【我國鋁業(yè)網(wǎng)】1概述

雖然我國鋁型材產(chǎn)值現(xiàn)已接連五年居世界首位，但鋁型材職業(yè)出產(chǎn)技能與美國、日本、德國、意大利等國家相比還存在較大的差距，節(jié)能減排使命嚴重。首要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）鋁型材職業(yè)的能耗與污染物排放情況

均勻每出產(chǎn)1噸鋁型材耗費工業(yè)用水約16——18噸；外表處理發(fā)作的廢水中含有多種金屬雜質(zhì)離子；高能耗；發(fā)作很多廢渣，僅一條年產(chǎn)鋁型材2400噸的氧化上色出產(chǎn)線，每年發(fā)作污泥約15萬噸，廢渣2000噸，數(shù)量極大。廢水污泥成份比較復雜，現(xiàn)在大多數(shù)工廠選用填埋的方法處理這些污泥。這不僅占用有限的土地資源，并且浪費資源，污染環(huán)境。

（2）鋁型材職業(yè)高能耗與高污染的原因

①熔煉和收回：現(xiàn)在鋁熔煉爐中電爐占5％，油爐占91％，燃氣爐占4％，構成重熔出產(chǎn)1噸揉捏圓錠的油耗比工業(yè)發(fā)達國家的高55.17％，而實踐鑄錠（軋制扁錠與揉捏圓錠）的均勻熔煉能耗比工業(yè)發(fā)達國家的高得多。別的，鋁熔煉爐能耗的全體狀況仍是處于中低水平。

②鑄造、軋制和揉捏：缺少高檔次產(chǎn)品；小機臺多，揉捏裝備較落后，效率低；裝備的主動化程度低，無法完結等溫快速揉捏，出產(chǎn)精細型材；模具質(zhì)量欠佳。

③外表處理：外表處理是鋁加工進程中的高耗電、高耗水、高污染的環(huán)節(jié)。

節(jié)能減排成為當今鋁加工企業(yè)迫切需要處理的問題，本文從熔鋁爐、保溫爐、揉捏機棒爐、氧化處理污泥深加工利用等方面出發(fā)，提出一些新方法和策略，從而使鋁加工企業(yè)到達節(jié)能減排和清潔出產(chǎn)的意圖。

2熔鋁爐的節(jié)能減排與清潔出產(chǎn)技能

2.1熔鋁爐作業(yè)進程

熔鋁爐的熔煉進程大致可分為4個階段，即爐料裝入到軟化下榻、軟化下榻至爐料化平、爐料化平到悉數(shù)熔化（該階段發(fā)作氧化浮渣）、鋁液升溫。對鋁料的加熱是經(jīng)過燒嘴火焰的對流傳熱、火焰和爐墻的輻射傳熱以及鋁料間的傳導傳熱來完結的。

在整個進程中，三者之間的比率是不斷改變的。固態(tài)時鋁的黑度小，導熱能力強。跟著熔煉進程的進行，爐料進入半液半固的臨界狀況，其導熱能力下降，熱力學性質(zhì)發(fā)作了根本性的改變。液態(tài)鋁的導熱能力僅為固態(tài)鋁的40％，熔池上部向底部的傳導傳熱進程十分緩慢。金屬鏡面上漂浮的疏松浮渣構成熱傳遞的絕熱阻擋層。此刻熔池外表氧化膜化開，失去了維護作用，氧化、吸氣傾向增強。關于火焰熔鋁爐來講，在鋁的熔化期，爐膛溫度一般操控在1200℃，此刻的出爐煙氣溫度即為爐膛溫度，煙氣帶走的熱量約占爐子熱負荷的50——70％，考慮到10％的其它熱丟失，有效熱利用只要30——40％，假如不充沛利用這部分余熱，勢必會構成很大浪費，使爐子熱效率很低。

綜上所述，挑選有效的強化加熱方法和收回煙氣余熱來預熱助燃空氣是進步爐子熱效率，確保熔煉進程中較少的直接燃料耗費的有效途徑。

2.2選用高溫空氣焚燒技能

高溫空氣焚燒改變了傳統(tǒng)焚燒方法，選用煙氣再循環(huán)方法或燃料爐內(nèi)直接噴射焚燒的方法，首要表現(xiàn)為經(jīng)過陶瓷蜂窩體的助燃空氣被預熱至1000℃以上，以適當?shù)乃俣葒娙霠t膛，在高速氣流卷吸、拌和作用下與爐內(nèi)焚燒產(chǎn)物混和，空氣中21％的氧被稀釋，在低氧濃度（較低5％——6.5％）流體中焚燒，在高溫空氣條件下焚燒可完結低空氣系數(shù)焚燒，削減鋁的氧化燒損。

蓄熱式焚燒體系首要包含一對裝有蓄熱體的焚燒器、一套換向裝置、一套操控體系以及管路體系。

當爐氣溫度為1000——1200℃時，助燃空氣溫度可預熱至800——1000℃，與使用間壁式空氣換熱器的燃油熔鋁爐相比可節(jié)約燃料50％左右。

焚燒器出口混合氣體實踐噴出速度在60m/s左右，火焰長度約2.5——3m，火焰直徑約0.5——0.7m。爐內(nèi)成對的焚燒器換向操作，高溫區(qū)頻頻交換，確保爐內(nèi)溫度均勻，不構成低溫區(qū)。

2.3高速焚燒器技能

關于在用的舊爐子來說，花上30萬元新增一對蓄熱式焚燒器，關于企業(yè)來說較難承受。

選用高速燒嘴的噴頭，燃氣以100m/s以上的高速噴向爐膛，助燃空氣以90m/s的速度參與助燃，對鋁堆發(fā)作強有力的沖擊作用，加速熔化，為了避免脫火，在燃氣的噴口安頓了一只長明點火槍。

咱們在消化吸收美國地利高速焚燒器產(chǎn)品的基礎上，開發(fā)出了功能優(yōu)異的高速焚燒器，煙氣流速可到達180m/s，負荷調(diào)理比到達1：20，過?？諝庀禂?shù)可在0.65——10.8之間調(diào)理。

高速氣體焚燒器的技能特點如下：

a）精確組織焚燒，焚燒效率99.9％；

b）寬運轉(zhuǎn)工況：熱負荷調(diào)理比1∶20，空氣系數(shù)0.5——10；

c）選用分級焚燒，有害氣體（NOx）排放契合國家環(huán)保規(guī)范；

d）具有煙氣引射回流功能，能夠?qū)U煙氣從爐后引回從頭投入爐內(nèi)；

e）全金屬結構，接連使用壽命3年。

2.4熔鋁爐主動操控技能

操控體系是改進焚燒、下降能耗、確保工藝要求、進步產(chǎn)品產(chǎn)值和產(chǎn)值的重要確保，較終的意圖是要完結焚燒設備流量、溫度、壓力、氣氛等參數(shù)的主動檢測及進程操控。

2.4.1爐壓主動調(diào)理操控

合理的火焰爐應完結微正壓操作。

3揉捏機棒爐節(jié)能技能

揉捏機棒爐的能耗占鋁加工企業(yè)總能耗的12——20%。揉捏機棒爐大體可分為三種，單棒爐、多棒爐和短棒爐。圖片分別見圖3—1、圖3—2、圖3—3。

依據(jù)理論計算，將1t鋁棒加熱到450℃，只需要13m3天然氣（爐子熱效率100%），考慮到爐子熱效率和間歇加熱的出產(chǎn)工藝，加熱爐熱效率假定為60%，也較多耗費天然氣22 m3/t鋁棒，折組成產(chǎn)品能耗為26m3/t產(chǎn)品。然而，現(xiàn)在鋁棒加熱爐的產(chǎn)品能耗折合為天然氣為45m3/t產(chǎn)品，有的乃至高達70m3/t產(chǎn)品以上。節(jié)能空間仍然很大。

3.1單棒爐節(jié)能技能

3.1.1改造爐膛

依據(jù)理論計算，現(xiàn)爐膛容積熱強度大大低于工業(yè)爐的規(guī)范，爐膛太大，爐內(nèi)溫度低，對焚燒晦氣，要求到達一定的容積熱強度就必須添加焚燒功率，這樣勢必會加大單位產(chǎn)品的燃氣耗費。咱們采納減小爐膛容積和添加拱頂磚的方法改造爐膛。

3.1.2替換焚燒器

將現(xiàn)有直流焚燒器悉數(shù)替換為好易燃公司出產(chǎn)的專利產(chǎn)品—旋流焚燒器（二代）。添加火焰剛度，進步火焰溫度，加強傳熱作用。

（1）旋流焚燒器作業(yè)原理

焚燒器中裝有各種型式的旋流發(fā)作器(簡稱旋流器)。燃料與空氣混合氣流經(jīng)過旋流器時發(fā)作旋轉(zhuǎn)，從噴口射出后構成旋轉(zhuǎn)射流。利用旋轉(zhuǎn)射流，能構成有利于著火的高溫煙氣回流區(qū)，并使氣流強烈混合。

（2）好易燃旋流焚燒器結構

旋流噴嘴，跟傳統(tǒng)的長棒熱剪爐噴嘴相比，具有火焰剛度大、傳熱動力大、焚燒效率高級特點。

3.1.3撤銷循環(huán)風機

揉捏機棒爐在有循環(huán)風機的情況下，爐膛負壓過高，吸入的涼風量大，噴嘴嚴重脫火，大大下降了爐子的熱效率。

撤銷循環(huán)風機后，爐膛能夠運轉(zhuǎn)在微正壓狀況，確保爐子的安全、

經(jīng)濟運轉(zhuǎn)。還能夠節(jié)約電費45000——66000元/臺.年。

依據(jù)咱們的改造經(jīng)驗，Φ180mm以下的棒爐能夠撤銷循環(huán)風機，Φ180mm以上的棒爐不適宜撤銷循環(huán)風機，而是選用板式換熱器充沛利用煙氣余熱加熱助燃空氣，進步加熱爐全體熱效率。

3.1.4加裝氧氣檢測儀

為了愈加精確的調(diào)整焚燒，精確操控空燃比，脫節(jié)憑經(jīng)驗調(diào)試的被動局面，在文丘里混合器后邊的管道上裝置氧氣檢測儀，氧氣檢測儀接連將氧含量的數(shù)據(jù)發(fā)送到PLC，PLC依據(jù)設定的空燃比數(shù)據(jù)調(diào)整燃氣和空氣調(diào)理閥的開度，使氧含量一直堅持在合適的份額，確保精確組織焚燒。

3.1.5加強保溫

爐膛改造后，在火嘴磚和頂蓋磚的外部選用新式保溫材料加強保溫，是爐壁溫度下降到80℃以下，削減散熱丟失。

2010年以來，咱們現(xiàn)已對80多臺單棒爐進行了節(jié)能改造，較好的節(jié)能49%，較差的也到達了12%。咱們對客戶均許諾經(jīng)過咱們節(jié)能改造后，燃氣節(jié)能率到達10%以上。

3.2多棒爐節(jié)能技能

3.2.1改造焚燒室

將多棒爐出棒側改構成焚燒室，撤銷原焚燒機體系，利用高速焚燒器作為熱源設備，將高速焚燒器的高速氣流直接噴入焚燒室，削減與空氣的換熱進程。

為了避免火焰直接觸摸鋁棒，導致熔棒事端發(fā)作，在焚燒器火焰

底部鋪設一塊耐火隔板，使火焰高速擴散到爐膛的各個旮旯。

3.2.2利用高速焚燒器

與熔鋁爐近似。

3.2.3撤銷熱風循環(huán)體系

將焚燒室進行改造后，將循環(huán)風機、焚燒機、原焚燒室悉數(shù)撤銷，為了削減改造作業(yè)量，對內(nèi)部結構不予改變，只將原循環(huán)風道堵死即可。這樣不但節(jié)約了風機與焚燒機的出資，還節(jié)約了因循環(huán)風機帶來的電力耗費。

3.2.4爐壓操控體系

爐膛溫度操控、排煙溫度與爐壓操控是密不可分的。首先，規(guī)則焚燒室的壓力范圍為10——20Pa，煙囪上裝置一塊擋板，爐壓高時，擋板開度加大，反之，減小。在爐壓的正常范圍內(nèi)，依據(jù)爐膛溫度尤其是排煙溫度調(diào)理擋板開度。這就是所謂的串級操控。

3.2.5添加板式空預器

為了確保排煙溫度堅持在150℃左右，充沛利用煙氣余熱，在煙囪底部加裝一臺空氣預熱器，將助燃空氣進行預熱，進步焚燒溫度、下降過?？諝庀禂?shù)、進步棒爐效率、下降燃氣耗費。

咱們?yōu)槟充X加工企業(yè)所做的多棒爐節(jié)能改造作用顯著，原噸產(chǎn)品耗費天然氣53m3，改造后僅為31.8m3，節(jié)能率到達了40%，且進步了爐膛溫度均勻性，加熱時刻大大縮短，進步了設備出產(chǎn)率。

3.3短棒爐節(jié)能技能

短棒加熱爐是一種對流式加熱爐，見圖3—9所示。利用焚燒機焚燒發(fā)作的高溫氣體對鋁棒進行對流加熱。

該鋁棒加熱爐爐膛內(nèi)設置熱電偶，操控爐膛溫度以滿意鋁棒加熱的要求，因為操控體系為脈沖操控即溫度超過設定溫度后，焚燒機停止作業(yè)，當溫度低于設定溫度時，焚燒機要對爐內(nèi)吹涼風幾十秒鐘才點火，這樣就影響到了爐子的熱效率，添加了能耗。別的，該焚燒機對空燃比不能主動操控，一般都是大空燃比運轉(zhuǎn)，導致能耗添加。

3.3.1選用高速焚燒器代替焚燒機（見多棒爐）

3.3.2添加主動操控體系

（1）加熱爐溫度操控體系根本構成

加熱爐溫度操控體系根本構成如圖3—10所示，它由PLC主控體系、移相觸發(fā)模塊、整流器SCR、加熱爐、傳感器等5個部分組成。

短棒加熱爐是由爐膛溫度作為溫度操控指標，預先設定爐膛溫度為相應溫度。

3.3.3撤銷循環(huán)風機

短棒加熱爐一般都裝備1——4臺循環(huán)風機，企圖使爐膛溫度均勻，進步煙氣流速。

（1）撤銷循環(huán)風機

替換為高速焚燒器以后，因為高速焚燒器噴出速度高，對爐膛內(nèi)的氣氛具有強烈的拌和作用，不必風機就能確保爐膛溫度均勻，因而，完全能夠撤銷循環(huán)風機，以節(jié)約電耗。

（2）改造爐膛底部的焚燒室

縮小底部爐膛體積，堅持煙氣流速。用特制耐火磚將爐膛縮小，沿煙氣活動方向依照從小到大的次序向上部開孔，以確保對鋁棒均勻加熱。

經(jīng)過對某鋁加工企業(yè)的短棒爐進行的節(jié)能作用來看，燃氣節(jié)能率到達10——35%以上。

4氧化污泥深加工技能

鋁型材外表處理進程中會發(fā)作很多的膠體狀廢液，經(jīng)沉淀處理后俗稱污泥，進一步脫水后即為含鋁廢渣。這種廢渣數(shù)量極大，僅一條

年產(chǎn)鋁型材2400t的氧化上色流水線，每年發(fā)作污泥約15萬t，廢渣2000 t，因而綜合利用含義嚴重。

鋁型材廢水處理工藝原理簡略，操作、管理方便?，F(xiàn)在存在的問題是廢渣的處理，鋁材污泥經(jīng)壓濾機脫水后仍含較多的氫氧化物，隨便處置會構成二次污染。實踐上鋁材廢水的沉淀物含有很多的氫氧化鋁，假如加以開發(fā)利用，出產(chǎn)活性氧化鋁產(chǎn)品，具有廣泛的用途。

4.1氧化污泥出產(chǎn)活性氧化鋁工藝

工藝流程見圖4—1。用流態(tài)化爐焙燒，將濕氫氧化鋁先送入斯德干燥機，再送入流態(tài)化焙燒爐，噴入燃料焙燒成氧化鋁，經(jīng)過造粒、攝生、活化、分級后，即為較終產(chǎn)品。

5結論

經(jīng)過對鋁加工職業(yè)熔鋁爐、棒爐的節(jié)能技能改造，對氧化污泥的深加工利用進行研究，總結了一些實踐經(jīng)驗，也到達了一定的作用?？墒?，因為鋁加工企業(yè)訂單大多較豐滿，很少能有富余的時刻進行徹底的節(jié)能改造，還有不少的節(jié)能空間。建議鋁加工企業(yè)進步節(jié)能認識，充沛認識到節(jié)能減排不僅僅是國家為了完結國家公約而擬定的強硬措施，并且對進步企業(yè)經(jīng)濟效益、進步企業(yè)管理水平、進步企業(yè)技能裝備水平同樣具有重要的含義。