高炉渣显热回收前景分析

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1、高炉渣显热回收前景分析　　近年来开发的多项余热、余能回收技术在钢铁企业中得以应用并取得了显著效果。但是，对于高品质余热资源之一的高炉渣显热，目前还没有成熟的回收技术，大量高炉渣显热能量白白耗散。而我国年产高炉渣上亿吨，携带显热折合标煤七百多万吨，余热资源相当丰富，如能有效回收利用，将对我国钢铁企业的节能降耗，可持续发展有重要意义。　　1高炉渣显热资源状况　　钢铁企业余热资源主要集中在炼焦、烧结、炼铁、炼钢和热轧工序，表现为产品余热、烟（煤）气余热、废渣显热及冷却水显热等。根据相关数据统计，各种形式余热资源状况如表1所示

2、。　　　　　　　　　　　　表1钢铁企业余热资源状况　　————————————————————————————————————　　类别　　余热品质　　总量比例　　　　存在形式　　　　　　应用现状　　————————————————————————————————————　　烟（煤）　　中、低　　43%　　焦炉烟气、煤气，烧结烟气，　　部分利用　　气显热　　　　　　　　　　　　热风炉烟气，转炉煤气，高炉煤气　　　　产品显热　　高、中　　30%　　烧结矿/球团矿、焦炭、钢坯等　　部分利用　　　　渣显热　　　　高　　　　10

3、%　　高炉渣、钢渣等　　　　　　　　极少利用　　　　冷却水显热　　低　　　　17%　　高炉冷却水等　　　　　　　　极少利用　　————————————————————————————————————　　　　注：余热统计中不包含铁水显热　　　　钢铁企业各类余热资源中，产品及烟（煤）气显热占余热资源总量较多，余热品质包含各个温度等级。目前已开发并应用的技术有干熄焦技术、烧结余热回收技术、转炉烟气余热回收技术、连铸坯热送热装技术等等，取得明显效果和效益。冷却水显热虽然也占一定比例，但属低温余热资源，回收经济效果较差，余热回收

4、率仅2%左右。炉渣显热能级高，属高品位余热资源，约占全部高温余热资源的35%，其中高炉渣占28%（见图1），回收价值很大。但是由于回收技术上的困难，目前渣显热回收率极低，只有部分高炉渣冲渣水余热得以利用，高炉渣显热是少数还未被开发利用的重要余热资源。　　高炉渣的出炉温度在1400～1550℃之间。每吨渣含（1260～1880）×103kJ的显热，相当于60kg标准煤的热值。高炉渣的排出率与矿石品位有关，近年来我国大中型钢铁企业采用较高品位铁矿石原料，高炉渣铁比已降至300kg/t附近。由此，一座1000m3的高炉，按年

5、产量90万t生铁、渣铁比为300kg/t计算，每年排渣量27万t，炉渣放散热量折合标煤1.62万t。据不完全统计，我国已经投产和在建的1000m3级以上的大型高炉约有169座，估算综合生铁产能在3.2亿t左右，因此每年我国大型高炉产渣量接近1亿t，携带热量折合标煤600万t。而实际生铁产量和渣铁比都高于计算值，因而高炉渣显热能量更为巨大。尽管并非可以全部回收高炉渣的热能，但若能部分回收利用，其节能效益也是显著的，非常具有市场开发潜力。　　2高炉渣显热利用现状　　我国的高炉渣有90%以上采用水淬法制取水渣，用于水泥原料等

6、，常用的水处理法有因巴法、图拉法、拉萨法等，但没有炉渣热能回收功能，炉渣热量基本全部散失。国内高炉渣余热回收利用仅限于冲渣水余热供暖，首钢、济钢、宣钢、鞍钢、本钢、莱钢、安钢等企业都有过采用冲渣水余热解决厂区部分采暖或浴室供热水的报道。但这种利用仅占高炉渣全部显热的很少部分，余热回收率低，仅为10%左右，且受时间和地域限制，在夏季和无取暖设施的南方地区，这部分能量只能浪费，因此推广应用受到了限制。虽然高炉渣显热回收问题已得到关注，并且一些钢铁企业和高校、研究所正在进行研究，但多以理论设计、基础实验为主，目前还没有见到实

7、体设备工业化应用的报道，未形成成熟技术。　　日本新日铁公司从上世纪80年代初就开始研发炉渣余热回收技术，并进行了规模工厂试验应用，取得了较大进步，但相关技术还不成熟。其他国家如英国、美国等也在开发试验炉渣的余热回收利用技术。　　3高炉渣显热回收技术开发现状　　现有正在开发的炉渣热能回收方法可概括为两大类：介质换热法和化学反应法。　　介质换热法是利用高炉渣与介质接触或辐射进行热交换，然后利用高温介质能量发电或他用。技术开发较早并取得一定效果的主要有日本的内冷转鼓法、转轮粒化法、风淬法及英国的离心转盘法等，见表2。以上各种

8、方法经过小型试验或工业化试验，能回收40%～60%的高炉渣显热，但技术还不成熟，有的效率低，有的影响炉渣性能降低附加值，有的设备投资大等等，未能推广。　　　　表2　　各种高炉渣显热回收技术概况　　———————————————————————————————　　方法　　　　　　　　　　技术概述　　—————————————————