余热回收的原理和利用方式

余热回收是指从工业生产过程、建筑物或设备运行中排出的废热中提取能量，再次利用的技术。余热回收可以显著提高能源利用效率，降低企业的能源消耗和运营成本，同时减少废热排放对环境的影响。

余热回收的原理

余热回收的基本原理是将生产过程中产生的高温废气、废水或高温表面热量，通过换热装置或其他技术，将其中的热量转移到其他介质中，转化为可再次利用的热能。

具体工作过程通常涉及以下几个步骤：

1. 热源获取：从废气、废水或设备的高温表面中提取热量。典型的热源包括锅炉烟气、工业炉废气、蒸汽冷凝水、高温废水和机械设备运行时产生的热量。
2. 换热过程：通过换热器（如板式换热器、管壳式换热器、热管换热器等），将余热传递给介质（如水、空气或油），使这些介质升温。
3. 能量转化和利用：将回收的热量用于其他工艺或设备中，如预热空气、加热水、生产蒸汽，或用于其他需要热量的流程。

余热的利用方式

余热回收可以应用于多种场景，根据余热的温度等级和企业的具体需求，主要有以下几种利用方式：

1. 低温余热利用

• 空气预热：将回收的余热用于预热进入锅炉、炉窑或其他设备的空气，提高燃烧效率，减少燃料消耗。
• 供暖与空调：利用余热为建筑物提供暖气或用于空调系统的预热和制冷。工业余热可以通过热泵技术进一步提高温度，用于供暖。
• 余热干燥：在食品、木材、造纸等行业，利用低温余热为物料进行干燥处理，减少干燥能耗。

2. 中温余热利用

• 水加热：回收中温余热用于加热生产用水、生活热水或循环水系统，广泛应用于化工、冶金和纺织等行业。
• 生产蒸汽：在一些工厂中，回收余热用于产生低压蒸汽，可以替代部分锅炉燃料或直接用于生产工艺。
• 动力回收：利用中温余热驱动蒸汽轮机或有机朗肯循环（ORC）系统发电，为工厂提供电力或驱动机械设备。

3. 高温余热利用

• 电力生产：在高温余热回收中，余热可以用于驱动蒸汽轮机或燃气轮机发电。这种方式广泛应用于钢铁厂、水泥厂、玻璃厂等高能耗行业。
• 工艺预热：利用高温余热对工业生产过程中的原材料进行预热，例如在钢铁行业中对炼钢炉内的铁矿石进行预热，减少能源消耗。
• 热化学反应：一些高温余热可以直接用于高温化学反应工艺，如在化工和石化行业中的裂解工艺。

余热回收技术

为了实现有效的余热回收，常见的技术和设备包括：

• 板式换热器：适用于液体与液体、气体与气体之间的热量传递，广泛用于中低温余热的回收。
• 管壳式换热器：适合高温高压环境，常用于高温余热回收的工业领域。
• 热管换热器：利用热管技术将热量从高温区域快速传递到低温区域，适用于余热温度波动较大的场合。
• 有机朗肯循环（ORC）：一种低温发电技术，适用于回收中低温余热，广泛用于发电应用中。
• 热泵：可以提高低温余热的温度，使其达到可以被更广泛使用的水平，适合建筑供暖和空调系统中的余热回收。

余热回收的应用场景

余热回收技术应用广泛，主要包括以下行业：

• 钢铁行业：高炉、焦炉等设备的余热回收，用于发电、预热和生产蒸汽。
• 化工行业：生产过程中冷却系统的余热用于加热其他工艺流程。
• 电力行业：发电厂烟气余热回收用于提高发电效率或用于附近的供暖系统。
• 食品和纺织行业：干燥、清洗、蒸煮过程中产生的余热回收，用于预热水或空气。

总结

余热回收是提高工业能效、减少能源浪费的重要手段。通过不同温度等级的余热回收技术，企业可以将废热用于供暖、发电、工艺预热等多个方面，从而降低能源成本，实现环保节能。