Энергосбережение при грануляции металлургического шлака

Металлургические шлаки
Количество теплоты со шлаком в тепловом балансе составляет от 10-25%
Температура жидких шлаков может достигать 1300-1400 °C
2

Существующая технология переработки шлаков
3

Грануляция шлака
Мокрый
(с помощью воды)
Способы грануляции шлака
Полусухой
(с помощью воздуха с добавлением воды)
Сухой
(с помощью воздуха)
Контактный
(с помощью подвижной охлаждающей поверхности)
Бассейновый способ
Желобный способ
Гидрожелобный способ
Барабанный способ
4

Герметизированный закрытый сосуд (мокрая грануляция)
Установка вырабатывает пар низкого давления
Мощность установки: 500 кВт
Удельная выработка электроэнергии: 32 кВт⋅ч/кг шлака
Главный недостаток: агрессивное действие сернистых соединений
5

Негерметизированный закрытый сосуд (мокрая грануляция)
Установка вырабатывает пар низкого давления
Удельная выработка электроэнергии: 22 кВт⋅ч/кг шлака
Главный недостаток: агрессивное действие сернистых соединений
6

Контактная грануляция
Главный недостаток: тяжёлые температурные условия работы барабана
На барабане навиты змеековидные трубки, через которые пропускается вода.
На выходе из змеевиков образуется пароводяная смесь, которая разделяется в барабане.
Полученный пар поступает потребителю.
7

Мокрая грануляция
Мощность установки: 930 кВт; КПД установки: 77 %
Утилизация шлака даёт экономию около 1 млн. руб./год
Температура шлака перед смешиванием со струёй жидкости 1300 °C
Установка вырабатывает теплофикационную воду с температурой 95 °C и покрывает всю отопительную нагрузку комбината
8

Мокрая грануляция
Теплофикационная мощность установки: 13,95 МВт; КПД установки: 66 %
Установка вырабатывает теплофикационную воду с температурой 75 °C и расходом 120 м3/ч
9

Полусухая грануляция шлака
Теплоносителем является воздух, который нагревается до 600-650 °C
Установка вырабатывает 240 кг пара/т шлака под давлением 19 атм и 360 °C и дополнительно 124 кг пара/т шлака под давлением 1 атм
Установка вырабатывает 53,8 кВт ⋅ ч электроэнергии/т шлака
10

Сухая грануляция шлака
Теплоносителем является воздух, который нагревается до 1000-1100 °C
Установка вырабатывает до 500 кг пара/час или 100 кВт ⋅ ч электроэнергии/тонну шлака
Трудность внедрения крайних двух схем: конструктивное разрешение узла грануляции шлака
11

12
Экономическая эффективность установки по грануляции шлака сухим способом
Вырабатываемая электрическая мощность – 12 МВт
Капитальные затраты – 1140 млн руб
Снижение затрат на покупку ЭЭ – 315 млн руб/год
Срок окупаемости – 3,62 года
Расход шлака – 120 т/ч

13
Основные выводы
1. Самым энергоэффективным способом грануляции шлака является сухой. Он позволяет вырабатывать до 100 кВт ⋅ ч электроэнергии/тонну шлака;
2. Утилизация шлака на нужды теплофикации является самым популярным направлением;
3. Установка грануляции шлака сухим способом с расходом шлака 120 т/ч может давать экономию около 315 млн. руб/год. Срок окупаемости подобной установки составляет не более 3 лет и 8 месяцев.