【我国铝业网】1概述

虽然我国铝型材产值现已接连五年居世界首位，但铝型材职业出产技能与美国、日本、德国、意大利等国家相比还存在较大的差距，节能减排使命严重。首要表现在以下几个方面：

（1）铝型材职业的能耗与污染物排放情况

均匀每出产1吨铝型材耗费工业用水约16——18吨；外表处理发作的废水中含有多种金属杂质离子；高能耗；发作很多废渣，仅一条年产铝型材2400吨的氧化上色出产线，每年发作污泥约15万吨，废渣2000吨，数量极大。废水污泥成份比较复杂，现在大多数工厂选用填埋的方法处理这些污泥。这不仅占用有限的土地资源，并且浪费资源，污染环境。

（2）铝型材职业高能耗与高污染的原因

①熔炼和收回：现在铝熔炼炉中电炉占5％，油炉占91％，燃气炉占4％，构成重熔出产1吨揉捏圆锭的油耗比工业发达国家的高55.17％，而实践铸锭（轧制扁锭与揉捏圆锭）的均匀熔炼能耗比工业发达国家的高得多。别的，铝熔炼炉能耗的全体状况仍是处于中低水平。

②铸造、轧制和揉捏：缺少高档次产品；小机台多，揉捏装备较落后，效率低；装备的主动化程度低，无法完结等温快速揉捏，出产精细型材；模具质量欠佳。

③外表处理：外表处理是铝加工进程中的高耗电、高耗水、高污染的环节。

节能减排成为当今铝加工企业迫切需要处理的问题，本文从熔铝炉、保温炉、揉捏机棒炉、氧化处理污泥深加工利用等方面出发，提出一些新方法和策略，从而使铝加工企业到达节能减排和清洁出产的意图。

2熔铝炉的节能减排与清洁出产技能

2.1熔铝炉作业进程

熔铝炉的熔炼进程大致可分为4个阶段，即炉料装入到软化下榻、软化下榻至炉料化平、炉料化平到悉数熔化（该阶段发作氧化浮渣）、铝液升温。对铝料的加热是经过烧嘴火焰的对流传热、火焰和炉墙的辐射传热以及铝料间的传导传热来完结的。

在整个进程中，三者之间的比率是不断改变的。固态时铝的黑度小，导热能力强。跟着熔炼进程的进行，炉料进入半液半固的临界状况，其导热能力下降，热力学性质发作了根本性的改变。液态铝的导热能力仅为固态铝的40％，熔池上部向底部的传导传热进程十分缓慢。金属镜面上漂浮的疏松浮渣构成热传递的绝热阻挡层。此刻熔池外表氧化膜化开，失去了维护作用，氧化、吸气倾向增强。关于火焰熔铝炉来讲，在铝的熔化期，炉膛温度一般操控在1200℃，此刻的出炉烟气温度即为炉膛温度，烟气带走的热量约占炉子热负荷的50——70％，考虑到10％的其它热丢失，有效热利用只要30——40％，假如不充沛利用这部分余热，势必会构成很大浪费，使炉子热效率很低。

综上所述，挑选有效的强化加热方法和收回烟气余热来预热助燃空气是进步炉子热效率，确保熔炼进程中较少的直接燃料耗费的有效途径。

2.2选用高温空气焚烧技能

高温空气焚烧改变了传统焚烧方法，选用烟气再循环方法或燃料炉内直接喷射焚烧的方法，首要表现为经过陶瓷蜂窝体的助燃空气被预热至1000℃以上，以适当的速度喷入炉膛，在高速气流卷吸、拌和作用下与炉内焚烧产物混和，空气中21％的氧被稀释，在低氧浓度（较低5％——6.5％）流体中焚烧，在高温空气条件下焚烧可完结低空气系数焚烧，削减铝的氧化烧损。

蓄热式焚烧体系首要包含一对装有蓄热体的焚烧器、一套换向装置、一套操控体系以及管路体系。

当炉气温度为1000——1200℃时，助燃空气温度可预热至800——1000℃，与使用间壁式空气换热器的燃油熔铝炉相比可节约燃料50％左右。

焚烧器出口混合气体实践喷出速度在60m/s左右，火焰长度约2.5——3m，火焰直径约0.5——0.7m。炉内成对的焚烧器换向操作，高温区频频交换，确保炉内温度均匀，不构成低温区。

2.3高速焚烧器技能

关于在用的旧炉子来说，花上30万元新增一对蓄热式焚烧器，关于企业来说较难承受。

选用高速烧嘴的喷头，燃气以100m/s以上的高速喷向炉膛，助燃空气以90m/s的速度参与助燃，对铝堆发作强有力的冲击作用，加速熔化，为了避免脱火，在燃气的喷口安顿了一只长明点火枪。

咱们在消化吸收美国地利高速焚烧器产品的基础上，开发出了功能优异的高速焚烧器，烟气流速可到达180m/s，负荷调理比到达1：20，过剩空气系数可在0.65——10.8之间调理。

高速气体焚烧器的技能特点如下：

a）精确组织焚烧，焚烧效率99.9％；

b）宽运转工况：热负荷调理比1∶20，空气系数0.5——10；

c）选用分级焚烧，有害气体（NOx）排放契合国家环保规范；

d）具有烟气引射回流功能，能够将废烟气从炉后引回从头投入炉内；

e）全金属结构，接连使用寿命3年。

2.4熔铝炉主动操控技能

操控体系是改进焚烧、下降能耗、确保工艺要求、进步产品产值和产值的重要确保，较终的意图是要完结焚烧设备流量、温度、压力、气氛等参数的主动检测及进程操控。

2.4.1炉压主动调理操控

合理的火焰炉应完结微正压操作。

3揉捏机棒炉节能技能

揉捏机棒炉的能耗占铝加工企业总能耗的12——20%。揉捏机棒炉大体可分为三种，单棒炉、多棒炉和短棒炉。图片分别见图3—1、图3—2、图3—3。

依据理论计算，将1t铝棒加热到450℃，只需要13m3天然气（炉子热效率100%），考虑到炉子热效率和间歇加热的出产工艺，加热炉热效率假定为60%，也较多耗费天然气22 m3/t铝棒，折组成产品能耗为26m3/t产品。然而，现在铝棒加热炉的产品能耗折合为天然气为45m3/t产品，有的乃至高达70m3/t产品以上。节能空间仍然很大。

3.1单棒炉节能技能

3.1.1改造炉膛

依据理论计算，现炉膛容积热强度大大低于工业炉的规范，炉膛太大，炉内温度低，对焚烧晦气，要求到达一定的容积热强度就必须添加焚烧功率，这样势必会加大单位产品的燃气耗费。咱们采纳减小炉膛容积和添加拱顶砖的方法改造炉膛。

3.1.2替换焚烧器

将现有直流焚烧器悉数替换为好易燃公司出产的专利产品—旋流焚烧器（二代）。添加火焰刚度，进步火焰温度，加强传热作用。

（1）旋流焚烧器作业原理

焚烧器中装有各种型式的旋流发作器(简称旋流器)。燃料与空气混合气流经过旋流器时发作旋转，从喷口射出后构成旋转射流。利用旋转射流，能构成有利于着火的高温烟气回流区，并使气流强烈混合。

（2）好易燃旋流焚烧器结构

旋流喷嘴，跟传统的长棒热剪炉喷嘴相比，具有火焰刚度大、传热动力大、焚烧效率高级特点。

3.1.3撤销循环风机

揉捏机棒炉在有循环风机的情况下，炉膛负压过高，吸入的凉风量大，喷嘴严重脱火，大大下降了炉子的热效率。

撤销循环风机后，炉膛能够运转在微正压状况，确保炉子的安全、

经济运转。还能够节约电费45000——66000元/台.年。

依据咱们的改造经验，Φ180mm以下的棒炉能够撤销循环风机，Φ180mm以上的棒炉不适宜撤销循环风机，而是选用板式换热器充沛利用烟气余热加热助燃空气，进步加热炉全体热效率。

3.1.4加装氧气检测仪

为了愈加精确的调整焚烧，精确操控空燃比，脱节凭经验调试的被动局面，在文丘里混合器后边的管道上装置氧气检测仪，氧气检测仪接连将氧含量的数据发送到PLC，PLC依据设定的空燃比数据调整燃气和空气调理阀的开度，使氧含量一直坚持在合适的份额，确保精确组织焚烧。

3.1.5加强保温

炉膛改造后，在火嘴砖和顶盖砖的外部选用新式保温材料加强保温，是炉壁温度下降到80℃以下，削减散热丢失。

2010年以来，咱们现已对80多台单棒炉进行了节能改造，较好的节能49%，较差的也到达了12%。咱们对客户均许诺经过咱们节能改造后，燃气节能率到达10%以上。

3.2多棒炉节能技能

3.2.1改造焚烧室

将多棒炉出棒侧改构成焚烧室，撤销原焚烧机体系，利用高速焚烧器作为热源设备，将高速焚烧器的高速气流直接喷入焚烧室，削减与空气的换热进程。

为了避免火焰直接触摸铝棒，导致熔棒事端发作，在焚烧器火焰

底部铺设一块耐火隔板，使火焰高速扩散到炉膛的各个旮旯。

3.2.2利用高速焚烧器

与熔铝炉近似。

3.2.3撤销热风循环体系

将焚烧室进行改造后，将循环风机、焚烧机、原焚烧室悉数撤销，为了削减改造作业量，对内部结构不予改变，只将原循环风道堵死即可。这样不但节约了风机与焚烧机的出资，还节约了因循环风机带来的电力耗费。

3.2.4炉压操控体系

炉膛温度操控、排烟温度与炉压操控是密不可分的。首先，规则焚烧室的压力范围为10——20Pa，烟囱上装置一块挡板，炉压高时，挡板开度加大，反之，减小。在炉压的正常范围内，依据炉膛温度尤其是排烟温度调理挡板开度。这就是所谓的串级操控。

3.2.5添加板式空预器

为了确保排烟温度坚持在150℃左右，充沛利用烟气余热，在烟囱底部加装一台空气预热器，将助燃空气进行预热，进步焚烧温度、下降过剩空气系数、进步棒炉效率、下降燃气耗费。

咱们为某铝加工企业所做的多棒炉节能改造作用显著，原吨产品耗费天然气53m3，改造后仅为31.8m3，节能率到达了40%，且进步了炉膛温度均匀性，加热时刻大大缩短，进步了设备出产率。

3.3短棒炉节能技能

短棒加热炉是一种对流式加热炉，见图3—9所示。利用焚烧机焚烧发作的高温气体对铝棒进行对流加热。

该铝棒加热炉炉膛内设置热电偶，操控炉膛温度以满意铝棒加热的要求，因为操控体系为脉冲操控即温度超过设定温度后，焚烧机停止作业，当温度低于设定温度时，焚烧机要对炉内吹凉风几十秒钟才点火，这样就影响到了炉子的热效率，添加了能耗。别的，该焚烧机对空燃比不能主动操控，一般都是大空燃比运转，导致能耗添加。

3.3.1选用高速焚烧器代替焚烧机（见多棒炉）

3.3.2添加主动操控体系

（1）加热炉温度操控体系根本构成

加热炉温度操控体系根本构成如图3—10所示，它由PLC主控体系、移相触发模块、整流器SCR、加热炉、传感器等5个部分组成。

短棒加热炉是由炉膛温度作为温度操控指标，预先设定炉膛温度为相应温度。

3.3.3撤销循环风机

短棒加热炉一般都装备1——4台循环风机，企图使炉膛温度均匀，进步烟气流速。

（1）撤销循环风机

替换为高速焚烧器以后，因为高速焚烧器喷出速度高，对炉膛内的气氛具有强烈的拌和作用，不必风机就能确保炉膛温度均匀，因而，完全能够撤销循环风机，以节约电耗。

（2）改造炉膛底部的焚烧室

缩小底部炉膛体积，坚持烟气流速。用特制耐火砖将炉膛缩小，沿烟气活动方向依照从小到大的次序向上部开孔，以确保对铝棒均匀加热。

经过对某铝加工企业的短棒炉进行的节能作用来看，燃气节能率到达10——35%以上。

4氧化污泥深加工技能

铝型材外表处理进程中会发作很多的胶体状废液，经沉淀处理后俗称污泥，进一步脱水后即为含铝废渣。这种废渣数量极大，仅一条

年产铝型材2400t的氧化上色流水线，每年发作污泥约15万t，废渣2000 t，因而综合利用含义严重。

铝型材废水处理工艺原理简略，操作、管理方便。现在存在的问题是废渣的处理，铝材污泥经压滤机脱水后仍含较多的氢氧化物，随便处置会构成二次污染。实践上铝材废水的沉淀物含有很多的氢氧化铝，假如加以开发利用，出产活性氧化铝产品，具有广泛的用途。

4.1氧化污泥出产活性氧化铝工艺

工艺流程见图4—1。用流态化炉焙烧，将湿氢氧化铝先送入斯德干燥机，再送入流态化焙烧炉，喷入燃料焙烧成氧化铝，经过造粒、摄生、活化、分级后，即为较终产品。

5结论

经过对铝加工职业熔铝炉、棒炉的节能技能改造，对氧化污泥的深加工利用进行研究，总结了一些实践经验，也到达了一定的作用。可是，因为铝加工企业订单大多较丰满，很少能有富余的时刻进行彻底的节能改造，还有不少的节能空间。建议铝加工企业进步节能认识，充沛认识到节能减排不仅仅是国家为了完结国家公约而拟定的强硬措施，并且对进步企业经济效益、进步企业管理水平、进步企业技能装备水平同样具有重要的含义。