真空相变回收低压蒸汽潜热的冲渣水余热利用技术.ppt

* * * * * * * * 工业废水余热(冲渣水)回收技术介绍 目录 1.工业废水简述 2.高炉炼铁简介及炉渣的形成 3.冲渣水利用现状及利用难点 4.直热机简介 5.冲渣水余热利用新技术简介 工业废水余热回收 全国工业废水年排放量，2010年241.7亿吨，50%以上的是50℃以上的中高温工业废水，全部开发利用约可满足13亿㎡建筑采暖或空调需求。 工业废水水质成分复杂，因工艺不同成分也随之不同，一般属于酸碱性饱和离子水，极容易产生结晶析出现象，同时含有大量杂质并具有严重的腐蚀性。 工业废水热能开发利用必须解决好堵塞、污染以及严重的腐蚀性问题。 高炉炼铁的冶炼炉渣产生过程 石灰石 铁矿石 高温下分解 CO2 CaO + SiO2 其他杂质 炉渣成分：CaSiO3 无机盐和氧化物等杂质 反复使用的冲渣水中必然会溶解部分硅酸盐，同时溶进了炉渣中含有的多种无机盐和氧化物，形成了饱和状态的无机盐类水溶液。 沉淀过滤 常规冲渣水流程 炼铁高炉 产生 大量1400 ~ 1500℃高温炉渣 冲渣冷却 70—85℃ 冲渣水 沉淀过滤 冷却后50℃ 以下冲渣水 10%~15% 补充新水 大量热量被白白排放到空气中，还污染了环境。 冷却塔 排出 炼铁 炉渣 高炉冲渣水现状 我国年生铁产量约6.5亿吨平均渣铁比按0.44计算，全年产生高炉渣约为2.86亿吨。每吨高炉渣需要8吨左右的循环冲渣水；则每年用于冲渣的循环水量约23亿吨；按照提取30 ℃温差计算，每年可供热的建筑面积至少为2亿平方米；每年可节省标煤超过1000万吨。 在炼铁的冶炼过程中，要加入大量石灰石，在高温下分解成氧化钙和二氧化碳，氧化钙与铁矿石中的二氧化硅反应生成硅酸钙，也就是“炉渣”，在冲渣水淬渣过程中必然会溶解部分硅酸钙。由于冲渣水反复使用，冲渣水中溶进了炉渣中含有的多种无机盐和氧化物，形成了几乎是饱和状态的硅酸钙水溶液。以往采用传统的间壁式换热器提取冲渣水热能时，溶解在冲渣水中的硅酸盐类物质遇到冷的换热器壁面，必然导致降温而出现过饱和，立刻在冷壁面上结晶，造成换热设备的堵塞乃至失效。这也是冲渣水热能一直以来没有得到有效开发的主要制约因素。 冲渣水水质分析—成分复杂 高炉冲渣水在冲渣过程中直接接触1500℃的高炉渣，高炉渣中的四种主要化学成分必然溶解于水中，并且钢厂内焦化、烧结等高污染的化工尾水往往也直接排入渣池中，以期利用淬渣汽化蒸发掉。所以高炉冲渣水实际是一种成分复杂的碳酸钙、硅酸钙、硅酸镁等硅酸盐类的水溶液，由于常年反复利用并不更新，已经达到了饱和状态。 溶解性总固体(TDS)：是溶解在水里的无机盐和有机物的总称。其主要成分有钙、镁、钠、钾离子和碳酸离子、碳酸氢离子、氯离子、硫酸离子和硝酸离子。 TDS值越高，表示水中含有的杂质越多。 冲渣水水质分析—易析晶、结垢 碱度：碱度是表示水中CO32－、HCO3－、OH－及其它一些弱酸盐类的总合。这些盐类的水溶液都呈碱性。水中大量的Na2O、K2O等碱金属与二氧化硅反应，结晶生成硅酸钠、铝硅酸钠、硅酸钾等。随着热的饱和溶液降温后，溶质以晶体的形式析出，在连续的生产过程中，挂附在设备上。同时在高炉冲渣水中含有的钙、镁离子，极易与酸式碳酸盐发生反应，生成MgCO3，CaCO3沉淀，这些沉积物易于沉积在设备表面。对换热壁面造成污染造成传热系数迅速降低，并持续恶化，严重时导致渣水通道堵塞，系统瘫痪。 冲渣水水质分析—腐蚀机理复杂 氯离子：氯离子引发点蚀的原因主要是由于不锈钢表面的钝化膜具有不均匀性，使得氯离子能够优先吸附于钝化膜薄弱的地方，使钝化膜破坏，当其吸附量较多时，钝化膜破坏严重无法自行修复，点蚀就发生了。诱发点蚀的氯离子浓度达到1000mg/L。冲渣水的氯离子含量通常高达7000~8000mg/L，因此对常用的各类型不锈钢均有明显的腐蚀现象。 氨氮：含氧水中游离氨会引起铜和铜合金的应力腐蚀开裂现象。开裂的原因是氨能与铜表面保护膜中的Cu形成稳定的络合物，使表面膜破坏，从而产生应力腐蚀或点蚀等问题。 垢下腐蚀：由于冲渣水降温后必然导致水中的各类无机盐类出现过饱和析晶现象，同时又极易生成MgCO3、CaCO3沉淀，这些沉积物易于沉积在设备表面与晶体形成大量的污垢，对金属壁面造成垢下腐蚀。 冲渣水余热采集技术关键点 高炉冲渣水在使用和循环利用过程中被不断浓缩，属于饱和离子水。提热过程即是一个强制降温过程，溶解于水中的各类盐碱类物质由于温度的降低而必然出现过饱和，从而导致盐碱物质发生结晶析出现象； 常规的各类接触式换热设备，由于换热金属壁面即是冷壁面，结晶析出的各类盐碱物质必然附着在这个冷壁面上，从而导致换热壁面的污染造