余热利用及其应用领域介绍

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余能是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。其中最主要的是余热。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%~67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60%。 利用生产过程中多余的热能转换为电能的技术。其原理与火力发电相同。携带余热较多的是生产中排出的废烟气、废汽、废液、废渣等。余热发电不仅可节约能源，还有利于环境保护。　　余热发电的重要设备是余热锅炉，又称废热锅炉。它是利用废气、废液等各种工质中的热或可燃质作为热源，加热工质产生蒸汽。若只利用余热，则无需燃烧设备；若利用可燃质，则需设置特殊燃烧设备。余热锅炉设计时，通常按工质和流程的特点以及废气特性（包括流量、温度、成分、含灰量、压力等参数）合理布置受热面。其中流量和温度是确定锅炉容量的主要判据。由于余热种类繁多，余热锅炉的结构型式也有多种，并与一般锅炉差异较大。又因工质温度不高，故余热锅炉体积大，金属耗量多。对于高压排放工质，锅炉结构中还包括能承受相应压力的烟道和烟室。为适应各种排放工质特性，余热锅炉常采用自然循环方式。也有辅助循环汽包锅炉和直流锅炉。　　用于发电的余热主要有高温烟气余热、化学反应余热、废气、废液、低温余热、工质多余压差等。　　高温烟气余热发电 　利用工厂生产中产生的大量高温烟气、煤气等发电。如水泥厂用于焙烧水泥熟料的回转窑中，有大约900℃的高温烟气从烟囱排出。若在烟囱前安置一废热锅炉，即可利用高温烟气加热工质产生蒸汽，用以发电；冶金厂中用来加热金属锭的加热炉，其排烟温度约700℃，也可装一废热锅炉，用于回收烟气中的余热发电；钢铁厂的高炉在生产中产生大量煤气，这些煤气除用作原生产过程的燃料外，多余煤气可通过工业锅炉用于发电。　　化学反应余热发电 　硫酸厂在生产硫酸过程中有大量的反应热，如硫铁矿焙烧炉出口炉气温度达850～950℃。可设置余热锅炉用于回收余热发电。通常每生产一吨硫酸约可回收余热2.7×109J。　　废气、废液发电 　炭黑厂尾气中有一定量无法回收的炭黑，可设置一废热锅炉，通过燃烧这种尾气生产蒸汽用于发电。造纸厂纸浆生产过程中常排放大量含碱的废液，专烧这种废液的喷射炉可生产蒸汽用于发电。　　低温余热发电 　余热源的温度低于200℃时，要回收这部分余热需采取特殊的方法。用于低温余热发电的动力工质为低沸点物质，如正丁烷，氟里昂等。　　多余压差发电 　有些生产过程中所需的蒸汽由地区热力网供给，热力网蒸汽压力高，而生产用汽的压力较低，可以让蒸汽先经过汽轮发电机组发电后，再用于原生产过程。又如涤纶厂在涤纶原料生产过程中产生高压废气，可将其引入尾气膨胀汽轮发电机组发电。此外，高炉煤气在炉顶的压力较高，也可先经过膨胀汽轮发电机组发电后再送至煤气用户使用。