炭素厂低温余热利用方法与流程

本申请属于铝用炭素制品生产节能，尤其涉及一种炭素厂低温余热利用方法。

背景技术：

1、随着电解铝产业与炭素制造技术的发展，预焙阳极等炭素制品的生产规模持续扩大，煅烧、焙烧等核心高温工序会产生大量余热资源，对这部分余热进行回收利用是降低生产能耗、提升生产效益的重要途径。然而，现有炭素厂余热回收体系普遍存在回收覆盖范围不全、资源调配机制缺失的问题，不仅煅烧工序的物料冷却热、低温烟气余热以及焙烧工序的分散式冷却热风余热难以得到有效回收，同时余热资源无法根据不同生产环节的用热温度需求进行分级适配与精准调度，容易出现余热供需错配、富余余热无法跨工序复用的情况，导致全厂低温余热整体利用率偏低，造成了能源资源的浪费，也推高了生产过程的碳排放。

2、基于此，如何提升炭素厂低温余热的利用率，已成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请的实施例提供了一种炭素厂低温余热利用方法，进而至少在一定程度上可以提升炭素厂低温余热的利用率。

2、本申请的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本申请的实践而习得。

3、根据本申请实施例的第一方面，提供了一种炭素厂低温余热利用方法，所述方法包括：从罐式煅烧炉的高温烟气与物料冷却段中回收热量并汇流，得到第一路余热导热油；从焙烧炉的主烟道烟气与冷却炉室中回收热量并汇流，得到第二路余热导热油；从所述罐式煅烧炉的低温烟气中回收热量，得到第三路余热导热油；按照生产工序的用热温度需求划分一级用热终端、二级用热终端与三级用热终端；将所述第一路余热导热油、所述第二路余热导热油以及所述第三路余热导热油分别对应供给至所述一级用热终端、所述二级用热终端以及所述三级用热终端；基于各用热终端的用热参数，按照预设的回油优先级，将各用热终端的低温回油分配至各余热回收环节的导热油入口，以保障所述第一路余热导热油的温度稳定。

4、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述从罐式煅烧炉的高温烟气与物料冷却段中回收热量并汇流，得到第一路余热导热油，包括：在所述罐式煅烧炉的罐体冷却段设置导热油夹套，通过循环导热油吸收煅后物料的冷却热，以及通过余热锅炉吸收所述罐式煅烧炉的高温烟气热量；将物料冷却热对应的导热油与高温烟气对应的导热油汇流并调控流量，得到温度处于第一温度区间的所述第一路余热导热油。

5、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述从焙烧炉的主烟道烟气与冷却炉室中回收热量并汇流，得到第二路余热导热油，包括：在所述焙烧炉的强制冷却炉室观察孔处设置可移动式抽气架，抽出温度处于第二温度区间的热风；将所述热风通过排烟架接口引入环形烟道，与所述焙烧炉主烟道排出的烟气混合，得到温度处于第三温度区间的混合烟气；在所述焙烧炉的环形烟道出口设置陶瓷管换热器，通过循环导热油吸收所述混合烟气的热量，得到温度处于第四温度区间的所述第二路余热导热油。

6、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述从所述罐式煅烧炉的低温烟气中回收热量，得到第三路余热导热油，包括：在所述罐式煅烧炉的烟气余热锅炉出口设置陶瓷管换热器，通过循环导热油吸收温度处于第五温度区间的低温烟气热量，得到温度处于第六温度区间的所述第三路余热导热油。

7、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述方法还包括：设置混合换热罐，通过所述混合换热罐对不同温度的余热导热油进行混合调温，所述混合换热罐内部设置有搅拌器；将经所述混合换热罐调温后的导热油划分为第一档位温度和第二档位温度，所述第一档位温度用于供给所述一级用热终端与所述二级用热终端，所述第二档位温度用于供给所述二级用热终端与所述三级用热终端，第一档位温度大于所述第二档位温度。

8、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述方法还包括：当所述一级用热终端的用热需求饱和，所述第一路余热导热油存在富余时，将富余的第一路余热导热油导入所述混合换热罐调温后，调配至所述二级用热终端与所述三级用热终端；当所述二级用热终端的用热需求饱和，所述第二路余热导热油存在富余时，将富余的第二路余热导热油导入所述混合换热罐调温后，调配至所述三级用热终端。

9、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述混合换热罐外部设置有保温层，内部储存温度维持在第七温度区间，备用容量满足所述炭素厂在预设时长内的低负荷用热需求；当所述炭素厂用热需求饱和时，将富余的余热导热油导入所述混合换热罐进行储存，当用热需求回升时，释放储存的导热油补充供能。

10、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述预设的回油优先级包括：所述第一路余热导热油对应的余热回收环节优先级高于所述第二路余热导热油对应的余热回收环节；所述第二路余热导热油对应的余热回收环节优先级高于所述第三路余热导热油对应的余热回收环节。

11、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，在所述基于各用热终端的用热参数，按照预设的回油优先级，将各用热终端的低温回油分配至各余热回收环节的导热油入口之前，所述还包括：在各用热终端设置温度传感器与用热负荷采集装置，以实时采集各用热终端的当前温度、目标温度与实时用热负荷；将采集得到的当前温度、目标温度与实时用热负荷作为所述用热参数传输至控制系统。

12、在本申请的一些实施例中，基于前述方案，所述方法还包括：在所述第一路余热导热油的生成环节设置燃气余热锅炉，当所述罐式煅烧炉的高温烟气温度或物料冷却热出现波动时，通过所述燃气余热锅炉进行补热，以维持所述第一路余热导热油的温度处于第一温度区间内。

13、基于本申请提出的技术方案，可以有效改善传统炭素厂余热回收覆盖范围有限、余热资源供需错配、整体利用率偏低的现状。本申请同时回收罐式煅烧炉高温烟气、物料冷却热、低温烟气以及焙烧炉主烟道烟气、冷却炉室余热，将多源分散的低温余热全部纳入统一回收体系，可以大幅拓宽余热回收的覆盖范围，从源头增加可利用余热的总量。同时按照生产工序的用热温度需求划分三级用热终端，将不同温度等级的三路余热导热油与对应温度需求的用热终端精准匹配，实现余热资源的梯级利用，避免高品质余热用于低需求场景造成的能量品质浪费，提升余热利用的整体效率。再结合基于用热参数的动态回油分配机制与预设的回油优先级，可在余热波动工况下优先保障核心高温回路的温度稳定，确保回收的余热能够稳定投入生产复用，减少余热闲置与排放，最终显著提升炭素厂低温余热的综合利用率，降低生产过程的外购能源消耗与碳排放。

1.一种炭素厂低温余热利用方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从罐式煅烧炉的高温烟气与物料冷却段中回收热量并汇流，得到第一路余热导热油，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从焙烧炉的主烟道烟气与冷却炉室中回收热量并汇流，得到第二路余热导热油，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述罐式煅烧炉的低温烟气中回收热量，得到第三路余热导热油，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的回油优先级包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述基于各用热终端的用热参数，按照预设的回油优先级，将各用热终端的低温回油分配至各余热回收环节的导热油入口之前，所述还包括：

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：