Recupero Del Calore Per Forni Per Ceramica

1, Fonti e caratteristiche del calore di scarto dei forni ceramici
I forni per ceramica (forni a rulli, forni a tunnel, ecc.) sono apparecchiature ad alto consumo energetico, con un consumo energetico del forno che rappresenta il 30% -50% del consumo energetico totale e la perdita di calore di scarico che rappresenta il 35% -40% del consumo energetico totale del forno. Principale fonte di calore disperso:
Gas di combustione ad alta temperatura: la temperatura di scarico alla coda del forno è di 200-500 gradi e contiene una grande quantità di calore sensibile.
Calore di scarto della sezione di raffreddamento: la sezione di raffreddamento del prodotto scarica aria calda a * * 400-450 gradi * *, che è una fonte di calore di scarto di alta qualità.
Dissipazione del calore del corpo del forno: la dissipazione del calore dalle pareti del forno, dal tetto, ecc. può essere recuperata e utilizzata attraverso l'isolamento e l'irraggiamento.

2, tecnologia e applicazione del recupero del calore tradizionale
1. Recupero di calore rigenerativo
Principio: utilizzare materiali di accumulo termico (come mattoni di accumulo termico in ceramica) per immagazzinare alternativamente il calore dei gas di combustione ad alta-temperatura e quindi riscaldare l'aria di combustione/il gas combustibile per ottenere un preriscaldamento ad alta-temperatura.
Applicazione: Il sistema di combustione rigenerativa per forni a rulli e forni a tunnel può preriscaldare l'aria di combustione a 800-1000 gradi, risparmiando energia del 20% -40%.
Vantaggi: elevata efficienza di trasferimento del calore, resistenza alle alte temperature, adatto per gas di scarico ad alto flusso.
2. Scambio termico recuperativo a parete
Principio: Il trasferimento di calore indiretto tra fluidi freddi e caldi avviene tramite scambiatori di calore (tubi, piastre, tubi di calore) senza contaminazione incrociata.
Dispositivi tradizionali
Scambiatore di calore a tubi di calore (HPHE): adatto per gas di scarico a media e bassa temperatura (150-500 gradi), con un'efficienza di trasferimento del calore del 70% -85% e un periodo di ammortamento dell'investimento di 1-2 anni.
Scambiatore di calore a tubi/tubi alettati: utilizzato per il preriscaldamento dell'aria comburente e la generazione di acqua calda/vapore.
Applicazione: Recupero del calore residuo nella sezione di raffreddamento, preriscaldamento dei fumi dell'aria comburente, riscaldamento ed essiccazione dell'aria calda.
3. Riutilizzo diretto del calore di scarto
Preriscaldamento dell'aria di combustione: riscaldamento diretto dell'aria di combustione con aria calda o calore di scarto dalla sezione di raffreddamento per aumentare la temperatura di combustione e ridurre il consumo di carburante.
Fonte di calore di asciugatura: l'aria calda del calore di scarto viene utilizzata per l'asciugatura della carrozzeria e la torre di essiccazione a spruzzo per il supplemento di calore per sostituire parte del carburante.
Circolazione del forno: l'aria calda proveniente dalla sezione di raffreddamento viene restituita alla zona di preriscaldamento per ridurre il carico termico durante la cottura.
4. Produzione di energia termica di scarto (ORC/turbina a vapore)
Principio: il calore di scarto ad alta temperatura genera vapore/fluido di lavoro organico, che aziona la turbina per generare elettricità.
Applicabile a forni su larga scala-, scenari con calore di scarto stabile e temperature elevate (maggiori o uguali a 300 gradi), ottenendo l'elettrificazione del calore di scarto.

3, Schema tipico del sistema di recupero del calore
Opzione 1: sezione di raffreddamento calore di scarto+scambiatore di calore a tubi di calore (porcellana elettrica/piastrelle di ceramica)
Estrarre l'aria calda dalla sezione di raffreddamento a 400-450 gradi → scambiatore di calore a tubi di calore → riscaldare l'aria fresca a 200-300 gradi → inviarla all'essiccatoio per asciugare la billetta; Dopo il raffreddamento, i fumi ritornano al forno sotto forma di aria atmosferica.
Effetto: eliminazione delle caldaie a vapore, miglioramento dell'efficienza di essiccazione e raggiungimento di significativi risparmi energetici annuali.
Progetto 2: Recupero fumi a cascata (forno a rulli)
Sezione ad alta temperatura (350-500 gradi) → preriscaldamento dell'aria di combustione;
Intervallo di temperatura media (200-300 gradi) → Riscaldamento ed asciugatura con aria calda;
Intervallo di bassa temperatura (150-200 gradi) → produzione di acqua calda/riscaldamento;
L'efficienza termica complessiva è stata migliorata del 15% -20%.

Piano 3: combustione rigenerativa+utilizzo completo del calore di scarto
Recupero del calore di scarto dai gas di combustione nella camera di accumulo del calore → preriscaldamento dell'aria di combustione a 900 gradi +;
Calore di scarto sezione di raffreddamento → riscaldamento supplementare dell'aria di essiccazione/combustione;
La temperatura di scarico scende sotto i 150 gradi, con un rendimento termico superiore al 70%.
4, Vantaggi e punti chiave
1. Vantaggi principali
Risparmio energetico: il consumo di carburante è ridotto del 15% -40% e il consumo di energia per tonnellata di prodotto è ridotto del 20% -30%.
Economia: il periodo di ammortamento dell'investimento è di 1-3 anni, con un risparmio annuo di decine di migliaia o milioni di costi del carburante.
Tutela dell'ambiente: riduzione simultanea delle emissioni di CO₂ e NOₓ, in linea con i requisiti dual carbon.
Produzione: stabilizzare la temperatura del forno, migliorare il tasso di qualificazione del prodotto e prolungare la durata del forno.
2. Punti chiave della progettazione e del funzionamento
Adeguamento della temperatura: utilizzare la temperatura del calore disperso in cascata, con la priorità dell'alta temperatura data al preriscaldamento dell'aria di combustione e la temperatura media e bassa utilizzata per l'asciugatura/acqua calda.
Resistenza alla corrosione/ostruzione: il fumo contiene polvere e zolfo, pertanto è necessario selezionare scambiatori di calore-resistenti alla corrosione e facili da pulire (come tubi di calore e tubi-resistenti all'usura).
Integrazione del sistema: collegata al controllo del forno, senza influire sulla pressione del forno, sull'atmosfera e sulla qualità del prodotto.
Isolamento: rafforzare l'isolamento delle tubazioni e delle apparecchiature per il calore di scarto per ridurre la dissipazione del calore secondario.

5, Tendenze applicative
Efficienza: i tubi di calore ad alta temperatura, i corpi di accumulo di calore a nido d'ape e gli scambiatori di calore compatti stanno gradualmente diventando popolari.
Intelligenza: il collegamento tra il recupero del calore di scarto e il sistema DCS del forno regola automaticamente il volume dell'aria, la temperatura e il carico dello scambio di calore.
Integrazione: calore di scarto+cattura del carbonio, refrigerazione del calore di scarto, accoppiamento di energia distribuita, per ottenere energia a circuito chiuso-.