余熱鍋爐、蓄熱式熱交換器、熱管換熱器。2.熱功轉(zhuǎn)換技術(shù):原理:將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能或電能,提高余熱品位。應(yīng)用:
一、工業(yè)余熱回收工藝
1.熱交換技術(shù):
原理:通過(guò)換熱設(shè)備直接傳遞余熱能量,不改變能量形式,直接回收利用熱能。
應(yīng)用:廣泛應(yīng)用于預(yù)熱助燃空氣、燃料、物料;生產(chǎn)熱水或蒸汽;干燥等場(chǎng)景。
設(shè)備:間壁式換熱器、余熱鍋爐、蓄熱式熱交換器、熱管換熱器。
2.熱功轉(zhuǎn)換技術(shù):
原理:將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能或電能,提高余熱品位。
應(yīng)用:利用中高溫?zé)煔狻⒄羝闰?qū)動(dòng)汽輪機(jī)或低沸點(diǎn)工質(zhì)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
設(shè)備:蒸汽透平發(fā)電、有機(jī)工質(zhì)發(fā)電(如ORC)。
3.制冷制熱技術(shù):
原理:利用余熱進(jìn)行制冷或提升熱能品位以供熱。
應(yīng)用:工藝?yán)鋮s、中央空調(diào)、提供工藝熱水或供暖。
設(shè)備:吸收式制冷機(jī)、吸附式制冷機(jī)、熱泵。
4.綜合利用:
原理:根據(jù)余熱品質(zhì)(溫度高低)按階梯順序利用,實(shí)現(xiàn)“熱盡其用”。
應(yīng)用:園區(qū)能源系統(tǒng)、大型工業(yè)企業(yè)。
設(shè)備:熱電聯(lián)產(chǎn)、冷熱電三聯(lián)供、燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)。
5.余熱發(fā)電技術(shù):
高溫余熱:傳統(tǒng)蒸汽輪機(jī)組適用于300℃以上高溫余熱。
中低溫余熱:有機(jī)朗肯循環(huán)(ORC)系統(tǒng)適合90300℃的余熱資源。
超低溫余熱:山西易通環(huán)能科技集團(tuán)與天津大學(xué)開發(fā)的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)60—70℃余熱的電力轉(zhuǎn)化。
6.吸收式制冷技術(shù):
原理:利用余熱作為驅(qū)動(dòng)能源,通過(guò)制冷劑在吸收劑中的溶解和釋放過(guò)程實(shí)現(xiàn)制冷效果。
應(yīng)用:石油化工、制藥等行業(yè)中,利用工藝余熱提供生產(chǎn)流程冷卻或廠房空調(diào)制冷。
設(shè)備:吸收式制冷機(jī)。
7.蓄熱式熱交換系統(tǒng):
原理:針對(duì)余熱流量不穩(wěn)定或波動(dòng)大的工況設(shè)計(jì),通過(guò)儲(chǔ)熱介質(zhì)實(shí)現(xiàn)熱能的暫時(shí)儲(chǔ)存和延時(shí)釋放。
應(yīng)用:玻璃窯爐、軋鋼加熱爐等間歇性生產(chǎn)設(shè)備。
設(shè)備:固體填充物(如陶瓷球)、相變材料或熔鹽等。
8.熱管技術(shù):
原理:熱管通過(guò)內(nèi)部工作介質(zhì)的蒸發(fā)冷凝循環(huán)傳遞熱量。
應(yīng)用:硫酸生產(chǎn)沸騰焙燒爐余熱回收、合成氨廠的上下行煤氣余熱回收。
設(shè)備:熱管式蒸汽發(fā)生器、熱管換熱器。
9.超高溫材料與熱化學(xué)回收:
原理:新一代陶瓷基復(fù)合材料突破傳統(tǒng)金屬換熱器的溫度極限;熱化學(xué)儲(chǔ)熱技術(shù)利用可逆化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)存余熱。
應(yīng)用:鋼鐵行業(yè)轉(zhuǎn)爐煙氣等極高品位余熱的直接回收。
設(shè)備:氮化硅結(jié)合碳化硅陶瓷換熱器。
10.納米流體與量子點(diǎn)增強(qiáng):
原理:納米流體提高導(dǎo)熱系數(shù);石墨烯量子點(diǎn)涂層增強(qiáng)輻射傳熱。
應(yīng)用:空間受限的余熱回收?qǐng)鼍啊?/span>
設(shè)備:納米流體換熱器。
跨季節(jié)儲(chǔ)熱與區(qū)域集成:整合不同工序的余熱資源,結(jié)合不同需求,采用多種技術(shù)措施,實(shí)現(xiàn)能源利用最大化。
二、工業(yè)廢熱余熱回收設(shè)備
1.工業(yè)余熱回收設(shè)備
熱交換器:
特點(diǎn):技術(shù)成熟、可靠性高且投資相對(duì)較低。
應(yīng)用:在鋼鐵、化工等高耗能行業(yè)中,空氣預(yù)熱器、回?zé)崞鞯葥Q熱設(shè)備被廣泛應(yīng)用于回收煙氣余熱。
種類:間壁式換熱器、直接接觸式換熱器。
2.余熱鍋爐
特點(diǎn):利用中高溫余熱。
應(yīng)用:產(chǎn)生蒸汽用于直接使用或發(fā)電。
3.燃?xì)廨啓C(jī)
特點(diǎn):適用于中高溫余熱。
應(yīng)用:將余熱轉(zhuǎn)換為機(jī)械能或電能。
4.高溫空氣燃燒技術(shù)
特點(diǎn):提高燃燒效率。
應(yīng)用:用于高溫工業(yè)爐。
5.有機(jī)工質(zhì)朗肯循環(huán)發(fā)電設(shè)備
特點(diǎn):適合中低溫余熱發(fā)電。
應(yīng)用:利用90300℃的余熱資源。
6.熱泵技術(shù)設(shè)備
特點(diǎn):提升熱能品位。
應(yīng)用:3060℃的低溫余熱。
7.溫差發(fā)電設(shè)備
特點(diǎn):利用溫差發(fā)電。
應(yīng)用:適用于有溫差的余熱。
8.熱聲技術(shù)設(shè)備
特點(diǎn):利用熱聲效應(yīng)。
應(yīng)用:余熱轉(zhuǎn)換為聲能再轉(zhuǎn)換為電能。
9.吸收式制冷機(jī)
特點(diǎn):以廢熱為驅(qū)動(dòng)能源。
應(yīng)用:將中溫余熱轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的冷量。
10.吸附式制冷機(jī)
特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無(wú)運(yùn)動(dòng)部件。
應(yīng)用:間歇性余熱源或小型化應(yīng)用場(chǎng)景。
11.熱管換熱器:
特點(diǎn):傳熱效率高、等溫性好、結(jié)構(gòu)緊湊。
應(yīng)用:硫酸生產(chǎn)沸騰焙燒爐余熱回收、合成氨廠的上下行煤氣余熱回收。
12.膨脹機(jī)
特點(diǎn):將壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功或電能。
應(yīng)用:回收高壓廢蒸汽的可用勢(shì)。
在選擇工業(yè)廢熱余熱回收工藝與設(shè)備時(shí),需根據(jù)余熱的溫度、壓力、腐蝕性等特征,以及企業(yè)的具體需求和投資預(yù)算等因素,進(jìn)行綜合評(píng)估和合理選擇。