Технологии улавливания и повторное использование тепла в металлургии

Введение

Металлургическая отрасль – один из крупнейших потребителей энергии. Значительная часть тепла, выделяемого в ходе плавки, прокатки, термообработки и других процессов, теряется в окружающую среду. Однако современные технологии позволяют улавливать и использовать это тепло повторно, снижая энергозатраты и сокращая выбросы парниковых газов. В статье рассмотрим основные методы рекуперации тепла и примеры их успешного внедрения.

На изображении показан металлургический процесс с использованием современных технологий для улавливания и повторного использования тепла, что снижает энергозатраты и выбросы парниковых газов.

Основные методы улавливания и повторного использования тепла

1. Рекуперация тепла отходящих газов

При работе доменных, мартеновских, электродуговых печей и установок непрерывного литья образуются высокотемпературные отходящие газы. Современные системы рекуперации позволяют извлекать их тепловую энергию и использовать её для:

• Подогрева воздуха для горения (рекуперативные и регенеративные теплообменники).
• Производства пара для турбогенераторов или технологических процессов.
• Подогрева заготовок перед прокаткой.

Пример: На металлургическом комбинате "АрселорМиттал" внедрена система утилизации тепла доменных газов, что позволило сократить расход природного газа на 30%.

2. Утилизация тепла охлаждающей воды

В металлургии используются системы водяного охлаждения для печей, прокатных станов, валков и другого оборудования. Вместо сброса нагретой воды её тепло можно использовать:

• Для теплоснабжения производственных и бытовых помещений.
• В абсорбционных холодильных установках для создания холода.
• В системах рекуперации низкопотенциального тепла.

Пример: Завод ThyssenKrupp использует нагретую воду для обогрева административных зданий и близлежащих жилых кварталов.

3. Использование термоэлектрических генераторов (ТЭГ)

Термоэлектрические генераторы позволяют напрямую преобразовывать тепло в электроэнергию. Их применяют в местах с интенсивным выделением тепла:

• На горячих поверхностях печей.
• В зонах выхода горячего металла.
• В системах охлаждения раскалённых шлаков.

Пример: На металлургическом заводе в Японии ТЭГ-установки обеспечивают до 5% потребности в электроэнергии за счёт утилизации тепла конвертерных газов.

На изображении показан металлургический процесс с использованием современных технологий для улавливания и повторного использования тепла, что снижает энергозатраты и выбросы парниковых газов.

4. Утилизация тепла шлаков

Шлак — это побочный продукт металлургического производства с высокой температурой (до 1600°C). Традиционно он охлаждается водой или воздухом, но современные технологии позволяют:

• Преобразовывать тепловую энергию шлаков в пар для паротурбинных генераторов.
• Использовать тепло для предварительного нагрева сырья.
• Производить теплоизоляционные материалы из шлаков.

Пример: На заводах в Китае внедрены установки сухого гранулирования доменного шлака, позволяющие снизить потребление электроэнергии на 10%.

5. Системы рекуперации тепла от прокатных станов

Прокатные станы работают при температурах 800-1200°C, и большая часть тепла уходит в атмосферу. Современные технологии позволяют:

• Использовать тепло отходящего воздуха и газа для нагрева воздуха.
• Восстанавливать энергию торможения валков в виде электричества.
• Применять высокотемпературные теплообменники.

Пример: На одном из европейских металлургических предприятий внедрение системы рекуперации позволило снизить энергопотребление прокатного стана на 20%.

На изображении показан металлургический процесс с использованием современных технологий для улавливания и повторного использования тепла, что снижает энергозатраты и выбросы парниковых газов.

Преимущества внедрения технологий утилизации тепла

Использование систем рекуперации тепла в металлургии даёт несколько ключевых преимуществ:

✅ Снижение энергозатрат на 15-40%.

✅ Уменьшение выбросов CO₂ и вредных веществ.

✅ Повышение энергоэффективности производства.

✅ Использование вторичных энергоресурсов.

✅ Снижение зависимости от внешних поставок энергии.

Заключение

Современные технологии утилизации тепла становятся важнейшей частью стратегии энергоэффективности в металлургии. Их внедрение не только снижает затраты, но и делает производство более экологичным. В ближайшие годы ожидается дальнейшее развитие этих решений, включая улучшение термоэлектрических систем и более эффективное использование низкопотенциального тепла.

♻️ Улавливание и повторное использование тепла – шаг к устойчивому будущему металлургии!