Izmjenjivači topline za povrat topline koriste se za povrat dimnih plinova iz visoke peći kako bi se osiguralo grijanje prostora postrojenja.

Srž oporabe otpadne topline i grijanja iz dimnog plina visoke peći je uhvatiti osjetljivu i latentnu toplinu u dimnom plinu znanstvenim i tehnološkim sredstvima. Nakon pročišćavanja, izmjene topline i skladištenja, otpadna toplinska energija se pretvara u stabilan izvor grijanja, čime se postiže energetski ciklus „pretvaranja otpada u blago“. Za razliku od tradicionalnih modela grijanja na ugljen-i plin-, ovaj se pristup usredotočuje na industrijsku otpadnu toplinu kao svoju srž, bez potrebe za dodatnom potrošnjom fosilnih goriva. Smanjuje rasipanje energije i emisije zagađivača, savršeno zadovoljavajući temeljne potrebe zelenog industrijskog razvoja prema cilju "dvostrukog ugljika".

Učinkovit rad sustava grijanja s povratom topline dimnih plinova visoke peći oslanja se na kompletan tehnički sustav. Njegov temeljni proces može se podijeliti u pet glavnih karika: skupljanje dimnih plinova, pročišćavanje, izmjena otpadne topline, regulacija skladištenja topline i transport topline. Svaka veza radi zajedno kako bi osigurala učinkovitost, stabilnost i sigurnost povrata otpadne topline. U procesu prikupljanja dimnih plinova, sustav uvodi dimni plin visoke-temperature (obično 150-300 stupnjeva ) koji se ispušta iz ispušnog otvora visoke peći u kolektor otpadne topline kroz ventilator propuha izazvan dimnim plinom. Kolektor često koristi izmjenjivače topline s rebrastim cijevima, koji svojom gustom rebrastom strukturom povećavaju površinu izmjene topline i poboljšavaju učinkovitost hvatanja otpadne topline. Istodobno, temperaturni senzori opremljeni su za praćenje temperature dimnih plinova u stvarnom vremenu, pružajući podatkovnu podršku za naknadnu regulaciju.

Zbog prisutnosti velike količine prašine (uključujući Fe ₂ O3, SiO ₂ itd.), štetnih plinova (kao što su SO ₂, NO ₓ) i vlage u dimnom plinu visoke peći, ako izravno uđe u sustav za izmjenu topline, to će uzrokovati začepljenje cjevovoda, koroziju i smanjiti životni vijek opreme. Stoga je tretman pročišćavanja ključan. Kompletan set modula za pročišćavanje otpadne topline obično uključuje keramičke jedinice za filtriranje, jedinice za adsorpciju s aktivnim ugljenom i jedinice za dehidraciju s hidrofobnom membranom spojene u seriju. Keramička jedinica za filtriranje može učinkovito ukloniti prašinu iz dimnih plinova, jedinica za adsorpciju aktivnog ugljena adsorbira štetne plinove, a jedinica za dehidraciju s hidrofobnom membranom odvaja vlagu iz dimnih plinova. Nakon trostrukog pročišćavanja, dimni plin može učinkovito izbjeći oštećenje naknadne opreme, produljiti životni vijek sustava i osigurati sigurnost grijanja.
Izmjena otpadne topline je središnja karika cijelog sustava, a njen princip se vrti oko "učinkovitog hvatanja otpadne topline i preciznog prijenosa topline", slijedeći tri glavna zakona prijenosa topline: provođenje topline, konvekciju topline i zračenje topline. Trenutačna glavna metoda izmjene topline usvaja izmjenu topline od zida do zida, koja prenosi toplinu u dimnom plinu u cirkulirajuću vodu kroz izmjenjivač topline, postižući pretvorbu energije "hlađenja dimnog plina i grijanja vode" - visoko-dimni plin teče kroz stranu školjke izmjenjivača topline, a cirkulirajuća voda teče u suprotnom smjeru od dimnog plina na strani cijevi, uvijek održavajući visoku temperaturu razlika (prosječna temperaturna razlika od 40-80 stupnjeva), maksimizirajući učinkovitost izmjene topline. Na primjer, niskotemperaturni izmjenjivač topline dimnih plinova koji koristi niske dimenzionalne cijevi od kompozitnog materijala na bazi ugljika visoke toplinske vodljivosti ne samo da ima otpornost na koroziju i smanjenu otpornost, već također učinkovito vraća otpadnu toplinu dimnih plinova niske temperature oko 145 stupnjeva, u potpunosti iskorištavajući potencijal otpadne topline.

S obzirom da na temperaturu dimnog plina visoke peći utječu čimbenici kao što su opterećenje taljenja i sastav sirovine, amplituda fluktuacije je velika, što lako može dovesti do nestabilne temperature medija za grijanje. Stoga veza regulacije skladištenja topline postaje ključna za osiguranje stabilnosti grijanja. Primjena uređaja za skladištenje topline s promjenom faze srednje temperature učinkovito rješava ovaj problem. Uređaj koristi materijale s faznom promjenom kao što je aluminijska silicijska legura kao jezgru, ispunjava unutrašnjost spremnika za pohranu topline i ugrađuje metalna rebra za poboljšanje prijenosa topline. Korištenjem značajki toplinskog skladištenja visoke-gustoće materijala s promjenom faze, postiže se stabilno skladištenje i-otpuštanje otpadne topline na zahtjev. Kada je zaostala toplina dimnog plina dovoljna, fazni materijal apsorbira toplinu i skrućuje se; Kada nema dovoljno otpadne topline ili se poveća potreba za grijanjem, materijali s promjenom faze oslobađaju toplinu kako bi osigurali stabilnu temperaturu u grijačkoj mreži. Osim toga, inteligentni upravljački modul prati parametre kao što su temperatura dimnih plinova, protok cirkulirajuće vode i temperatura materijala za promjenu faze u stvarnom vremenu putem PLC kontrolera, dinamički prilagođava radni status induciranog ventilatora i cirkulacijske pumpe, postiže inteligentan rad i održavanje sustava i dodatno poboljšava učinkovitost iskorištavanja energije.

Trenutno, s produbljivanjem koncepta industrijskog zelenog razvoja, tehnologija grijanja s povratom topline dimnih plinova iz visokih peći također se neprestano inovira i nadograđuje. Primjena novih materijala (kao što su kompozitne cijevi ojačane grafenom) dodatno poboljšava učinkovitost prijenosa topline, integracija tehnologije digitalnih blizanaca omogućuje-praćenje u stvarnom-vremenu i upozorenje o greškama u radu opreme, a spajanje tehnologije dizalice topline i uređaja za pohranu topline dodatno istražuje potencijal za iskorištavanje otpadne topline srednje i niske temperature. U budućnosti, uz kontinuirano poboljšanje tehnologije, sustav grijanja s povratom topline iz dimnih plinova visoke peći bit će učinkovitiji, inteligentniji i stabilniji. Ne samo da se može primijeniti na područja čeličane, već i proširiti na okolno grijanje zajednice, ostvarujući koordinirano korištenje energije između područja tvornice i grada i otvarajući širi prostor za iskorištavanje resursa industrijske otpadne topline.
Industrijska otpadna toplina skriveno je 'zeleno blago', a korištenje povrata topline dimnog plina visoke peći za grijanje postrojenja nije samo učinkovito iskorištavanje energije, već i konkretna praksa za poduzeća da ispune društvene odgovornosti i promiču zeleni i nisko-ugljični razvoj. Pod vodstvom cilja "dvostrukog ugljika", sve više čeličana povećat će svoje napore u povratu i korištenju otpadne topline, riješiti problem rasipanja energije putem tehnoloških inovacija, transformirati dimni plin iz visoke peći iz "otpadnog plina" u "topli tok", unijeti novi zamah u industrijsku zelenu transformaciju i postići dobitnu-situaciju ekonomskih, ekoloških i društvenih koristi.