Isı geri kazanımlı ısı eşanjörleri, yüksek fırın baca gazının geri kazanımı amacıyla tesis alanının ısıtılması amacıyla kullanılmaktadır.
Yüksek fırın baca gazından atık ısı geri kazanımı ve ısıtmanın özü, baca gazındaki duyulur ve gizli ısının bilimsel ve teknolojik yollarla yakalanmasıdır. Arıtma, ısı değişimi ve depolamadan sonra atık ısı enerjisi, "atığı hazineye dönüştürme" enerji döngüsünü gerçekleştirerek istikrarlı bir ısıtma kaynağına dönüştürülür. Geleneksel kömür-ateşli ve gaz-ateşli ısıtma modellerinin aksine, bu yaklaşım, ek fosil yakıt tüketimine gerek kalmadan, endüstriyel atık ısıyı temel olarak alır. Enerji israfını ve kirletici emisyonları azaltır, "çift karbon" hedefi kapsamında endüstriyel yeşil kalkınmanın temel ihtiyaçlarını mükemmel şekilde karşılar.
Yüksek fırın baca gazı ısı geri kazanımlı ısıtma sisteminin verimli çalışması, eksiksiz bir teknik sisteme dayanmaktadır. Temel süreci beş ana bağlantıya ayrılabilir: baca gazı toplama, arıtma işlemi, atık ısı değişimi, ısı depolama düzenlemesi ve ısıtmanın taşınması. Her bağlantı, atık ısı geri kazanımının verimliliğini, istikrarını ve güvenliğini sağlamak için birlikte çalışır. Baca gazı toplama işleminde sistem, yüksek fırın egzoz çıkışından boşaltılan yüksek- sıcaklıktaki baca gazını (genellikle 150-300 derece) baca gazı kaynaklı çekiş fanı yoluyla atık ısı toplayıcıya iletir. Kollektörde sıklıkla, ısı değişim alanını artıran ve yoğun kanatlı yapısıyla atık ısı yakalama verimliliğini artıran kanatlı borulu ısı eşanjörleri kullanılır. Aynı zamanda sıcaklık sensörleri, baca gazı sıcaklığını gerçek zamanlı olarak izleyecek ve sonraki düzenleme için veri desteği sağlayacak şekilde donatılmıştır.
Yüksek fırın baca gazında büyük miktarda toz (Fe ₂ O3, SiO ₂ vb. dahil), zararlı gazlar (SO ₂, NO ₓ gibi) ve nem bulunması nedeniyle doğrudan ısı değişim sistemine girmesi halinde boru hattının tıkanmasına, korozyona neden olur ve ekipmanın servis ömrünü kısaltır. Bu nedenle arıtma tedavisi çok önemlidir. Eksiksiz bir atık ısı arıtma modülleri seti genellikle seri bağlı seramik filtreleme üniteleri, aktif karbon adsorpsiyon üniteleri ve hidrofobik membran dehidrasyon ünitelerini içerir. Seramik filtreleme ünitesi, baca gazındaki tozu etkili bir şekilde temizleyebilir, aktif karbon adsorpsiyon ünitesi zararlı gazları adsorbe eder ve hidrofobik membran dehidrasyon ünitesi, baca gazından nemi ayırır. Üçlü arıtmadan sonra baca gazı, sonraki ekipmanın hasar görmesini etkili bir şekilde önleyebilir, sistemin servis ömrünü uzatabilir ve ısıtma güvenliğini sağlayabilir.
Atık ısı değişimi, tüm sistemin temel bağlantısıdır ve prensibi, ısı iletimi, ısı taşınımı ve ısı radyasyonundan oluşan üç ana ısı transferi yasasını takip ederek "atık ısının verimli bir şekilde yakalanması ve hassas ısı transferi" etrafında döner. Mevcut ana ısı alışverişi yöntemi, baca gazındaki ısıyı bir ısı eşanjörü aracılığıyla dolaşımdaki suya aktaran duvardan duvara ısı alışverişini benimser ve bu sayede "baca gazı soğutma ve su ısıtma" enerji dönüşümünü sağlar - yüksek- sıcaklıktaki baca gazı, ısı eşanjörünün kabuk tarafı boyunca akar ve dolaşan su, boru tarafındaki baca gazının ters yönünde akar ve her zaman büyük bir sıcaklık farkını (ortalama sıcaklık farkı) korur. 40-80 derece), ısı değişim verimliliğini maksimuma çıkarır. Örneğin, düşük boyutlu karbon bazlı kompozit malzemeden yüksek termal iletkenliğe sahip borular kullanan düşük-sıcaklıklı bir baca gazı ısı eşanjörü, yalnızca korozyon direncine ve azaltılmış dirence sahip olmakla kalmaz, aynı zamanda atık ısı potansiyelinden tam anlamıyla yararlanarak, 145 derece civarındaki düşük sıcaklıktaki baca gazı atık ısısını verimli bir şekilde geri kazanır.
Yüksek fırın baca gazı sıcaklığının eritme yükü ve hammadde bileşimi gibi faktörlerden etkilendiği göz önüne alındığında, dalgalanma genliği büyüktür ve bu da ısıtma ortamının sıcaklığının kolayca kararsız olmasına neden olabilir. Bu nedenle, ısı depolama düzenleme bağlantısı, ısıtma stabilitesini sağlamanın anahtarı haline gelir. Orta sıcaklıkta faz değişimli termal depolama cihazlarının uygulanması bu sorunu etkili bir şekilde çözer. Cihaz, çekirdek olarak alüminyum silikon alaşımı gibi faz değiştiren malzemeler kullanıyor, termal depolama tankının içini dolduruyor ve ısı transferini artırmak için metal kanatlar yerleştiriyor. Faz değiştiren malzemelerin yüksek-yoğunluklu termal depolama özelliklerinden yararlanarak, istikrarlı depolama ve-atık ısının talep üzerine salınmasını sağlar. Baca gazının artık ısısı yeterli olduğunda faz değiştiren malzeme ısıyı emer ve katılaşır; Atık ısı yetersiz olduğunda veya ısıtma talebinde artış olduğunda, faz değiştiren malzemeler, ısıtma ağında sabit sıcaklık sağlamak için ısıyı serbest bırakır. Ek olarak akıllı kontrol modülü, baca gazı sıcaklığı, sirkülasyon suyu akış hızı ve faz değişim malzemesi sıcaklığı gibi parametreleri bir PLC kontrol cihazı aracılığıyla gerçek zamanlı olarak izler, indüklenen çekiş fanının ve sirkülasyon pompasının çalışma durumunu dinamik olarak ayarlar, sistemin akıllı çalışmasını ve bakımını sağlar ve enerji kullanım verimliliğini daha da artırır.
Şu anda, endüstriyel yeşil kalkınma kavramının derinleşmesiyle birlikte, yüksek fırın baca gazı ısı geri kazanımlı ısıtma teknolojisi de sürekli olarak yenilik yapmakta ve geliştirilmektedir. Yeni malzemelerin uygulanması (grafenle güçlendirilmiş kompozit borular gibi) ısı transfer verimliliğini daha da artırır, dijital ikiz teknolojisinin entegrasyonu, ekipmanın çalışmasının gerçek zamanlı- izlenmesine ve arıza uyarısına olanak tanır ve ısı pompası teknolojisi ile termal depolama cihazlarının birleştirilmesi, orta ve düşük sıcaklıktaki atık ısıdan yararlanma potansiyelini daha da araştırır. Gelecekte, teknolojinin sürekli gelişmesiyle birlikte, yüksek fırın baca gazı ısı geri kazanımlı ısıtma sistemi daha verimli, akıllı ve istikrarlı olacaktır. Sadece çelik fabrikası alanlarına uygulanamaz, aynı zamanda çevredeki toplu ısıtmaya da genişletilebilir, fabrika alanı ile şehir arasında enerjinin koordineli kullanımı gerçekleştirilebilir ve endüstriyel atık ısının kaynak kullanımı için daha geniş alan açılabilir.
Endüstriyel atık ısı, gizli bir 'yeşil hazinedir' ve yüksek fırın baca gazı ısı geri kazanımının tesis ısıtması için kullanılması yalnızca enerjinin verimli bir şekilde kullanılması değil, aynı zamanda işletmelerin sosyal sorumluluklarını yerine getirmesi ve yeşil ve düşük{0}}karbonlu kalkınmayı teşvik etmesi için somut bir uygulamadır. "Çift karbon" hedefinin rehberliğinde giderek daha fazla çelik şirketi, atık ısı geri kazanımı ve kullanımı konusundaki çabalarını artıracak, enerji israfı sorununu teknolojik inovasyon yoluyla çözecek, yüksek fırın baca gazını "atık gaz"dan "sıcak akıma" dönüştürecek, endüstriyel yeşil dönüşüme yeni bir ivme kazandıracak ve ekonomik, çevresel ve sosyal faydalar sağlayan bir kazan{2}}kazan durumu elde edecek.
