【我國(guó)鋁業(yè)網(wǎng)】1概述

雖然我國(guó)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(guó)、日本、德國(guó)、意大利等國(guó)家相比還存在較大的差距，節(jié)能減排使命嚴(yán)重。首要表現(xiàn)在以下幾個(gè)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(fèi)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(fù)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(fèi)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?xì)鉅t占4％，構(gòu)成重熔出產(chǎn)1噸揉捏圓錠的油耗比工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的高55.17％，而實(shí)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(dá)國(guó)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(jī)臺(tái)多，揉捏裝備較落后，效率低；裝備的主動(dòng)化程度低，無法完結(jié)等溫快速揉捏，出產(chǎn)精細(xì)型材；模具質(zhì)量欠佳。

③外表處理：外表處理是鋁加工進(jìn)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(dāng)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(jī)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(dá)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(jìn)程

熔鋁爐的熔煉進(jìn)程大致可分為4個(gè)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(duì)鋁料的加熱是經(jīng)過燒嘴火焰的對(duì)流傳熱、火焰和爐墻的輻射傳熱以及鋁料間的傳導(dǎo)傳熱來完結(jié)的。

在整個(gè)進(jìn)程中，三者之間的比率是不斷改變的。固態(tài)時(shí)鋁的黑度小，導(dǎo)熱能力強(qiáng)。跟著熔煉進(jìn)程的進(jìn)行，爐料進(jìn)入半液半固的臨界狀況，其導(dǎo)熱能力下降，熱力學(xué)性質(zhì)發(fā)作了根本性的改變。液態(tài)鋁的導(dǎo)熱能力僅為固態(tài)鋁的40％，熔池上部向底部的傳導(dǎo)傳熱進(jìn)程十分緩慢。金屬鏡面上漂浮的疏松浮渣構(gòu)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(hù)作用，氧化、吸氣傾向增強(qiáng)。關(guān)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(fù)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(shì)必會(huì)構(gòu)成很大浪費(fèi)，使?fàn)t子熱效率很低。

綜上所述，挑選有效的強(qiáng)化加熱方法和收回?zé)煔庥酂醽眍A(yù)熱助燃空氣是進(jìn)步爐子熱效率，確保熔煉進(jìn)程中較少的直接燃料耗費(fèi)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(yù)熱至1000℃以上，以適當(dāng)?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(jié)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(duì)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(dāng)爐氣溫度為1000——1200℃時(shí)，助燃空氣溫度可預(yù)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(shí)踐噴出速度在60m/s左右，火焰長(zhǎng)度約2.5——3m，火焰直徑約0.5——0.7m。爐內(nèi)成對(duì)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(gòu)成低溫區(qū)。

2.3高速焚燒器技能

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

選用高速燒嘴的噴頭，燃?xì)庖?00m/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(duì)鋁堆發(fā)作強(qiáng)有力的沖擊作用，加速熔化，為了避免脫火，在燃?xì)獾膰娍诎差D了一只長(zhǎng)明點(diǎn)火槍。

咱們?cè)谙彰绹?guó)地利高速焚燒器產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，開發(fā)出了功能優(yōu)異的高速焚燒器，煙氣流速可到達(dá)180m/s，負(fù)荷調(diào)理比到達(dá)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(diǎn)如下：

a）精確組織焚燒，焚燒效率99.9％；

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

c）選用分級(jí)焚燒，有害氣體（NOx）排放契合國(guó)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(jié)構(gòu)，接連使用壽命3年。

2.4熔鋁爐主動(dòng)操控技能

操控體系是改進(jìn)焚燒、下降能耗、確保工藝要求、進(jìn)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(jié)焚燒設(shè)備流量、溫度、壓力、氣氛等參數(shù)的主動(dòng)檢測(cè)及進(jìn)程操控。

2.4.1爐壓主動(dòng)調(diào)理操控

合理的火焰爐應(yīng)完結(jié)微正壓操作。

3揉捏機(jī)棒爐節(jié)能技能

揉捏機(jī)棒爐的能耗占鋁加工企業(yè)總能耗的12——20%。揉捏機(jī)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(jì)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(fèi)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(dá)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(jì)算，現(xiàn)爐膛容積熱強(qiáng)度大大低于工業(yè)爐的規(guī)范，爐膛太大，爐內(nèi)溫度低，對(duì)焚燒晦氣，要求到達(dá)一定的容積熱強(qiáng)度就必須添加焚燒功率，這樣勢(shì)必會(huì)加大單位產(chǎn)品的燃?xì)夂馁M(fèi)。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(jìn)步火焰溫度，加強(qiáng)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(jiǎn)稱旋流器)。燃料與空氣混合氣流經(jīng)過旋流器時(shí)發(fā)作旋轉(zhuǎn)，從噴口射出后構(gòu)成旋轉(zhuǎn)射流。利用旋轉(zhuǎn)射流，能構(gòu)成有利于著火的高溫?zé)煔饣亓鲄^(qū)，并使氣流強(qiáng)烈混合。

（2）好易燃旋流焚燒器結(jié)構(gòu)

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

3.1.3撤銷循環(huán)風(fēng)機(jī)

揉捏機(jī)棒爐在有循環(huán)風(fēng)機(jī)的情況下，爐膛負(fù)壓過高，吸入的涼風(fēng)量大，噴嘴嚴(yán)重脫火，大大下降了爐子的熱效率。

撤銷循環(huán)風(fēng)機(jī)后，爐膛能夠運(yùn)轉(zhuǎn)在微正壓狀況，確保爐子的安全、

經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)。還能夠節(jié)約電費(fèi)45000——66000元/臺(tái).年。

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

3.1.4加裝氧氣檢測(cè)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(yàn)調(diào)試的被動(dòng)局面，在文丘里混合器后邊的管道上裝置氧氣檢測(cè)儀，氧氣檢測(cè)儀接連將氧含量的數(shù)據(jù)發(fā)送到PLC，PLC依據(jù)設(shè)定的空燃比數(shù)據(jù)調(diào)整燃?xì)夂涂諝庹{(diào)理閥的開度，使氧含量一直堅(jiān)持在合適的份額，確保精確組織焚燒。

3.1.5加強(qiáng)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(qiáng)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(duì)80多臺(tái)單棒爐進(jìn)行了節(jié)能改造，較好的節(jié)能49%，較差的也到達(dá)了12%。咱們對(duì)客戶均許諾經(jīng)過咱們節(jié)能改造后，燃?xì)夤?jié)能率到達(dá)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(cè)改構(gòu)成焚燒室，撤銷原焚燒機(jī)體系，利用高速焚燒器作為熱源設(shè)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(jìn)程。

為了避免火焰直接觸摸鋁棒，導(dǎo)致熔棒事端發(fā)作，在焚燒器火焰

底部鋪設(shè)一塊耐火隔板，使火焰高速擴(kuò)散到爐膛的各個(gè)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(fēng)循環(huán)體系

將焚燒室進(jìn)行改造后，將循環(huán)風(fēng)機(jī)、焚燒機(jī)、原焚燒室悉數(shù)撤銷，為了削減改造作業(yè)量，對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不予改變，只將原循環(huán)風(fēng)道堵死即可。這樣不但節(jié)約了風(fēng)機(jī)與焚燒機(jī)的出資，還節(jié)約了因循環(huán)風(fēng)機(jī)帶來的電力耗費(fèi)。

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(shí)，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?yè)醢彘_度。這就是所謂的串級(jí)操控。

3.2.5添加板式空預(yù)器

為了確保排煙溫度堅(jiān)持在150℃左右，充沛利用煙氣余熱，在煙囪底部加裝一臺(tái)空氣預(yù)熱器，將助燃空氣進(jìn)行預(yù)熱，進(jìn)步焚燒溫度、下降過?？諝庀禂?shù)、進(jìn)步棒爐效率、下降燃?xì)夂馁M(fèi)。

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(fèi)天然氣53m3，改造后僅為31.8m3，節(jié)能率到達(dá)了40%，且進(jìn)步了爐膛溫度均勻性，加熱時(shí)刻大大縮短，進(jìn)步了設(shè)備出產(chǎn)率。

3.3短棒爐節(jié)能技能

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

該鋁棒加熱爐爐膛內(nèi)設(shè)置熱電偶，操控爐膛溫度以滿意鋁棒加熱的要求，因?yàn)椴倏伢w系為脈沖操控即溫度超過設(shè)定溫度后，焚燒機(jī)停止作業(yè)，當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，焚燒機(jī)要對(duì)爐內(nèi)吹涼風(fēng)幾十秒鐘才點(diǎn)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(jī)對(duì)空燃比不能主動(dòng)操控，一般都是大空燃比運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致能耗添加。

3.3.1選用高速焚燒器代替焚燒機(jī)（見多棒爐）

3.3.2添加主動(dòng)操控體系

（1）加熱爐溫度操控體系根本構(gòu)成

加熱爐溫度操控體系根本構(gòu)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(gè)部分組成。

短棒加熱爐是由爐膛溫度作為溫度操控指標(biāo)，預(yù)先設(shè)定爐膛溫度為相應(yīng)溫度。

3.3.3撤銷循環(huán)風(fēng)機(jī)

短棒加熱爐一般都裝備1——4臺(tái)循環(huán)風(fēng)機(jī)，企圖使?fàn)t膛溫度均勻，進(jìn)步煙氣流速。

（1）撤銷循環(huán)風(fēng)機(jī)

替換為高速焚燒器以后，因?yàn)楦咚俜贌鲊姵鏊俣雀撸瑢?duì)爐膛內(nèi)的氣氛具有強(qiáng)烈的拌和作用，不必風(fēng)機(jī)就能確保爐膛溫度均勻，因而，完全能夠撤銷循環(huán)風(fēng)機(jī)，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(jiān)持煙氣流速。用特制耐火磚將爐膛縮小，沿?zé)煔饣顒?dòng)方向依照從小到大的次序向上部開孔，以確保對(duì)鋁棒均勻加熱。

經(jīng)過對(duì)某鋁加工企業(yè)的短棒爐進(jìn)行的節(jié)能作用來看，燃?xì)夤?jié)能率到達(dá)10——35%以上。

4氧化污泥深加工技能

鋁型材外表處理進(jìn)程中會(huì)發(fā)作很多的膠體狀廢液，經(jīng)沉淀處理后俗稱污泥，進(jìn)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(yán)重。

鋁型材廢水處理工藝原理簡(jiǎn)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(jī)脫水后仍含較多的氫氧化物，隨便處置會(huì)構(gòu)成二次污染。實(shí)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(jī)，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(jí)后，即為較終產(chǎn)品。

5結(jié)論

經(jīng)過對(duì)鋁加工職業(yè)熔鋁爐、棒爐的節(jié)能技能改造，對(duì)氧化污泥的深加工利用進(jìn)行研究，總結(jié)了一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，也到達(dá)了一定的作用。可是，因?yàn)殇X加工企業(yè)訂單大多較豐滿，很少能有富余的時(shí)刻進(jìn)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(jìn)步節(jié)能認(rèn)識(shí)，充沛認(rèn)識(shí)到節(jié)能減排不僅僅是國(guó)家為了完結(jié)國(guó)家公約而擬定的強(qiáng)硬措施，并且對(duì)進(jìn)步企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、進(jìn)步企業(yè)管理水平、進(jìn)步企業(yè)技能裝備水平同樣具有重要的含義。