Утилизация высокотемпературных тепловых отходов

Газотрубные котлы-утилизаторы

При использовании теплоты высокотемпературных отходящих газов (Т _г > 300-600 °С) устанавливаемые для этого котлы-утилизаторы (КУ) содержат обычно экономайзерные и испарительные поверхности нагрева и пароперегреватель.

Газотрубные КУ широко распространены во многих от­раслях промышленности. Продукты сгорания (отходящие технологические газы) в этих КУ проходят внутри труб, размещенных в водяном объеме барабана. Эти котлы не требуют специальной обмуровки, характеризуются высокой газоплотностью, простотой изготовления, монтажа, обслуживания и пониженными требованиями к питательной воде.

К основным недостаткам КУ подобного типа относятся низкий коэффициент использования теплоты отходящих от технологических агрегатов газов (50—60 %), высокий удельный расход металла на выработку пара (до 8 кг/(кг×ч)). К недостаткам следует также отнести низкий предел давления вырабатываемого пара (всего 1,5-2,0 МПа) из-за наличия барабана большого диамет­ра, ограниченный пропуск отходящих газов — не более 30-40 тыс. м³ / ч. Кроме того, внутренние поверхности труб, газотрубных котлов быстро заносятся уносом, поэтому необходимо применять частые чистки труб. Применение газотрубных котлов для использования теплоты низкотемпературных производственных газов целесообразно для установок небольшой мощности, особенно тогда, когда греющие газы имеют повышенное давление или содержат взрывоопасные или ядовитые компоненты.

Водотрубные котлы-утилизаторы

Наиболее распространенными водотрубными котлами являются котлы марки КУ, выпускаемые Белгородским заводом. Завод выпускает шесть типоразмеров: КУ-40, КУ-60, КУ-100, КУ-100Б1, КУ-125, КУ-150. Цифра обозначает максимальный расход продуктов сгорания в тысячах кубометров в час, приведенных к нормальным условиям. Максимальная допустимая длительная температура перед котлами 650 и 850 °С. Выпускаются котлы на давление 4,5 или 1,8 МПа. Компоновка поверхностей П-образная (кроме башенного КУ-100Б1). Все поверхности змеевикового типа скомпонованы в секции.

На всех котлах используется одноступенчатое испарение. Предусмотрена возможность совместной работы котла с испарительным охлаждением печи. В барабане котла размещено сепарационное устройство.

Котлы-утилизаторы за обжиговыми печами серного колчедана

При обжиге колчеданов получают два продукта: металл и диоксид серы. При содержании SO₂ в продуктах сгорания более 7% становится рентабельным получение из газов серной кислоты. Поэтому достаточно часто сернокислотное производство входит в состав предприятий цветной металлургии.

Котлы, устанавливаемые за обжиговыми печами кипящего слоя, имеют следующие особенности:

· высокое содержание SO₂ в продуктах сгорания приводит к необходимости работы при давлении пара не мене 4 МПа (температура кипения воды соответственно 250 °С), чтобы предотвратить сернокислотную коррозию поверхностей нагрева;

· по этой же причине данные котлы не комплектуются экономайзерами;

· технологические газы содержат фтор, мышьяк, цинк, свинец, высокое содержание SO₂ приводит к сульфатизации отложений на поверхностях нагрева;

· при пусках и остановах котлов возможна конденсация серной кислоты и усиленная сернокислотная коррозия.

При комбинированном получении технологической и энергетической продукции – обжигового газа и пара энергетических параметров - предпочтение отдается надежной работе основного технологического звена. Существенно улучшаются и энергетические показатели обжигового устройства: на каждую тонну обожженного колчедана дополнительно вырабатывается около 1,3 т пара. Огарок, полученный после обжига колчедана, используется для нужд цветной металлургии.