炭素生產(chǎn)主要是以煤或石油焦為原料進行煅燒而成。炭素回轉(zhuǎn)窯出口煙溫很高，達1200℃以上。一般大型炭素回轉(zhuǎn)窯煙氣出口都設(shè)置有余熱蒸汽鍋爐回收高溫煙氣余熱，而炭素生產(chǎn)工藝用熱一般另外配置燃(重)油或燃(煤)氣鍋爐。隨著能源價格的不斷上漲，這種能源配置系統(tǒng)的缺點逐漸呈現(xiàn)，導致炭素工藝用熱設(shè)備使用維護成本增加，生產(chǎn)系統(tǒng)的綜合能源成本增加，企業(yè)產(chǎn)品成本增加。由此可以看出回轉(zhuǎn)窯余熱利用的重要性。下面介紹碳素回轉(zhuǎn)窯余熱利用的幾種方法。

鄭鍋碳素回轉(zhuǎn)窯余熱鍋爐項目圖

1、高溫煙氣余熱蒸汽鍋爐

主要方法是：在回轉(zhuǎn)窯后安裝余熱鍋爐，由燃燒室排出的高溫煙氣經(jīng)過余熱蒸汽鍋爐后，再經(jīng)過收塵處理，由排煙機送入煙囪排人大氣，所生產(chǎn)的蒸汽供生產(chǎn)、生活使用。

2、利用廢煙氣加熱導熱油

用煅燒回轉(zhuǎn)窯高溫煙氣余熱為熱源，加熱生陽極制造工序?qū)嵊拖到y(tǒng)，代替原有的天燃氣熱載體加熱爐為成型生產(chǎn)提供熱源。近年來，這種余熱利用方式被大多數(shù)的炭素陽極廠所采用。

3、余熱發(fā)電

高溫煙氣經(jīng)過熱器、余熱蒸汽鍋爐后產(chǎn)出過熱蒸汽，，利用過熱蒸汽可帶動發(fā)電機發(fā)電。余熱發(fā)電工程是利用余熱鍋爐產(chǎn)生的過熱蒸汽帶動一臺凝汽式汽輪機進行發(fā)電。

如果每臺汽輪發(fā)電機組年運行時間為300d，則余熱鍋爐年運行時間為300×24=72000h。平時生產(chǎn)用汽3t/h，冬季采暖和生產(chǎn)用汽6t/h，冬季采暖時間為3個月(90d)，鍋爐出口蒸汽量24.8t/h，因此發(fā)電效率為：1—3/24.8—3×90/24.8×300=84.3%;全年發(fā)電量為：300×24×3000kW×84.3%=18208800kWh按發(fā)電成本0.10元/kWh、供電價0.30元/kWh計，則全年發(fā)電收益：18208800×(0.3—0.1)=364.176萬元。

上述第3種利用方法是大部分炭素廠采用的方法，高溫煙氣進入余熱鍋爐產(chǎn)生蒸汽之后，煙氣的溫度可以降至260℃左右，這部分煙氣熱量排到大氣中仍然是一種能源浪費為了回收這部分低品質(zhì)熱量，可將其用來ORC熱水發(fā)電。

4、低溫煙氣余熱的利用(純低溫ORC發(fā)電)

將余熱鍋爐尾部260℃左右的煙氣經(jīng)過換熱器后產(chǎn)出95℃，經(jīng)過ORC發(fā)電機組發(fā)電，共生產(chǎn)和生活實用，從而提高了余熱的利用率。

通過上述方法，能夠?qū)崿F(xiàn)對碳素回轉(zhuǎn)窯余熱的高效利用。同時值得指出的是回轉(zhuǎn)窯的熱效率、能耗指標與回轉(zhuǎn)窯設(shè)計有關(guān)，也與生產(chǎn)過程中的工藝控制有關(guān)。優(yōu)化工藝控制、利用碳素回轉(zhuǎn)窯余熱鍋爐系統(tǒng)生產(chǎn)蒸汽用來發(fā)電，增加煙氣余熱加熱導熱油流程等，是提高目前回轉(zhuǎn)窯熱能利用率的有效途徑，同時也是提高回轉(zhuǎn)窯穩(wěn)定性的重要措施。