Bộ trao đổi nhiệt thu hồi nhiệt được sử dụng để thu hồi khí thải lò cao nhằm cung cấp nhiệt cho khu vực nhà máy.

Cốt lõi của việc thu hồi nhiệt thải và gia nhiệt từ khí thải lò cao là thu giữ nhiệt lượng hiện có và tiềm ẩn trong khí thải thông qua các phương tiện khoa học và công nghệ. Sau khi tinh chế, trao đổi nhiệt và lưu trữ, năng lượng nhiệt thải được chuyển thành nguồn nhiệt ổn định, đạt được chu trình năng lượng "biến chất thải thành kho báu". Không giống như các mô hình sưởi ấm-đốt than và đốt khí-truyền thống, phương pháp này tập trung vào nhiệt thải công nghiệp làm cốt lõi mà không cần tiêu thụ thêm nhiên liệu hóa thạch. Nó làm giảm lãng phí năng lượng và phát thải ô nhiễm, đáp ứng hoàn hảo nhu cầu cốt lõi của phát triển xanh công nghiệp theo mục tiêu “carbon kép”.

Hoạt động hiệu quả của hệ thống gia nhiệt thu hồi nhiệt khí lò cao phụ thuộc vào hệ thống kỹ thuật hoàn chỉnh. Quy trình cốt lõi của nó có thể được chia thành năm liên kết chính: thu gom khí thải, xử lý thanh lọc, trao đổi nhiệt thải, điều tiết lưu trữ nhiệt và vận chuyển nhiệt. Mỗi liên kết hoạt động cùng nhau để đảm bảo hiệu quả, tính ổn định và an toàn của việc thu hồi nhiệt thải. Trong quy trình thu gom khí thải, hệ thống đưa khí thải có nhiệt độ-cao (thường là 150-300 độ ) thải ra từ cửa xả lò cao vào bộ thu nhiệt thải thông qua quạt hút khí thải. Bộ thu nhiệt thường sử dụng các bộ trao đổi nhiệt ống có vây, giúp tăng diện tích trao đổi nhiệt và cải thiện hiệu quả thu nhiệt thải nhờ cấu trúc vây dày đặc của chúng. Đồng thời, cảm biến nhiệt độ được trang bị để theo dõi nhiệt độ khí thải theo thời gian thực, cung cấp dữ liệu hỗ trợ cho việc điều chỉnh tiếp theo.

Do có một lượng lớn bụi (bao gồm Fe ₂ O3, SiO ₂, v.v.), các khí độc hại (như SO ₂, NO ₓ) và hơi ẩm trong khí thải lò cao, nếu trực tiếp xâm nhập vào hệ thống trao đổi nhiệt sẽ gây tắc nghẽn đường ống, ăn mòn và giảm tuổi thọ sử dụng của thiết bị. Vì vậy, việc xử lý thanh lọc là rất quan trọng. Một bộ mô-đun lọc nhiệt thải hoàn chỉnh thường bao gồm các bộ lọc gốm, bộ hấp phụ than hoạt tính và bộ khử nước màng kỵ nước được nối nối tiếp. Bộ lọc gốm có thể loại bỏ bụi khỏi khí thải một cách hiệu quả, bộ phận hấp phụ than hoạt tính hấp thụ các khí độc hại và bộ phận khử nước màng kỵ nước tách độ ẩm khỏi khí thải. Sau khi thanh lọc ba lần, khí thải có thể tránh được hư hỏng cho các thiết bị tiếp theo một cách hiệu quả, kéo dài tuổi thọ của hệ thống và đảm bảo an toàn cho hệ thống sưởi.
Trao đổi nhiệt thải là liên kết cốt lõi của toàn bộ hệ thống và nguyên tắc của nó xoay quanh việc "thu hồi nhiệt thải hiệu quả và truyền nhiệt chính xác", tuân theo ba định luật truyền nhiệt chính là dẫn nhiệt, đối lưu nhiệt và bức xạ nhiệt. Phương pháp trao đổi nhiệt chủ đạo hiện nay áp dụng trao đổi nhiệt từ tường này sang tường khác, truyền nhiệt trong khí thải sang nước tuần hoàn thông qua bộ trao đổi nhiệt, đạt được sự chuyển đổi năng lượng "làm mát khí thải và làm nóng nước" - khí thải nhiệt độ cao-chảy qua phía vỏ của bộ trao đổi nhiệt và nước tuần hoàn chảy theo hướng ngược lại với khí thải ở phía ống, luôn duy trì chênh lệch nhiệt độ lớn (chênh lệch nhiệt độ trung bình là 40-80 độ), tối đa hóa hiệu quả trao đổi nhiệt. Ví dụ: bộ trao đổi nhiệt khí thải ở nhiệt độ thấp-sử dụng ống dẫn nhiệt cao bằng vật liệu composite dựa trên carbon chiều thấp không chỉ có khả năng chống ăn mòn và giảm điện trở mà còn thu hồi hiệu quả nhiệt thải khí thải ở nhiệt độ thấp khoảng 145 độ, khai thác tối đa tiềm năng của nhiệt thải.

Xét rằng nhiệt độ của khí thải lò cao bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như tải luyện và thành phần nguyên liệu thô, biên độ dao động lớn, dễ dẫn đến nhiệt độ của môi trường gia nhiệt không ổn định. Do đó, liên kết điều tiết lưu trữ nhiệt trở thành chìa khóa để đảm bảo sự ổn định của hệ thống sưởi. Việc ứng dụng các thiết bị lưu trữ nhiệt thay đổi pha ở nhiệt độ trung bình giải quyết hiệu quả vấn đề này. Thiết bị sử dụng các vật liệu thay đổi pha như hợp kim nhôm silicon làm lõi, lấp đầy bên trong bể chứa nhiệt và nhúng các cánh kim loại để tăng cường truyền nhiệt. Bằng cách sử dụng các đặc tính lưu trữ nhiệt mật độ cao-của vật liệu thay đổi pha, nó đạt được khả năng lưu trữ ổn định và giải phóng nhiệt thải theo-theo yêu cầu. Khi nhiệt dư của khí thải đủ, vật liệu chuyển pha sẽ hấp thụ nhiệt và đông đặc lại; Khi không có đủ nhiệt thải hoặc nhu cầu sưởi ấm tăng lên, vật liệu chuyển pha sẽ giải phóng nhiệt để đảm bảo nhiệt độ ổn định trong mạng lưới sưởi ấm. Ngoài ra, mô-đun điều khiển thông minh giám sát các thông số như nhiệt độ khí thải, tốc độ dòng nước tuần hoàn và nhiệt độ vật liệu thay đổi pha trong thời gian thực thông qua bộ điều khiển PLC, điều chỉnh linh hoạt trạng thái làm việc của quạt hút cảm ứng và bơm tuần hoàn, đạt được khả năng vận hành và bảo trì hệ thống thông minh, đồng thời cải thiện hơn nữa hiệu quả sử dụng năng lượng.

Hiện nay, với việc khái niệm phát triển xanh công nghiệp ngày càng sâu sắc, công nghệ thu hồi nhiệt khí thải lò cao cũng không ngừng đổi mới và nâng cấp. Việc áp dụng các vật liệu mới (chẳng hạn như ống composite được gia cố bằng graphene) giúp cải thiện hơn nữa hiệu suất truyền nhiệt, việc tích hợp công nghệ song sinh kỹ thuật số cho phép giám sát-thời gian thực và cảnh báo lỗi khi vận hành thiết bị, đồng thời sự kết hợp giữa công nghệ bơm nhiệt và các thiết bị lưu trữ nhiệt giúp khám phá thêm tiềm năng sử dụng nhiệt thải ở nhiệt độ trung bình và thấp. Trong tương lai, với sự cải tiến không ngừng của công nghệ, hệ thống sưởi thu hồi nhiệt khí lò cao sẽ hiệu quả, thông minh và ổn định hơn. Nó không chỉ có thể được áp dụng cho các khu vực nhà máy thép mà còn mở rộng sang hệ thống sưởi cộng đồng xung quanh, hiện thực hóa việc sử dụng năng lượng phối hợp giữa khu vực nhà máy và thành phố, đồng thời mở ra không gian rộng hơn cho việc sử dụng tài nguyên nhiệt thải công nghiệp.
Nhiệt thải công nghiệp là một 'kho báu xanh' ẩn giấu và việc sử dụng thu hồi nhiệt khí lò cao để sưởi ấm nhà máy không chỉ là cách sử dụng năng lượng hiệu quả mà còn là một biện pháp thực tiễn cụ thể để các doanh nghiệp thực hiện trách nhiệm xã hội và thúc đẩy phát triển xanh{0}}các-bon thấp. Dưới sự hướng dẫn của mục tiêu "carbon kép", ngày càng nhiều công ty thép sẽ tăng cường nỗ lực thu hồi và sử dụng nhiệt thải, giải quyết vấn đề lãng phí năng lượng thông qua đổi mới công nghệ, chuyển khí thải lò cao từ "khí thải" thành "dòng điện ấm", tạo động lực mới cho quá trình chuyển đổi xanh công nghiệp và đạt được tình thế đôi bên cùng có lợi về lợi ích kinh tế, môi trường và xã hội.