Ⅰ 什麼是余熱回收
余熱回收是指工業生產過程中所產生的廢熱,通過一定方式回收後再利用,以達到節能的目的。例如,在生產硫酸的過程中,化學反應均為放熱反應,通過熱交換方式把這些熱量取出,可以用來產生蒸汽去發電。在工業中,加熱爐的排煙溫度可以高達200至300攝氏度,通過換熱器將煙氣溫度降低後排放,拿出的熱量可以用於加熱空氣,從而熱空氣回到加熱爐助燃,實現節約燃料的效果。
余熱是指受歷史、技術、理念等因素的局限,在已投入運行的工業企業耗能裝置中,原始設計中未能被合理利用的顯熱和潛熱。這包括高溫廢氣余熱、冷卻介質余熱、廢汽廢水余熱、高溫產品和爐渣余熱、化學反應余熱、可燃廢氣廢液和廢料余熱等多種類型。根據調查,各行業的余熱總資源約占其燃料消耗總量的17%至67%,而可回收利用的余熱資源約占余熱總資源的60%。
在鋼鐵生產、化工、電力、建材等行業中,余熱回收技術的應用十分廣泛。比如,在鋼鐵生產過程中,高爐排出的廢氣溫度可以達到1200攝氏度以上,利用余熱回收系統,可以將這些熱量用於發電或生產蒸汽,大大降低了能源消耗。此外,在化工行業中,通過余熱回收技術,可以將反應過程中的廢熱轉化為有用能源,提高能源利用效率,減少環境污染。
余熱回收技術的發展和應用,不僅可以有效降低工業企業的能源消耗,還能減少溫室氣體排放,促進能源結構的優化。因此,余熱回收技術已成為我國節能減排工作的重要組成部分,受到各級政府和企業的高度重視。未來,隨著技術的進步和政策的支持,余熱回收技術將得到更廣泛的應用和發展。
總之,余熱回收技術對於提高能源利用效率、促進節能減排具有重要意義,未來應加強技術研發和推廣,以實現更廣泛的應用和更顯著的節能效果。
Ⅱ 工業余熱供熱的工業余熱在供熱中的應用
我國工業領域余能利用空間很大,工業冷卻水、工業廢水、地熱尾水中蘊含著大量熱能,但因熱值較低難以提取而幾乎全部丟棄,清華同方熱泵技術則能將廢水中的7攝氏度至50攝氏度的低品位余熱,轉換成50攝氏度至85攝氏度的高品位熱能加以利用。
我國北方地區供熱能耗很大,東北地區將近6個月,北京等地區的供暖期也有4個月左右。
而我們在生活中對熱能的需求主要來源於燃煤,我國是以煤炭為主的能源消費大國,燃煤佔世界煤炭消費量的27%。而我國煤炭消費的主要方式是直接燃燒,這種能源消費結構導致能源利用效率低下、環境污染嚴重等問題。
工業企業排放的污水通常都在30攝氏度以上,這不僅給環境造成熱污染,還造成了熱量的浪費。據測算,工業冷卻水、工業廢水、地熱尾水中蘊含著大量熱能,但因熱值較低難以提取而幾乎全部丟棄,清華同方熱泵技術則能將以往棄之不用的廢水中的7攝氏度至50攝氏度的低品位余熱,製成50攝氏度至85攝氏度的高品位熱能加以利用。
於是,利用清華同方地源熱泵技術,收集工業余熱用於北方採暖地區的供熱熱源,讓熱泵技術有了新的應用空間。
地源熱泵技術應用到工業領域之後,所應用的是工業水,與地源熱泵原來所利用地下水相比,工業廢水水質較差,有腐蝕性。此外,淺層地熱水的溫度在16攝氏度左右,而工業廢水的溫度變化較大,10攝氏度至30攝氏度不等。這些特點都給工業余熱型熱泵技術提出了更高要求。
在我國工業生產過程中,煤的熱轉化效率總體只有30%以上,而一些發達國家的煤炭利用率已達到90%以上,利用地源熱泵把工業余熱利用起來,可提高工業生產中煤炭利用效率。
工工業余熱分為壓縮式熱泵和吸收式熱泵。
吸收式熱泵以供熱為主,而壓縮式熱泵則能夠更好地冷熱兼顧,冬天制熱、夏天製冷。兩種技術的選擇上,應該因地制宜,客觀分析。
據清華同方熱泵專家介紹,利用吸收式熱泵應用於工業領域再向居民發電需要滿足三個條件:一是要有驅動式熱源。如熱電廠用來發電的熱蒸汽。
二是要有餘熱資源。還是以熱電廠為例,以前是通過換熱器將高溫蒸汽中的熱量傳輸給利用吸收式熱泵,代替原來的換熱器後,熱效率大大提高了。同時,當壓力巨大的蒸汽用於發電之後,剩餘壓力會減小,同時溫度降低的廢蒸汽,被稱作乏汽。原來,這部分乏汽將通過冷卻塔冷卻掉形成工業廢水,如今這部分廢蒸汽的余熱就可以通過應用工業型地源熱泵利用起來。
三是要有供熱需求。目前,這種工業用地源熱泵還主要應用於距離廠礦較近的廠礦自己的家屬區,隨著這項技術逐步趨於完善,將更加廣泛地應用於城市供暖。
專家表示,工業型地源熱泵能夠應用於許多工業生產領域,除了熱電廠之外,煤炭行業、鋼鐵行業以及石油行業等都能夠應用。
鋼鐵廠在煉鋼過程中會產生大量爐渣,爐渣溫度很高,需要沖渣水為其降溫,沖渣水中的熱量就可以利用工業余熱型熱泵提取出來。石油輸送的過程中需要伴熱,傳統的伴熱熱量來源同樣是靠在輸油管道沿線設鍋爐房燒煤供熱,其實,開採石油的過程首先是向地下大量注水,將油水一同抽上來,再實施油水分離的過程,抽取上來並與油分離開來的水是有較高溫度的,這部分水的熱量同樣能夠憑借地源熱泵被利用起來。
不僅如此,清華同方工業余熱型熱泵技術還可以應用於電力、紡織印染、水產養殖、食品釀造、市政污水等其他行業。大量的廢水、廢熱被排放,在對環境造成熱污染的同時還要消耗大量燃料用於生產工藝中的加熱過程,在這些行業推廣熱泵技術回收廢熱,節能挖潛,清華同方工業余熱型熱泵技術還有十分巨大的市場空間。
Ⅲ 要是利用60度到80度的工業廢水作為低溫熱源的話,熱泵能夠將這個溫度提高到多少度
簡單回答你的問題啦 熱泵根據溫度分三種 普通熱泵回 低溫熱答泵 高溫熱泵 普通熱泵就是在南方的地區用 低溫熱泵在北方用 他們制熱的溫度都是到60度 但是高溫熱泵的制熱都是到80度就已經上限了
Ⅳ 125℃水源熱泵型高溫蒸汽機組工業污水余熱作為熱源 適用於醫葯化工、食品廠製取高溫熱水
高溫蒸汽熱泵機組溫度可達125℃,採用環保冷媒R134a或專用高溫混合冷媒,以工業廢水、洗浴廢水、地熱尾水、油田回注水、城市集中供熱回水等作為熱源,直接替代燃煤燃氣鍋爐,高效節能,製取75℃以上的高溫熱水及高溫蒸汽,滿足醫葯化工、食品廠等行業的微壓蒸汽需求。這種機組解決了傳統蒸汽鍋爐的環保難題和運行費用高的問題,適用於醫葯化工、餐飲消毒、食品加工、建築蒸養、紙張製造、食品煙草烘乾、紡織印染、包裝印刷、化妝品原料行業、電子等需要高溫蒸汽的行業。
這種高溫蒸汽熱泵機組的工作原理是:採用谷輪渦旋式***溫熱泵專用壓縮機,實現125℃飽和蒸汽,選用自主研發製作的殼管式換熱器+閃蒸罐,特殊管箱設計確保製冷劑均勻分配,提高換熱面積利用率,自主研發設計的閃蒸罐控制精準,確保蒸汽溫度和壓力穩定。通過水源熱泵技術將低溫熱能提升為高溫熱能,產生的高溫熱水可滿足各種行業需求。
在醫葯化工領域,高溫熱水用於反應釜加熱、物料乾燥、蒸餾提純等,使用工業污水余熱製取高溫熱水降低生產成本,減少傳統能源依賴,實現綠色生產。在食品廠,高溫熱水用於殺菌、蒸煮、乾燥等工序,同樣實現節能減排目標,確保食品生產安全衛生。
實際應用中,需考慮工業污水成分和處理難度,確保熱交換器有效運行,防止對生產過程影響。需根據具體需求和生產工藝定製優化設計,以實現最佳經濟效益和環境效益。此外,這種機組還有控制系統全電腦控制、友好人機界面、節能環保、採用環保冷媒等優點。
在工業生產中,蒸汽的廣泛應用與企業息息相關,大量工業用水和煤炭能源被用於蒸汽產生。我國蒸汽供熱能力持續提升。而125℃水源熱泵型高溫蒸汽機組工業污水余熱作為熱源,製取高溫熱水的市場優勢在於其環保、節能、高效、低成本,可廣泛應用於多個行業,實現綠色生產,降低碳排放,滿足不同行業的高溫蒸汽需求。
Ⅳ 余熱資源有哪些類型
余熱資源在鋼鐵、石油、化工、建材行業大量存在,也普遍存在於其他行業。輕工和食品等行業的生產過程中,都存在著豐富的余熱資源,被認為是繼煤、石油、天然氣和水力之後的第五大常規能源,所以充分利用余熱資源也是企業節能的主要內容之一。
在各種生產過程中,往往會生成具有熱能、壓力能或具有可燃成分的廢氣、廢汽、廢液等產物,在不少化學工藝過程中,還會有大量化學反應熱釋放出來。有些產品還可能會大量的物理顯熱。這些帶有能量的載能體都稱為余能,俗稱余熱。這些余熱資源可用於發電、驅動機械、加熱或製冷等,從而減少一次能源的消耗,並減輕對環境的熱污染。
能量有品位的高低,而熱能是屬低品位的能,它也可以從它轉換為高品位能和直接利用時的難易程度或作用大小來區分其量的高低。通常評價熱能品位最簡單和直觀的方法是用溫度的高低。獲得熱量的溫度高,則利用方便;溫度低的熱量利用就困難。當溫度低到環境溫度時,它就無法利用了。
我國工業企業的余熱利用潛力很大,余熱利用在當前節約能源中占重要地位。余熱資源的回收利用可不是件容易的事,它要求工藝上、技術上可行,經濟上合理,而且還要保護環境。如何應用當代最新科學技術,充分利用余熱資源是擺在科研工作者和企業一線生產人員面前的重要任務和研究課題。
余熱資源是指在目前條件下有可能回收和重復利用而尚未回收利用的那部分能量。它不僅決定於能量本身的品位,還決定於生產發展情況和科學技術水平,也就是說,利用這些能量在技術上應是可行的,在經濟上也必須是合理的。
例如,欲回收100℃以下的低溫余熱,就要有解決相應技術難題的能力;要從高溫高腐蝕性介質中回收余熱,首先必須有耐熱耐蝕性很強的材料等。
所以,生產和科學技術的發展水平是決定余熱資源的數量。
必須指出,余熱回收固然很重要,但最根本的問題還在於盡量減少余熱的排出,這方面的主要措施是降低排煙溫度,減少冷卻介質帶走的熱量,減少散熱損失,提高熱工設備本身的效率等。
余熱資源的主要來源
余熱資源的來源主要有如下六個方面。
高溫煙氣的余熱
這是一種數量大分布范圍廣的余熱。高溫煙氣余熱分布在冶金、化工、建材、機械、電力等行業,如各種冶煉爐、加熱爐、石油化工裝置、燃氣輪機、內燃機和鍋爐的排汽排煙,某些工業窯爐的高溫煙氣余熱甚至高達爐窯本身燃料消耗量的30%~60%。它們不僅溫度高、數量多,而且回收容易,約占余熱資源總量的50%。
高溫產品和爐渣的余熱
許多工業生產都要經過高溫加熱這一過程,經高溫加熱過程生產出來的產品如金屬的冶煉、熔化和加工,煤的汽化和煉焦,石油煉制以及燒制水泥、磚瓦、陶瓷、耐火材料和熔化玻璃等,它們最後出來的產品及其爐渣廢料都具有很高的溫度,達幾百至1000攝氏度以上,通常產品又都要冷卻後才能使用,在冷卻時散發的熱量就是余熱。這部分余熱往往占設備燃料消耗量的比重較大,如煉鋼爐渣熱量占冶煉燃料熱的2%~6%,有色金屬冶煉爐渣佔10%~14%。
我國每年由冶金爐渣帶走的熱量相當於2兆噸標准煤。從每噸熱焦炭中可回收的熱量相當於40千克標准煤,每噸熱鋼坯可回收熱量67兆焦耳(22.9千克標准煤),相當於加熱量的1/4。
現在煉鋼工業中採用的干法熄焦、連鑄、熱裝連軋等新工藝,就是回收這部分余熱。高溫產品和爐渣的余熱約占余熱資源總量的4%~6%。
冷卻介質的余熱
冷卻介質是保護高溫生產設備和生產工藝不可缺少的東西。常用的介質是水、空氣和油。它們的溫度受設備要求的限制,通常較低,如電廠汽輪機冷凝器的冷卻水,不能超過25℃~30℃,內燃動力機械的冷卻水大約為50℃~60℃;溫度最高的是冶金爐和窯爐冷卻水,也不過80℃~90℃。
因此,對這部分低溫余熱的利用比較困難,需要較大的設備投資,如利用熱泵或低沸點工質動力設備等。不過,這部分余熱量還是相當多的,約占余熱資源總量的15%~23%。如冶金爐的冷卻介質余熱占燃料消耗量的10%~25%,高爐佔2%~3%,凝汽式發電廠各種冷卻介質帶走的熱量約占其燃料消耗量的50%。
可燃廢氣、廢液和廢料的余熱
生產過程的排氣、排液和排渣中,往往含有可燃成分。這種余熱約占余熱資源總量的8%。如轉爐廢氣。煉油廠催化裂化再生廢氣,炭黑反應爐尾氣、造紙生產中的紙漿黑液,以及煤焦油蒸餾殘渣等。下表表示它們的發熱量。
可燃廢氣、液、料的發熱量
廢氣、廢液、廢料可燃成分/%一氧化碳氫氣甲烷低位發熱量
[千焦/立方米(標)]煉焦煤氣5~855~6023~2716300~17600高爐煤氣27~301~20.3~0.83770~4600轉爐煤氣56~611.56280~7540鐵合金冶煉爐氣7068400合成氨甲烷排氣1514600化肥廠焦結煤球干餾汽6.519.354200~4600電石爐排氣8014110900~11700造紙黑液6000~12000千焦/千克甘蔗渣6300~11000千焦/千克
廢汽、廢水余熱
這是一種低品位蒸汽及凝結水余熱,凡是使用蒸汽和熱水的企業都有這種余熱,這部分包括蒸汽動力機械的排汽(其餘熱佔用汽熱量的70%~80%)和各種用汽設備的排汽,在化工、食品等工業中由蒸發,濃縮等過程產生的二次蒸汽,還有蒸汽的凝結水、鍋爐的排污水以及各種生產和生活的廢熱水。廢水的余熱約占余熱資源的10%~16%。
化學反應余熱
這種余熱主要存在於化工行業,是一種不用燃料而產生的熱能,它占余熱總量的10%以下。例如硫酸製取過程中利用焚硫爐或硫鐵礦石沸騰爐產生的化學反應熱,使爐內溫度為850℃~1000℃,可用於余熱鍋爐產生蒸汽,約可回收60%。
由上面我們可以看出余熱的分布之廣,來源各異,而且不同工業行業中產生的余熱性質和數量相差很大。據估計,冶金部門總余熱資源占其燃料消耗量的50%以上,機械、化工、玻璃、搪瓷、造紙等企業佔25%以上。
余熱資源的溫度類型
高溫余熱
這是一種溫度高於500℃的余熱資源。屬於高溫范圍的余熱大部分來自工業爐窯。其中有的是直接燃燒燃料產生的,如熔煉爐、加熱爐、水泥窯等。有的主要靠爐料自身燃燒產生的。如沸騰焙燒爐、炭黑反應爐等,國外城市垃圾熱值為3349~10465千焦/千克,離開焚燒爐的煙溫達到840℃~1100℃,可以回收利用。
中溫余熱
溫度在200℃~500℃之間的余熱資源。各種熱能動力裝置及某些爐窯設備中的高溫氣體在燃燒室或爐膛中做功或傳熱後排出的氣體一般在中溫范圍內。這擋溫度比較適中,有些可繼續做功,有些可產生蒸汽或預熱空氣等,利用前景十分良好。
低溫余熱
溫度低於200℃的煙氣及低於100℃的液體屬於低溫余熱資源。
低溫余熱的來源有兩個方面:一方面是有些余熱在排放時本身的溫度就是低的;另一方面是在高溫、中溫余熱回收中仍然會有剩餘的低溫余熱排放出,由於低溫余熱回收時溫差小,換熱設備龐大,經濟效益不太明顯,回收技術也較復雜,因此過去對此不予重視。但是如果面廣量大,回收總量也是非常大的。由於能源短缺和科技的進步,對低溫余熱的回收利用也日益重視,而且取得了很大的進展。
鋼鐵冶金工業余熱資源
我國的可資利用余熱資源非常豐富。據不完全統計,主要行業工業余熱約占工業總能耗的15%。
其中鋼鐵工業可回收的余熱資源約為總能耗的50%。一座現代化的鋼鐵廠所排放出來的能量,有40%存在於各種介質的高溫氣體中,15%是低溫蒸汽和熱水,還有10%為輻射損失,可見其節能潛力很大,具體的余熱種類、溫度及來源見下表。
鋼鐵企業余熱的種類、溫度及來源(單位:℃)
余熱種類成品放熱/℃廢氣蒸汽或熱水熔融物燒結
煉焦
煉鐵
煉鋼
連續鑄造
分塊壓延
壓延線材600~700
1000~1200
1200~1400
1200~1500
600~800
1100~1200
600~1200100~450
100~800
150~400
1000~1400
——
500~800
500~800——
——
40~60
40~60
40~60
40~60
40~60——
——
1300~1500
1300~1500
——
——
石油工業余熱資源
石油加工過程中需消耗燃料、蒸汽、電力等各種能源。據統計,每加工1噸原油平均消耗燃料42.42千克,蒸汽570千克,電力34.5度。將它們統一折算相當於358104千焦,其中50%以上的能源消耗是通過各種油加熱爐和蒸汽鍋爐的煙氣熱、空氣冷卻器和水冷卻器被排放而損失掉的,而且相當一部分還比較集中,可以利用。例如一座年產250萬噸的煉油廠,通過空冷、水冷和煙道三方面排走的熱量每小時高達480106千焦,其溫度都在100℃~550℃范圍內。
18.化工工業余熱資源
雖然化工企業所消耗的能量約占總能耗的20%,但其能量利用率卻不高。主要由於工序車間操作條件的改變,部分能量由於工藝物流的降溫、降壓而釋放出來,成為廢熱和廢功散失於周圍環境中。以輕柴油和石腦油為原料的大型乙烯裝置中,裂解氣溫度高達800℃左右。可以用來產生高壓蒸汽。以重油為原料的合成氨廠中,汽化爐里進行強化放熱反應,裂解氣溫度高達1350℃,也可以用來產生高壓蒸汽。一套年處理量為240萬噸的大型催化裂化裝置,可供回收的能量達2萬千瓦,除了可滿足本裝置主風機需要的巨大動力(1.5萬千瓦)以外,尚有餘力發電,供全廠使用。
由於世界性能源危機的沖擊以及化工生產向大型化發展,促使將動力系統引入化工生產並和工藝系統密切結合。例如大型合成氨廠中由於採用了高壓余熱鍋爐、蒸汽輪機及離心壓縮機,可以達到基本上不需外供電,能量利用率從20世紀50年代的大約30%一下子提高到60%以上。
機械工業余熱資源
機械行業中的加熱設備和爐窯各種各樣。余熱資源也相當豐富,例如鍛件加熱爐的煙氣溫度高達1000℃以上。可利用余熱鍋爐產生蒸汽。蒸汽鍛錘的排汽壓力在大氣壓以上,而且數量也很大。如某汽車製造廠的鍛造分廠鍛錘排汽每小時就達13噸以上,每年損失熱量摺合標准煤5000多噸。又如各種熱處理爐的排氣溫度達425℃~650℃,乾燥爐和烘爐的排氣溫度達230℃~600℃,這些都是很好的余熱資源。
其他工業余熱資源
其他行業也有不少的余熱資源,例如各類工廠供熱系統產生的凝結水,以往多數不回收,由此造成的燃料浪費達8%。又如一些設備和部件的工業冷卻水,水溫為35℃~90℃,是極為廣泛而大量的低溫余熱資源。下表為我國主要行業的余熱資源情況。
我國主要行業的余熱資源情況
行業余熱資源來源占燃料耗
量的比例冶金軋鋼加熱爐、均熱爐、平爐、轉爐高爐、焙燒窯等33%以上化工化學反應熱,如造氣、變換氣、合成氣等的物理顯熱可燃化學熱,如炭黑尾氣、電石氣等燃料熱15%以上建材高溫煙氣、窯頂冷卻、高溫產品等約40%玻搪玻璃熔窯、搪瓷窯、坩堝窯等約20%造紙烘缸、蒸鍋、廢氣、黑液等約15%紡織烘乾機、漿紗機、蒸煮鍋等約15%機械鍛造加熱爐、沖天爐、熱處理爐及汽錘乏汽等約15%21.利用余熱的一般方法
余熱的回收利用方法,隨余熱源的形態(固體、液體、氣體、蒸汽、反應熱)和溫度水平(高溫、中溫、低溫)等各不相同。
盡管余熱回收方式各種各樣,但總體可分為熱回收(直接利用熱能)和動力回收(轉變為動力或電力後再用)兩大類。從回收技術難易程度看,利用余熱鍋爐回收氣、液的高溫余熱比較容易,回收低溫余熱則比較困難。在回收余熱時,首先應考慮到所回收余熱要有用處和在經濟上必須合算。如為了回收余熱所耗費的設備投資甚多,而回收後的收益又不大時,就得不償失了。通常進行回收余熱的原則如下。
(1)對於排出高溫煙氣的各種熱設備,其餘熱應優先由本設備或本系統加以利用。如預熱助燃空氣、預熱燃料或被加熱物體(工質、工件),以提高本設備的熱效率,降低燃料消耗。
(2)在余熱余能無法回收用於加熱設備本身,或用後仍有部分可回收時,應用來生產蒸汽或熱水,以及產生動力等。
(3)要根據余熱的種類、排出的情況、介質溫度、數量及利用的可能性,進行企業綜合熱效率及經濟可行性分析,決定設置余熱回收利用設備的類型及規模。
(4)應對必須回收余熱的冷凝水,高、低溫液體,固態高溫物體,可燃物和具有餘壓的氣體、液體等的溫度、數量和范圍制定利用的具體管理標准。