为什么在锂辉石煅烧中电加热要胜过燃气加热

电力是世界上增长最快的能源形式。 对于钢和其他高强度金属的生产商来说,从炉内燃气加热向电加热转变可以降低工业过程的能耗并提高可靠性。

CaptionSachin Pimpalnerkar, Global Product Manager, Kanthal在新的电加热锂辉石煅烧窑中,冷产品从一端进入炉室,热产品从另一端出来。 相比之下,一定量的燃料和空气进出燃气窑,最终产品量却少很多,还会带走大部分能量。

为了看到涉及的所有量,Kanthal 全球产品经理 Sachin Pimpalnerkar 拿出笔计算了能量损耗。

“这道数学题我必须自己做。”他开玩笑说,并展示了一个信封的背面,上面写满了计算。 “我们来看一下大致的结果, 在 24 小时内,一个 1 MW 的窑炉会消耗 2,568 Nm3 燃气和 27,760 Nm3 空气。”他说。

热效率差距巨大

为了了解详情,想象一个宽 16 米,高 25 米,容量为 2,000 立方米的典型热气球。 为了让热气球平稳上升,在一小时内使用大约 130 升丙烷将空气加热到大约 100 摄氏度。

在过滤脱硫前,回转窑的烟气温度在 400 摄氏度左右。

如果允许更高温度,您也许可以每天放飞 30 个气球,也就是每年 11,000 个气球,燃气功耗为 1 MW。

虽然几十年的商业装置完善提高了效率,但是燃气窑的热效率也许只有 25%,在采用先进的热回收技术后,可以提高到 60% 左右

“必须正视的一点是,这样大量的热气体意味着虽然几十年的商业装置完善提高了效率,但是燃气窑的热效率也许只有 25%,在采用先进的热回收技术后,可以提高到 60% 左右。”Pimpalnerkar 说。

一个典型工厂的能耗可能约 4MW,也就是我们上述思维实验的四倍。 这就是说,它每天消耗 15.26 MWh 能量,并伴随烟气排放,Pimpalnerkar 称。

虽然这些数据只是近似值,但是它们确实开始让我们了解现有技术的热效率等级。 相比之下,电加热窑的热效率接近 95%。

节能并不是工厂运营商获得的唯一好处。 他们还能得到更好的工作环境,更低的噪音,且没有有害氮氧化物排放。 这些氮氧化物排放会导致工作场所不健康,并引起监管机构的质疑。 由于许多城市和地区未能实现氮氧化物减排目标,许可制度变得越来越严格。 除此之外,新技术还具备简单性,并能控制温度。 我们习惯于将电加热视为接入就能使用的技术。而当必须通过管道输送、分配和点燃如此大量的燃气和空气时,这个工艺就会不太精确,而且要复杂得多。

转为电加热的动机

一段时间以来,消费者和原始设备制造商一直需要高能效且无化石燃料的供应链来支持环保电动汽车和其他电池供电应用场景。

Pimpalnerkar 表示,前向整合,即精炼商设法从上游业务中或附近获取更多的可用最终产品利润,会进一步激励运营商转向电加热技术。

他说,首先,当斯堪的纳维亚、英国、美国、加拿大或澳大利亚的新矿山运营商决定对煅烧阶段进行前向整合时,他们可以避免将数千吨精矿运往中国进行最终加工。

当生产过程中的这些能源密集型部分以这种方式在岸执行时,这意味着由此产生的工业能源使用也在这些司法管辖区内发生,而这些地区设立了避免碳排放的激励措施。

“整合后的运营可以利用排放交易系统抵消能源成本。”Pimpalnerkar 说,

由于欧洲等地区对从其排放交易体系之外进口的产品设立了所谓的碳边界调整机制,在未来,前向整合还可以保护供应链免受此类碳关税的影响。

用电加热代替燃气加热的好处

  • 环保。 无论使用何种能源,电加热都不会对工作环境造成 CO2、NOx、CO、SOx 或噪音污染。 同时,当以可再生能源作为动力时,整个过程对环境也是零排放的。
  • 热效率高。 与燃气加热相比,电加热具有显著的效率优势。
  • 成本效益高。 热效率大幅提高后,使用的能量会减少,这直接转化为更高的成本效益。
  • 生产效率高。 由于电加热是一种更可控的加热过程,因此温度和加热区可以进行微调,从而提高质量。
  • 安装和维护要求低。 电加热系统更容易安装。 您所需要的只是电力,所有设施都有电力,即使是那些可能并不总是能够获得燃气的设施。

Kanthal 是实现窑炉电气化的合作伙伴

  • 可靠 – 在将燃气加热炉转换为电加热炉方面,Kanthal 拥有 90 年的历史
  • Kanthal 提供大量技术支持
  • 遍布全球 – 可在您选择的地区寻找到合适的合作伙伴
  • 在电极活性材料方面拥有丰富的专业知识

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