1 引言

　　高爐是鋼鐵企業的核心設備，其冶煉過程中產生約1300 ℃的熱態紅渣，每千克紅渣蘊含959.85kJ/kg 熱量。若高爐渣鐵比為1:4，則日產5000 t 鐵的高爐會產生1250 t 紅渣，攜帶熱量相當于41 t 標煤。

　　紅渣沿溝道進入沖渣池，與沖渣水快速接觸溫度驟降，被破碎成細小渣粒，沖渣水溫度被加熱到85 ℃左右，同時產生一部分常壓的沖渣蒸汽。沖渣水水溫為60~95 ℃，蘊含了巨大熱量，但其中含有大量固體顆粒和礦物纖維，并具有腐蝕性，很難利用其熱量。在未利用沖渣水余熱資源的情況下，沖渣水被送入冷卻塔降溫冷卻至45 ℃，再次送到渣溝沖渣，而沖渣蒸汽則排入大氣中。此循環造成余熱資源浪費。

　　2 現行高爐沖渣水余熱利用方式

　　2.1 采暖

　　高爐沖渣水采暖是國內比較成熟的技術，其基本工藝流程為：高爐沖渣水通過沖渣水泵輸送至換熱站，然后經沖渣水過濾器將沖渣水中的固體顆粒和懸浮物過濾，再通過換熱器與采暖水換熱回到沖渣池中。

　　這種利用方式技術簡單、改造成本很低，但存在一些問題：(1)沖渣水水量大，蘊含的熱量很大，而一般廠區辦公樓的采暖負荷較小，不能夠將沖渣水的余熱能力完全發揮出來;(2)采暖只適用于北方的城市冬季使用，夏季不需要，而南方城市一年四季都不需要采暖，因此這種方式存在局限性;(3)沖渣水含有大量的雜質，進入管網后易造成堵塞，且供熱管網系統龐大，清洗難度很高。

　　2.2 余熱發電

　　沖渣水余熱發電技術目前還處于研究實驗階段。系統工作原理為，高爐沖渣水排出時溫度大約85 ℃，經過沉淀除雜預處理后進入特殊設計的換熱器，在此將熱量傳遞給工質，溫度降到50 ℃左右，再送到高爐供沖渣使用，從而回收了一定量的余熱。工質在換熱器內吸收熱量后變成80 ℃的過熱蒸汽，然后進入氣輪機膨脹做功，帶動發電機轉動，對外輸出電能。做功后的工質變成低低壓過熱蒸汽，低低壓過熱蒸汽進入冷凝器放出熱量，變成低溫低壓的液體工質，然后由工質泵送到熱交換器中吸熱，再次變成過熱蒸汽去推動汽輪機作功。如此連續循環，將熱水中的熱量源源不斷的提取出來，生成高品位的電能。

　　目前在其他行業已經有余熱發電技術的成熟應用，系統工作溫度都在100 ℃以上，而高爐沖渣水屬于較低溫的余熱源，其利用溫度只有70~80 ℃，因此該項技術仍在研究階段。

　　3 高爐沖渣水余熱利用新技術———用于熱法海水淡化

　　高爐在煉鐵工藝過程中，為實現沖渣水及沖渣蒸汽余熱的有效利用，本著節能減排可持續發展的戰略原則，某鋼鐵公司擬采用對高爐沖渣水余熱進行回收用于海水淡化。低溫多效蒸餾海水淡化技術具有可利用低溫余熱、變負荷調節能力大、系統熱效率高等優點。將沖渣水余熱作為多效蒸餾海水淡化熱源，變廢為寶的同時，可進一步降低公司總體能耗，具有可觀的經濟效益和社會效益。

　　3.1 工藝系統流程

　　結合鋼鐵廠低溫多效蒸餾海水淡化裝置蒸汽使用情況，提出以下工藝系統流程。沖渣廢水溫度約90 ℃，可用于換熱的流量為2880 t/h，需要制備出溫度為70 ℃，流量為100 t/h 的飽和蒸汽，根據上述數據，可采用如下的工藝方案，如圖1 所示。煉鐵高爐沖渣水經沉淀過濾后，進入換熱器內與循環除鹽水進行換熱，被冷卻下來的沖渣水流入凝結水池，進行循環沖渣使用;除鹽水在換熱器內與高爐沖渣水換熱后，形成高溫熱水，通過管道進入閃蒸罐進行噴淋，高溫熱水在蒸發壓力下閃蒸沸騰，一部分熱水汽化成為蒸發壓力下的飽和蒸汽，另一部分熱水溫度降低到蒸汽溫度以下，繼續回換熱器中被加熱。飽和蒸汽送往低溫多效海水淡化進行蒸發制水。MED裝置變負荷調節能力為50%~100%，可隨高爐冶煉頻率變負荷調節產水能力，穩定運行。

　　3.2 可行性分析