Els intercanviadors de calor de recuperació de calor s'utilitzen per a la recuperació de gasos de combustió d'alts forns per proporcionar calefacció a la zona de la planta.
El nucli de la recuperació de calor residual i l'escalfament dels gasos de combustió dels alts forns és captar la calor sensible i latent dels gasos de combustió mitjançant mitjans científics i tecnològics. Després de la purificació, l'intercanvi de calor i l'emmagatzematge, l'energia tèrmica residual es converteix en una font de calefacció estable, aconseguint el cicle energètic de "convertir els residus en un tresor". A diferència dels models tradicionals de calefacció de carbó-i de gas-, aquest enfocament se centra en la calor residual industrial com a nucli, sense necessitat de consum addicional de combustibles fòssils. Redueix els residus energètics i les emissions contaminants, satisfent perfectament les necessitats bàsiques del desenvolupament verd industrial sota l'objectiu de "doble carboni".
El funcionament eficient del sistema de calefacció de recuperació de calor dels gasos de combustió d'alt forn es basa en un sistema tècnic complet. El seu procés bàsic es pot dividir en cinc enllaços principals: recollida de gasos de combustió, tractament de purificació, intercanvi de calor residual, regulació d'emmagatzematge de calor i transport de calefacció. Cada enllaç treballa conjuntament per garantir l'eficiència, l'estabilitat i la seguretat de la recuperació de la calor residual. En el procés de recollida de gasos de combustió, el sistema introdueix el gas de combustió d'alta -temperatura (generalment 150-300 graus) descarregat de la sortida d'escapament de l'alt forn al col·lector de calor residual a través del ventilador de tirada induït pels gasos de combustió. El col·lector sovint utilitza intercanviadors de calor de tubs aletes, que augmenten l'àrea d'intercanvi de calor i milloren l'eficiència de captura de calor residual amb la seva estructura d'aletes denses. Al mateix temps, els sensors de temperatura estan equipats per controlar la temperatura dels gasos de combustió en temps real, proporcionant suport de dades per a la regulació posterior.
A causa de la presència d'una gran quantitat de pols (incloent Fe ₂ O3, SiO ₂, etc.), gasos nocius (com SO ₂, NO ₓ) i humitat en els gasos de combustió dels alts forns, si entra directament al sistema d'intercanvi de calor, provocarà bloqueig de canonades, corrosió i reduirà la vida útil de l'equip. Per tant, el tractament de purificació és crucial. Un conjunt complet de mòduls de purificació de calor residual inclou normalment unitats de filtració ceràmica, unitats d'adsorció de carbó activat i unitats de deshidratació de membrana hidròfoba connectades en sèrie. La unitat de filtració de ceràmica pot eliminar eficaçment la pols dels gasos de combustió, la unitat d'adsorció de carbó activat adsorbeix gasos nocius i la unitat de deshidratació de membrana hidròfoba separa la humitat dels gasos de combustió. Després de la triple purificació, el gas de combustió pot evitar danys als equips posteriors, allargar la vida útil del sistema i garantir la seguretat de la calefacció.
L'intercanvi de calor residual és l'enllaç bàsic de tot el sistema, i el seu principi gira al voltant de la "captura eficient de la calor residual i la transferència de calor precisa", seguint les tres lleis principals de transferència de calor de conducció de calor, convecció de calor i radiació de calor. El mètode d'intercanvi de calor actual adopta l'intercanvi de calor de paret a paret, que transfereix la calor del gas de combustió a l'aigua circulant a través d'un intercanviador de calor, aconseguint la conversió d'energia de "refrigeració de gasos de combustió i escalfament d'aigua" - els gasos de combustió d'alta -temperatura flueixen pel costat de la carcassa de l'intercanviador de calor i l'aigua circulant flueix en el costat oposat de la temperatura del tub de la diferència de temperatura de 40-80 graus), maximitzant l'eficiència de l'intercanvi de calor. Per exemple, un intercanviador de calor de gasos de combustió de baixa -temperatura que utilitza tubs d'alta conductivitat tèrmica de material compost basat en carboni de baixa dimensió no només té una resistència a la corrosió i una resistència reduïda, sinó que també recupera de manera eficient la calor residual dels gasos de combustió a baixa temperatura al voltant de 145 graus, aprofitant plenament el potencial de la calor residual.
Tenint en compte que la temperatura dels gasos de combustió dels alts forns es veu afectada per factors com la càrrega de fosa i la composició de la matèria primera, l'amplitud de la fluctuació és gran, cosa que pot provocar fàcilment una temperatura inestable del medi de calefacció. Per tant, l'enllaç de regulació d'emmagatzematge de calor es converteix en la clau per garantir l'estabilitat de la calefacció. L'aplicació de dispositius d'emmagatzematge tèrmic de canvi de fase a mitja temperatura resol eficaçment aquest problema. El dispositiu utilitza materials de canvi de fase com l'aliatge d'alumini silici com a nucli, omple l'interior del dipòsit d'emmagatzematge tèrmic i incrusta aletes metàl·liques per millorar la transferència de calor. Mitjançant l'ús de les característiques d'emmagatzematge tèrmic d'alta-densitat dels materials de canvi de fase, s'aconsegueix un emmagatzematge estable i una-alliberació de calor residual sota demanda. Quan la calor residual dels gasos de combustió és suficient, el material de canvi de fase absorbeix calor i es solidifica; Quan no hi ha prou calor residual o un augment de la demanda de calefacció, els materials de canvi de fase alliberen calor per garantir una temperatura estable a la xarxa de calefacció. A més, el mòdul de control intel·ligent controla paràmetres com la temperatura dels gasos de combustió, el cabal d'aigua circulant i la temperatura del material de canvi de fase en temps real mitjançant un controlador PLC, ajusta dinàmicament l'estat de funcionament del ventilador de tirada induïda i la bomba de circulació, aconsegueix un funcionament i manteniment intel·ligent del sistema i millora encara més l'eficiència d'utilització d'energia.
Actualment, amb l'aprofundiment del concepte de desenvolupament verd industrial, la tecnologia de calefacció de recuperació de calor de gasos de combustió d'alt forn també s'innova i s'actualitza constantment. L'aplicació de nous materials (com ara canonades compostes reforçades amb grafè) millora encara més l'eficiència de la transferència de calor, la integració de la tecnologia de bessons digitals permet el seguiment en temps real i l'avís d'errors del funcionament de l'equip, i l'acoblament de la tecnologia de la bomba de calor i els dispositius d'emmagatzematge tèrmic explora encara més el potencial per a la utilització de calor residual a mitja i baixa temperatura. En el futur, amb la millora contínua de la tecnologia, el sistema de calefacció de recuperació de calor dels gasos de combustió dels alts forns serà més eficient, intel·ligent i estable. No només es pot aplicar a les zones de les plantes siderúrgiques, sinó que també es pot ampliar a la calefacció de la comunitat circumdant, aconseguint la utilització coordinada de l'energia entre la zona de la planta i la ciutat i obrint un espai més ampli per a l'aprofitament dels recursos de la calor residual industrial.
La calor residual industrial és un "tresor verd" amagat, i l'ús de la recuperació de la calor dels gasos de combustió d'alt forn per a la calefacció de plantes no només és una utilització eficient de l'energia, sinó també una pràctica concreta perquè les empreses compleixin les responsabilitats socials i promoguin el desenvolupament verd i baix{0}}de carboni. Sota la guia de l'objectiu de "doble carboni", cada vegada més empreses siderúrgiques augmentaran els seus esforços en la recuperació i utilització de la calor residual, resoldran el problema del malbaratament energètic mitjançant la innovació tecnològica, transformaran els gasos de combustió dels alts forns de "gas residual" a "corrent càlid", donaran un nou impuls a la transformació verda industrial i aconseguiran una situació de benefici econòmic, ambiental i social.
