余热利用

工业余热一般利用途径

  余热直接利用 余热直接利用是最常见的回收利用方式。具体的应用领 域有:
 
  (1)预热空气。利用加热炉高温排烟预热其本身所需空气,以提高燃料效率,节约燃料消耗。
 
  (2)干燥。利用工业生产过程的排气来干燥加工零部件和材料,如铸工车间的铸砂模型等;还可以干燥天燃气、沼气等燃料。在医学上,工业余热还能用来干燥医用机械。
 
  (3)生产热水和蒸汽。利用低温余热来产生70℃~80℃或更高、更低温度的热水和低压蒸汽,供应生产工艺和生活的不同需求。
 
  (4)制冷供热。利用低温余热来加热吸收式制冷机的蒸发器,或作为热泵低温热源,达到制冷供热的目的。 国外对余热的直接利用已经开展得比较成熟。RTugrulOgulata等设计了一种热量回收系统,以用于纺织行业中纺织品的烘干过程。在纺织品烘干过程中,被用来干燥的空气温度升高,湿度增加并且被一些灰尘以及化学物质所污染,因此不能用于再次干燥。在传统工业中,这些“废气”会被直接排放到大气中,其中的热量就被浪费掉。Ogulata设计了一种废气循环系统,运用同流换热器,将用过的高温、高湿的废气对纺织品进行预热,并循环利用,很好地降低了能耗。
 
  余热的动力回收 对于中高温余热,最好使其产生动力,直接作用于水泵、风机、压缩机,或带动发电发电。例如,各种工业窑炉和动力机械的排烟温度大都在500℃以上,甚至达1000℃左右,可装设余热锅炉产生蒸汽,推动汽轮机产生动力或发电;对于中温余热,为提高动力回收的效率,宜采用低沸点介质(如正丁烷F-114等),按朗肯循环进行能量转换,达到余热动力回收的目的。
 
  余热的综合利用 余热的综合利用方式是根据工业余热温度的高低而采取不同的方法,以做到“热尽其用”,因而它是最有效的利用余热的途径。例如, 利用高温余热产生的蒸汽,通过供热机组取得热电合供的效果;利用有一定压力的高温废气,先通过燃气轮机做功,再利用其排气通过余热锅炉产生蒸汽,进入汽轮机做功,形成燃气—蒸汽联合循环,以提高余热的利用效率,加之使用汽轮机抽气或排气供热,余热经多次利用,就更扩大了其回收利用的效果。
 
  在余热回收利用系统中,若采用热泵技术,可进一步提高余热的能级和利用效果,SSpoelstra等人对使用高温热泵回收的工业废热进行了研究。他们改良升级了异丙醇热泵和盐/氨水混合蒸汽热泵这两种可用于废热利用的系统,并分别进行了模拟实验,其结果表明:前者具有更高的焓效率和COP,且无副产品的形成,因而能更有效地回收利用余热,其平均内部收益率(IRR)达到了14%。