روش‌های نوین کاهش اتلاف حرارتی و بازیابی انرژی در کوره‌های صنعتی - NSKO Group – نوین صنعت کیمیاگران اوج

صنایع فولاد، سیمان، شیشه، پتروشیمی و پالایشگاهی ایران بخش بسیار بزرگی از انرژی کشور را مصرف می‌کنند و بخش عمده این انرژی در کوره‌های صنعتی به هدر می‌رود. مهم‌ترین منبع اتلاف حرارت، گازهای داغ خروجی از دودکش است که در کوره‌های قدیمی گاهی تا ۶۰–۷۰ درصد انرژی ورودی را با خود می‌برند. دمای این گازها معمولاً بین ۸۰۰ تا ۱۴۰۰ درجه سانتی‌گراد است و هر ۱۰۰ درجه کاهش در دمای دودکش می‌تواند چندین درصد صرفه‌جویی مستقیم در مصرف سوخت ایجاد کند.

اولین و مؤثرترین راه‌حل، نصب سیستم‌های بازیابی حرارت است. دو نوع اصلی وجود دارد: رکوپراتور (recuperator) و ریکوپراتور (regenerator). در رکوپراتورها که به صورت مبدل حرارتی پیوسته کار می‌کنند، هوای احتراق از یک سمت و گاز داغ خروجی از سمت دیگر عبور می‌کند و دمای هوا تا ۵۰۰–۷۵۰ درجه سانتی‌گراد بالا می‌رود. در کوره‌هایی با دمای گاز خروجی بالای ۱۰۰۰ درجه، از رکوپراتورهای سرامیکی استفاده می‌شود که قادرند دمای هوا را تا بیش از ۸۰۰ درجه برسانند. در ریکوپراتورها که به صورت دوره‌ای کار می‌کنند (مانند کوره‌های ذوب شیشه)، دو محفظه سرامیکی به نوبت گرم و سرد می‌شوند و دمای پیش‌گرم هوا به بیش از ۱۲۰۰ درجه هم می‌رسد.

روش دوم، تنظیم دقیق نسبت هوا به سوخت است. در بسیاری از کارخانه‌های ایران، هوای اضافی به ۴۰–۶۰ درصد می‌رسد که باعث افزایش حجم گاز خروجی و کاهش شدید راندمان می‌شود. با نصب آنالایزرهای آنلاین اکسیژن و مونوکسید کربن در دودکش و استفاده از سیستم‌های کنترل خودکار، می‌توان هوای اضافی را به ۱۰–۱۵ درصد کاهش داد و راندمان را به‌طور چشمگیری بالا برد.

سومین اقدام مهم، عایق‌کاری پیشرفته و درزگیری است. استفاده از الیاف سرامیکی کم‌جرم به جای آجرهای سنگین نسوز، هم اتلاف حرارت از دیواره را کاهش می‌دهد و هم زمان گرم شدن کوره را کوتاه می‌کند. همچنین درزگیری کامل درب‌ها و نقاط نشتی با مواد نسوز مخصوص، از ورود هوای سرد و خروج حرارت جلوگیری می‌کند.

ترکیب این سه روش (بازیابی حرارت + کنترل هوا + عایق‌کاری) در بسیاری از پروژه‌های جهانی نشان داده است که می‌توان مصرف سوخت را در کوره‌های مداوم تا حد بسیار قابل توجهی کاهش داد و دوره بازگشت سرمایه را به کمتر از دو سال رساند. در ایران با توجه به یارانه انرژی، این دوره ممکن است کمی طولانی‌تر باشد، اما با افزایش تدریجی قیمت حامل‌های انرژی، این سرمایه‌گذاری به‌زودی کاملاً توجیه‌پذیر خواهد شد.