辽宁中创亿达设备制造有限公司

高温烟气空气热量回收器是一种通过换热技术将工业高温烟气（通常≥500℃）中的余热传递给空气或其他介质的设备，旨在提升能源利用效率并降低碳排放。

一、核心原理与技术类型间壁式换热器

翅片管设计：采用轧制、高频焊接或激光焊接工艺，适用于高温（300-800℃）场景，可耐受腐蚀性烟气。

材料选择：使用ND钢、考顿钢等耐腐蚀材料，或陶瓷材料（如碳化硅）应对极端高温（1250℃以上）。

原理：通过金属壁面（如翅片管、陶瓷板）隔离高温烟气与冷介质（空气或水），利用导热和对流实现热量传递。例如，翅片管换热器通过翅片扩展传热面积，提升换热效率。

技术特点：

热管式换热器

传热：热管导热系数可达金属的50-100倍，适合快速回收烟气余热。

防腐设计：通过控制冷端温度高于烟气露点（如燃气锅炉≥100℃），避免酸腐蚀。

原理：利用热管内工质（如水、熔盐）的相变（蒸发-冷凝）传递热量，冷热端可分离设计，适应温差大的场景。

优势：

气-气型换热器

应用：将高温烟气热量传递给助燃空气，提升燃烧效率。例如，逆向气流设计使烟气降温至200℃以下，同时预热空气至300℃以上。

案例：冶金窑炉中，回收的450-750℃热空气可替代部分燃料，节能率达35%-55%。

陶瓷换热器

特性：以碳化硅（SiC）等陶瓷材料为核心，耐高温（1400℃以上）、抗氧化，适用于冶金、化工等行业的高温烟气（1250-1450℃）。

效益：回收的余热用于预热空气或发电，节能率可达45%以上，且寿命长达10年以上。

熔盐储热系统

创新应用：通过熔盐（如硝酸盐混合物）吸收高温烟气热量（500-800℃），储能后用于发电或工业供热，适合波动性热源（如电炉烟气）。

二、选型与设计要点温度匹配：

高温段（>800℃）：优先选择陶瓷换热器或熔盐系统。

中低温段（300-800℃）：采用热管或翅片管换热器。

介质兼容性：

腐蚀性烟气（如含硫、氯）需选用耐蚀材料（如ND钢、陶瓷）。

含尘烟气需集成除尘装置（如多孔陶瓷过滤器），避免堵塞。

系统集成：

结合燃烧沉降室、余热锅炉等设备，实现余热梯级回收。例如，电炉烟气全余热回收装置可将2100℃烟气降温至250℃，并回收蒸汽用于发电。

三、应用领域与效益工业节能冶金行业：回收电炉、高炉烟气余热，预热助燃空气或发电，节能率10%-20%。

化工/建材：用于窑炉余热回收，降低燃料消耗。

环保减排

降低排放：排烟温度每降低10℃，锅炉热效率提升1%，同时减少SO₂、NOx排放（降幅达60%-80%）。

减少热污染：通过余热利用减少向大气排放的高温烟气量。

经济效益

投资回收期：通常为3-8个月，大型项目可达数年。

燃料替代：回收的热量可替代部分化石燃料，年节省成本超百万（以10吨锅炉为例）。

四、技术挑战与发展趋势材料限制：高温（>1000℃）场景下，金属换热器易腐蚀，需依赖陶瓷或熔盐技术。

智能化控制：通过实时监测烟气流量、温度，优化换热效率。

多技术耦合：与ORC发电、制冷系统结合，实现余热梯级利用。

五、典型案例电炉烟气全余热回收系统：江苏某110吨电炉采用高温烟道式余热锅炉，回收2100-250℃烟气余热，年产蒸汽量达1.2万吨，节能效益显著。

陶瓷换热器在玻璃窑炉的应用：将1400℃烟气余热用于助燃空气预热，燃料消耗降低30%。

高温烟气空气热量回收器通过多样化技术路径，显著提升了工业能效与环保水平。未来随着材料科学和智能控制技术的进步，其应用场景将进一步扩展，成为工业碳中和的关键技术之一。