余熱利用

工業(yè)余熱一般利用途徑

  余熱直接利用 余熱直接利用是最常見的回收利用方式。具體的應(yīng)用領(lǐng) 域有:
 
  (1)預(yù)熱空氣。利用加熱爐高溫排煙預(yù)熱其本身所需空氣,以提高燃料效率,節(jié)約燃料消耗。
 
  (2)干燥。利用工業(yè)生產(chǎn)過程的排氣來干燥加工零部件和材料,如鑄工車間的鑄砂模型等;還可以干燥天燃氣、沼氣等燃料。在醫(yī)學上,工業(yè)余熱還能用來干燥醫(yī)用機械。
 
  (3)生產(chǎn)熱水和蒸汽。利用低溫余熱來產(chǎn)生70℃~80℃或更高、更低溫度的熱水和低壓蒸汽,供應(yīng)生產(chǎn)工藝和生活的不同需求。
 
  (4)制冷供熱。利用低溫余熱來加熱吸收式制冷機的蒸發(fā)器,或作為熱泵低溫熱源,達到制冷供熱的目的。 國外對余熱的直接利用已經(jīng)開展得比較成熟。RTugrulOgulata等設(shè)計了一種熱量回收系統(tǒng),以用于紡織行業(yè)中紡織品的烘干過程。在紡織品烘干過程中,被用來干燥的空氣溫度升高,濕度增加并且被一些灰塵以及化學物質(zhì)所污染,因此不能用于再次干燥。在傳統(tǒng)工業(yè)中,這些“廢氣”會被直接排放到大氣中,其中的熱量就被浪費掉。Ogulata設(shè)計了一種廢氣循環(huán)系統(tǒng),運用同流換熱器,將用過的高溫、高濕的廢氣對紡織品進行預(yù)熱,并循環(huán)利用,很好地降低了能耗。
 
  余熱的動力回收 對于中高溫余熱,最好使其產(chǎn)生動力,直接作用于水泵、風機、壓縮機,或帶動發(fā)電發(fā)電。例如,各種工業(yè)窯爐和動力機械的排煙溫度大都在500℃以上,甚至達1000℃左右,可裝設(shè)余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽,推動汽輪機產(chǎn)生動力或發(fā)電;對于中溫余熱,為提高動力回收的效率,宜采用低沸點介質(zhì)(如正丁烷F-114等),按朗肯循環(huán)進行能量轉(zhuǎn)換,達到余熱動力回收的目的。
 
  余熱的綜合利用 余熱的綜合利用方式是根據(jù)工業(yè)余熱溫度的高低而采取不同的方法,以做到“熱盡其用”,因而它是最有效的利用余熱的途徑。例如, 利用高溫余熱產(chǎn)生的蒸汽,通過供熱機組取得熱電合供的效果;利用有一定壓力的高溫廢氣,先通過燃氣輪機做功,再利用其排氣通過余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽,進入汽輪機做功,形成燃氣—蒸汽聯(lián)合循環(huán),以提高余熱的利用效率,加之使用汽輪機抽氣或排氣供熱,余熱經(jīng)多次利用,就更擴大了其回收利用的效果。
 
  在余熱回收利用系統(tǒng)中,若采用熱泵技術(shù),可進一步提高余熱的能級和利用效果,SSpoelstra等人對使用高溫熱泵回收的工業(yè)廢熱進行了研究。他們改良升級了異丙醇熱泵和鹽/氨水混合蒸汽熱泵這兩種可用于廢熱利用的系統(tǒng),并分別進行了模擬實驗,其結(jié)果表明:前者具有更高的焓效率和COP,且無副產(chǎn)品的形成,因而能更有效地回收利用余熱,其平均內(nèi)部收益率(IRR)達到了14%。