Wärmerückgewinnungswärmetauscher werden zur Rückgewinnung von Hochofenrauchgasen eingesetzt, um den Anlagenbereich zu heizen.

Der Kern der Abwärmerückgewinnung und -erwärmung aus Hochofenrauchgas besteht darin, die sensible und latente Wärme im Rauchgas mit wissenschaftlichen und technologischen Mitteln zu erfassen. Nach der Reinigung, dem Wärmeaustausch und der Speicherung wird die Abwärmeenergie in eine stabile Wärmequelle umgewandelt und so der Energiekreislauf „Verwandlung von Abfall in Schätze“ erreicht. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kohle-{2}- und Gas---Heizmodellen konzentriert sich dieser Ansatz auf die industrielle Abwärme als Kern, ohne dass ein zusätzlicher Verbrauch fossiler Brennstoffe erforderlich ist. Es reduziert Energieverschwendung und Schadstoffemissionen und erfüllt perfekt die Kernbedürfnisse der industriellen grünen Entwicklung im Rahmen des „Dual Carbon“-Ziels.

Der effiziente Betrieb der Hochofen-Rauchgas-Wärmerückgewinnungs-Heizanlage beruht auf einem kompletten technischen System. Sein Kernprozess kann in fünf Hauptglieder unterteilt werden: Rauchgassammlung, Reinigungsbehandlung, Abwärmeaustausch, Wärmespeicherregelung und Wärmetransport. Jede Verbindung arbeitet zusammen, um die Effizienz, Stabilität und Sicherheit der Abwärmerückgewinnung zu gewährleisten. Beim Rauchgassammelprozess leitet das System das Rauchgas mit hoher Temperatur (normalerweise 150–300 Grad), das aus dem Abgasauslass des Hochofens austritt, über das Rauchgas-Saugzuggebläse in den Abwärmekollektor ein. Im Kollektor werden häufig Rippenrohrwärmetauscher eingesetzt, die durch ihre dichte Rippenstruktur die Wärmeaustauschfläche vergrößern und die Effizienz der Abwärmeerfassung verbessern. Gleichzeitig sind Temperatursensoren ausgestattet, die die Rauchgastemperatur in Echtzeit überwachen und Datenunterstützung für die spätere Regelung liefern.

Da im Hochofenrauchgas eine große Menge Staub (einschließlich Fe₂ O3, SiO₂ usw.), schädliche Gase (wie SO₂, NOₓ) und Feuchtigkeit vorhanden sind, kann es bei direktem Eintritt in das Wärmeaustauschsystem zu Rohrleitungsverstopfungen und Korrosion kommen und die Lebensdauer der Geräte verkürzen. Daher ist eine Reinigungsbehandlung von entscheidender Bedeutung. Ein kompletter Satz von Abwärmereinigungsmodulen umfasst normalerweise in Reihe geschaltete Keramikfiltrationseinheiten, Aktivkohle-Adsorptionseinheiten und hydrophobe Membran-Dehydratisierungseinheiten. Die Keramikfiltrationseinheit kann Staub effektiv aus dem Rauchgas entfernen, die Aktivkohle-Adsorptionseinheit adsorbiert schädliche Gase und die hydrophobe Membran-Dehydratisierungseinheit trennt Feuchtigkeit aus dem Rauchgas. Nach dreifacher Reinigung kann das Rauchgas Schäden an Folgegeräten wirksam vermeiden, die Lebensdauer der Anlage verlängern und die Sicherheit der Heizung gewährleisten.
Der Austausch von Abwärme ist das zentrale Bindeglied des gesamten Systems. Sein Prinzip basiert auf der „effizienten Erfassung der Abwärme und der präzisen Wärmeübertragung“ und folgt den drei Hauptgesetzen der Wärmeübertragung: Wärmeleitung, Wärmekonvektion und Wärmestrahlung. Bei der derzeitigen Mainstream-Wärmetauschmethode wird ein Wand-zu-Wand-Wärmetauschverfahren eingesetzt, bei dem die Wärme im Rauchgas über einen Wärmetauscher auf das zirkulierende Wasser übertragen wird. Dadurch wird eine Energieumwandlung von „Rauchgaskühlung und Wassererwärmung“ erreicht. - Das Rauchgas mit hoher-Temperatur strömt durch die Mantelseite des Wärmetauschers, und das zirkulierende Wasser strömt in der entgegengesetzten Richtung zum Rauchgas auf der Rohrseite, wobei immer ein großer Temperaturunterschied (durchschnittlicher Temperaturunterschied von) aufrechterhalten wird 40-80 Grad), wodurch die Effizienz des Wärmeaustauschs maximiert wird. Beispielsweise weist ein Niedertemperatur-Rauchgaswärmetauscher mit niedrigdimensionalen Rohren aus kohlenstoffbasiertem Verbundmaterial und hoher Wärmeleitfähigkeit nicht nur Korrosionsbeständigkeit und verringerten Widerstand auf, sondern gewinnt auch die Abwärme von Niedertemperatur-Rauchgasen um etwa 145 Grad effizient zurück und schöpft so das Potenzial der Abwärme voll aus.

Wenn man bedenkt, dass die Temperatur des Hochofenrauchgases durch Faktoren wie Schmelzlast und Rohstoffzusammensetzung beeinflusst wird, ist die Schwankungsamplitude groß, was leicht zu einer instabilen Temperatur des Heizmediums führen kann. Daher wird die Verbindung zur Wärmespeicherregulierung zum Schlüssel zur Gewährleistung der Heizstabilität. Der Einsatz von Phasenwechsel-Wärmespeichern mit mittlerer Temperatur löst dieses Problem effektiv. Das Gerät verwendet Phasenwechselmaterialien wie eine Aluminium-Silizium-Legierung als Kern, füllt das Innere des Wärmespeichertanks und bettet Metallrippen ein, um die Wärmeübertragung zu verbessern. Durch die Nutzung der hochdichten Wärmespeichereigenschaften von Phasenwechselmaterialien wird eine stabile Speicherung und bedarfsgerechte Freisetzung von Abwärme erreicht. Bei ausreichender Restwärme des Rauchgases nimmt das Phasenwechselmaterial Wärme auf und verfestigt sich; Bei unzureichender Abwärme oder steigendem Wärmebedarf geben Phasenwechselmaterialien Wärme ab, um eine stabile Temperatur im Wärmenetz zu gewährleisten. Darüber hinaus überwacht das intelligente Steuermodul Parameter wie Rauchgastemperatur, Umlaufwasserdurchfluss und Temperatur des Phasenwechselmaterials in Echtzeit über eine SPS-Steuerung, passt den Arbeitsstatus des Saugzuggebläses und der Umwälzpumpe dynamisch an, sorgt für einen intelligenten Betrieb und eine intelligente Wartung des Systems und verbessert die Energienutzungseffizienz weiter.

Mit der Vertiefung des Konzepts der industriellen grünen Entwicklung wird derzeit auch die Technologie der Hochofen-Rauchgas-Wärmerückgewinnungsheizung ständig innoviert und verbessert. Der Einsatz neuer Materialien (z. B. graphenverstärkte Verbundrohre) verbessert die Effizienz der Wärmeübertragung weiter, die Integration der digitalen Zwillingstechnologie ermöglicht Echtzeitüberwachung und Fehlerwarnung des Gerätebetriebs und die Kopplung von Wärmepumpentechnologie und Wärmespeichern erforscht das Potenzial für die Nutzung von Abwärme mittlerer und niedriger Temperatur weiter. Durch die kontinuierliche Verbesserung der Technologie wird das Hochofen-Rauchgas-Wärmerückgewinnungs-Heizsystem in Zukunft effizienter, intelligenter und stabiler sein. Es kann nicht nur auf Stahlwerksgelände angewendet werden, sondern auch auf die umliegende Gemeinschaftswärme ausgeweitet werden, wodurch die koordinierte Energienutzung zwischen dem Werksgelände und der Stadt realisiert und ein größerer Raum für die Ressourcennutzung industrieller Abwärme eröffnet wird.
Industrielle Abwärme ist ein versteckter „grüner Schatz“, und der Einsatz der Wärmerückgewinnung aus Hochofenrauchgas zur Anlagenheizung ist nicht nur eine effiziente Energienutzung, sondern auch eine konkrete Praxis für Unternehmen, ihrer sozialen Verantwortung nachzukommen und eine umweltfreundliche und kohlenstoffarme Entwicklung zu fördern. Unter der Führung des „Dual Carbon“-Ziels werden immer mehr Stahlunternehmen ihre Anstrengungen zur Rückgewinnung und Nutzung von Abwärme verstärken, das Problem der Energieverschwendung durch technologische Innovation lösen, Hochofenrauchgas von „Abfallgas“ in „Warmstrom“ umwandeln, der industriellen grünen Transformation neuen Schwung verleihen und eine Win-{2}Win-Situation mit wirtschaftlichen, ökologischen und sozialen Vorteilen erreichen.