钢渣淬冷粒化研究现状及进展

全国每年新增钢渣排放量在1亿t以上,利用率仅为10%~20%,转炉液态钢渣中有“渣、铁、热”等丰富资源,简单堆存或者填埋造成了极大浪费。目前的钢渣粒化主流技术主要有热闷法、风淬粒化法、滚筒法等,其均基于钢渣粒化和游离氧化钙(f-CaO)的消解开发,便于后续的破碎筛分磁选,以得到渣钢、磁选粉和尾渣。这些方法虽在一定程度上解决了其他方法存在的投资大、占地多、污染重等问题,但依然存在钢渣资源利用不完全、体积安定性风险、磨矿成本高、铁含量高等问题,笔者提出采用改质重构与气水两相混合流体淬冷粒化技术相结合的方法处理钢渣,该方法向液态钢渣中加入酸性熔剂和还原剂进行改质,利用气体的高运动速度和水的高导热性将液态钢渣迅速冷却成固体状颗粒,降低了钢渣纤维化的情况,兼顾重构渣的粒化与余热回收效率。提铁后的尾渣在粒度分级后可用于建材制备、土壤改质及微晶玻璃、陶瓷材料领域,但目前该方法还处于研究阶段,不够成熟,后期还需在高性能钢渣粒化材料制备、环保利用与资源化、钢渣深度加工发展方面进行深入研究。

制盐多效蒸发系统二次蒸汽余热回收分析

制盐与盐化工的多效蒸发工艺采用生蒸汽作为热源进行加热蒸发水分,同时末效的二次蒸汽通过冷却水冷凝,二次蒸汽余热没有得到利用。使用热泵技术回收末效二次蒸汽中的余热制取高温制冷剂蒸汽代替生蒸汽进行加热,既减少对生蒸汽的消耗,又解决了二次蒸汽的冷凝需求,实现节能减排绿色供热。

低温烟气余热回收核心设备应用分析

综合分析了烟气换热器和溴化锂吸收式热泵在低温烟气余热回收中的特点和适用性。在烟气换热器选择方面,间接接触式换热器相较于直接接触式换热器体积更小、阻力更低、占地更少、系统更简单,但低温水温度要求更低。在溴化锂吸收式热泵选择方面,重点分析了单效溴化锂吸收式热泵和双效溴化锂吸收式热泵的供热特性及与不同换热器的匹配使用情况。实际应用表明:双效热泵供热温度低、效率高,适合与直接接触式换热器匹配;而单效热泵适用性更强,应用更广泛,2种换热器都可匹配。

基于空气源热泵热水器换热组件的余热回收机组

工业余热回收利用和绿色低碳技术有助于实现国家“碳达峰”和“碳中和”战略目标。中国当前能源利用率较低,以巨大的能源消耗作为经济、社会发展的支撑,大量的工业余热排放到空气中,引起了严重的环境热污染。在此基础上,提出了“践行‘双碳’,赋能绿色——余热回收机组”。基于空气源热泵热水器换热组件的余热回收机组,循环溶液中氯化锂的质量分数为22%,水的质量分数为78%,回收效率可达70%~75%,回收速度提升15%左右,降低碳排放量30%左右。该余热回收机组通过回收利用工业生产浪费的热能来进行多方面利用,达到工业产热不损失、降低废气的排放温度和节约热能源、保障低碳环保的目的。

基于塞贝克效应的燃气灶余热回收装置

针对家庭燃气灶具周圈热能逸散流失严重的问题,设计一款基于塞贝克效应的新型余热回收装置.该装置能使逸散热能通过半导体发电模组正反面的温差势能驱动,持续转化为电能储存,而发电模组正反面温差则由微型冷却系统调节.试验结果表明,半导体发电模组正反面温差越大,装置发电功率越大,当温差达到70℃时,发电功率可达3 W;发电总电压与温差呈线性相关,在系统稳定状态下,空冷得到的发电电压为4.7 V,水冷得到的发电电压为6.8 V,可见水冷产生的温差效果较好,可实现更高效能的热电转化.该装置适用于普通家庭厨房,且具有较好的市场推广前景.

朗肯循环耦合双效溴化锂吸收式制冷系统建模及性能分析

为提高船用柴油机余热回收效率,利用MATLAB对朗肯循环及双效溴化锂吸收式制冷系统进行建模及热力学分析,确定朗肯循环热效率的影响因素及双效溴化锂吸收式制冷阶段中废气温度、高压发生器温度、低压发生器温度对制冷量和性能系数的影响。结果表明:朗肯循环最佳工质为水;升高初温、初压和降低背压可提高朗肯循环热效率;随着废气温度增加,双效溴化锂吸收式制冷系统的制冷量增加,制冷性能因数降低;随着高压发生器温度升高,制冷量降低,制冷性能因数降低;随着低压发生器温度降低,制冷量增加,制冷性能因数降低;应根据不同环境及场合要求,调整双效溴化锂吸收式制冷系统相关参数。

中信技术研发基地项目冷热源及空调系统设计

介绍了中信技术研发基地生产运营楼和研发办公楼冷热源及空调系统设计。研发办公楼利用生产运营楼数据机房余热作为空调热源,空调系统采用温湿度独立控制系统;新风系统采用双盘管冷源,充分利用高温水能量,并利用室内排风对新风进行再热,防止结露。生产运营楼采用冷水机组作为冷源,数据机房空调系统采用高架空地板下送风形式,新风系统新风量按换气次数为0.8 h-1设计,冬夏季采用室内露点温度送风,控制室内湿度。生产运营楼数据机房实际运行工况下电能利用效率(PUE)为1.26。

空冷机组空气-烟气余热利用综合分析

在分析空冷机组运行特点的基础上,提出了一种空气-烟气余热联合回收系统,即空冷岛出口的热空气作为锅炉燃烧用风,进入空气预热器被加热,同时在锅炉尾部加装低温省煤器,加热低压凝结水,以节省汽轮机抽汽量.以某典型600MW亚临界直接空冷机组为例,分析了空气-烟气余热联合回收系统的热力学特性和节能效果.结果表明:在典型工况下,空气预热器入口温度可提高约25K,机组供电煤耗降低约1.93g/(kW·h),年节约标准煤约7 000t,节约燃料费700余万元(按机组年运行5 500h,标准煤价格为1 000元/t计算),经济效益显著.

非共沸混合工质用于螺杆膨胀机双循环低温余热回收系统的理论研究

以典型干工质R245fa和典型湿工质R152a为组元的按不同质量比例组成的M1、M2和M3这三种典型的非共沸混合工质,在设定工况下对其应用于螺杆膨胀机双循环低温余热回收系统性能进行理论研究。针对非共沸混合工质相变时发生温度滑移以及螺杆膨胀机压降小,出口参数高的特性,系统中引入内部回热器。分析结果表明,使用混合工质可拓宽螺杆膨胀机双循环系统的工质选择范围并且混合工质换热过程与变温热源能很好的匹配,从而可以减少传热温差带来的不可逆损失,同时使用混合工质可降低系统工质质量流量;非共沸混合等墒工质在设定工况下循环效率不是最高,但膨胀比最小,可减少膨胀机体积,降低设备制造成本;非共沸混合工质应用于螺杆膨胀机双循环系统时,引入内部回热器能够使循环效率得到明显提高。

利用蒸汽双效溴化锂吸收式热泵回收热电厂余热的研究

针对热电厂大量低温余热回收再利用问题,以天津市某热电厂民用建筑的空调冷热源改造工程为例,设计了一套热电厂余热回收系统。该系统采用蒸汽双效溴化锂吸收式热泵机组作为空调冷热源,冬季利用锅炉45℃脱硫塔循环水余热供热、夏季利用20℃锅炉给水作为冷却水实现供冷,过渡季节回收脱硫塔循环水余热加热锅炉给水,可实现机组全年运行。利用EnergyPlus能耗模拟软件对原有空调系统和热回收系统的运行能耗进行了模拟,结果表明该热回收系统具有良好的节能环保效益与经济收益。

SAGD稠油开采余热综合利用方案及其实施

在调研数据的基础分析了辽河油田采用SAGD技术开采稠油时的余热分布,包括有高温产出液余热,注汽锅炉汽水分离器产生的高温分离水的余热以及燃油注汽锅炉排放的较高温度烟气的余热。这些余热的浪费加上散热损失,使原油的商品率低于70%。提出了新的余热回收方案:利用高温采出液加热给水、采用热管式空气预热器回收烟气余热、利用高温分离盐水的产生闪蒸蒸汽蒸发废水回收蒸馏水;同时对该方案的设备进行了初步设计。该方案的实施在消耗同样的燃料下原油采出量可提高310%,可使原油的商品率自目前的68.5%提高到76%。

减压多效膜蒸馏过程试验研究

针对膜蒸馏(MD)过程能耗高、蒸汽冷凝耗水量大的问题,首次设计了减压多效膜蒸馏过程(MEMD)。其特征是在减压膜蒸馏(VMD)过程中设立特殊的多效蒸发区。其中的膜组件同时具有蒸汽的换热降温与原料液的升温蒸发双重作用,从而实现VMD过程蒸发潜热的高效回收利用。试验研究了主蒸发区膜组件面积、多效蒸发区组件管程的进液流量、多效蒸发区组件长度等参数对MEMD过程性能的影响。当主蒸发区膜组件面积为0.10 m2、多效蒸发区组件长度为868 mm、管程进液体积流量为4.0 L/h时,系统的当量膜通量最大(34.8 kg/(m2.h)),额外冷却水用量仅为传统VMD过程的30.8%(每L产水消耗17.2 L冷却水);增加多效蒸发区的组件长度,能显著提高蒸汽相变热回收率,但不能提高系统的当量膜通量。

对一种具有余热回收系统的LNG联合循环电站分析

提出了一种深度回收以液化天然气为燃料的联合循环电站中的蒸汽轮机排汽潜热和余热锅炉排烟中水蒸气潜热的系统。热力学分析表明,相对于240MW的常规联合循环,所提系统的净电效率和火用效率分别提高1.6%和2.84%,其燃料利用率达62.88%;相对于传统联合循环,所提系统从每千克排烟中可多回收86.27kJ/s的热量。可从低压省煤器出口抽取质量流率大约为46.1kg/s,温度为167.45℃,压力为0.84MPa的热水送入余热利用子系统;经济性分析显示,回收余热所增加投资的回收期为0.117年。这些特征对新建和已有LNG联合循环电站的改造具有很强的吸引力。

ISG电机对柴油机能量回收—存储—使用总能效率的调控作用

针对重型柴油机余热能的回收利用问题,提出了采用朗肯循环回收排气能量发电-蓄电池存储-电动冷却附件和起动发电一体机(integrated starter generator,ISG)电机协调用电的系统构型。通过调节ISG电机的功率,在实现产电和用电平衡的基础上,管理发动机及能量回收、储存及使用各环节的运行状态,以获得最大的总能效率。在基于GT-Suite的发动机及整车仿真平台上,研究了ISG电机发电/用电功率对发动机、朗肯循环、蓄电池及电动冷却附件的影响规律,揭示了系统间的耦合关系;然后从总能效率的角度,研究了ISG电机的作用规律,提出了ISG电机的优化控制策略。研究表明:ISG电机可在维持产电用电平衡同时,优化发动机及能量回收-储存-使用环节效率;该系统在道路工况下百公里油耗降低了9.8%~11.7%。

高炉渣气-水混淬干法粒化及余热回收扩大试验研究

针对高炉渣开展了300 kg/h气-水混淬干法粒化试验研究,研究气淬空气流量、雾化冷却水量等关键参数的变化对粒化颗粒粒径分布、球形度、颗粒玻璃体含量等结果的影响,掌握高炉渣风-水混淬干法粒化的最佳运行参数,为后续半工业试验提供良好基础。结果表明:气淬空气流量为40Nm3/h,雾化冷却水流量为40L/h时,粒化颗粒的球形度良好,85%以上粒径均小于5 mm,玻璃体含量>95%。

双升温型吸收热泵的操作性能及应用

介绍双升温型吸收热泵（ Ｄ Ｌ Ａ Ｈ Ｔ） 的基本流程，论述输出热温度、低温余热温度、冷却水温度影响 Ｄ Ｌ Ａ Ｈ Ｔ 操作性能的规律，并将 Ｄ Ｌ Ａ Ｈ Ｔ 的操作性能与升温型吸收热泵（ Ａ Ｈ Ｔ） 进行比较；讨论 Ｄ Ｌ Ａ Ｈ Ｔ 在一些化工企业中的应用。对于９０ ℃以下的低温余热升温回收， Ｄ Ｌ Ａ Ｈ Ｔ 具有广泛的应用前景。

新型两级开式吸收式热泵系统性能

烘干过程广泛应用于造纸、木材、食品加工、化工等行业,并排放大量湿空气,造成能量极大浪费、能源利用效率极低等问题。提出了一种新型两级开式吸收热泵系统,用于回收烘干排气的潜热,并输出高温蒸汽;高温蒸汽直接回用于烘干过程,大大节约了能源并提高了能源利用效率。新系统也可用于回收其他来源的湿空气的潜热。结合造纸烘干过程,对新系统建立了热力学模型以分析其性能,并与传统闭式吸收式热泵系统性能进行了比较。结果表明新系统可产生满足烘干需求的高温蒸汽,回收烘干排气约50%的废热,降低造纸烘干过程能耗达60%以上。在给定工况下新系统的COP根据发生热源温度的不同可达1.204~1.995,而闭式热泵系统的COP最高仅可达1.409。

锅炉烟气余热回收系统设计及效果分析

针对北京三元食品工业园燃气锅炉排出高温烟气的情况,设计了1套余热回收利用方案,运行效果测试分析表明,余热回收利用后,锅炉效率提高了9.12%,锅炉每年可回收利用的热量约7.77×106MJ,相当于节约天然气21.6万m3/a,烟气余热回收器寿命期内减排CO2约14030t,不仅节约了能源,同时减少了高温烟气对环境的污染。

一种综合利用相变材料的节能系统

首先提出了一种基于相变材料综合利用的节能系统，并进一步介绍了该系统结构形式和工作原理。该系统利用相变材料吸收建筑物内的余热，然后通过热利用装置回收这部分热量驱动热水型溴化锂吸收式制冷机组制取冷量和生活用热水。这样不仅减少能源的使用，还实现了废热回收的目的。以重庆一普通办公室为例进行了计算分析，结果表明本系统具有显著的节能效果。

太阳能集热与余热回收烤房的增温节能效果研究

为探索太阳能集热与余热回收烤房的增温节能效果，以气流上升式密集烤房为对照，对比研究了余热回收烤房、太阳能集热烤房以及太阳能集热＋余热回收烤房3种改造烤房的增温能力、节能效果及烤后烟叶等级质量。结果表明：3种改造烤房集温室集热效果明显，表现为太阳能集热＋余热回收烤房〉太阳能集热烤房〉余热回收烤房〉对照；余热回收烤房、太阳能集热烤房以及太阳能集热＋余热回收烤房的节煤率较对照分别提高了8.7%~10.9%、12.9%~16.5%、21.7%~21.8%；改造烤房对烤后烟叶等级质量影响较小。可见，太阳能集热＋余热回收烤房的增温节能效果表现最佳。