小议氧化铝焙烧炉烟气余热的利用

冶金冶炼M etallurgical smelting 氧化铝生产系统余热综合回收利用石进军（遵义铝业股份有限公司，贵州　遵义　５６３１３５）摘 要：铝作为最常用的金属之一，其消费产量仅次于钢铁。

铝在建筑、包装、交通运输、航空航天、军事、电力、机械等领域被广泛的应用，能够有效促进国民经济的稳定发展。

氧化铝作为铝冶炼的主要原材料，每生产一吨原铝就需要两吨的氧化铝，所以为了能够提高氧化铝生产的效率和水平，必须要加强对氧化铝生产系统的节能环保要求，这样才可以促进氧化铝生产实现节能减排，增强铝产业的全面发展。

关键词：氧化铝；生产系统；余热；综合利用中图分类号：ＴＫ１１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１９）０１－０００９－２Comprehensive Recovery and Utilization of Waste Heat in Alumina Production SystemSHI Jin-jun（Ｚｕｎｙｉ　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　Ｃｏ．，　Ｌｔｄ．，Ｚｕｎｙｉ　５６３１３５，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｓｔ　ｃｏｍｍｏｎｌｙ　ｕｓｅｄ　ｍｅｔａｌｓ，　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｏｕｔｐｕｔ　ｉｓ　ｓｅｃｏｎｄ　ｏｎｌｙ　ｔｏ　ｔｈａｔ　ｏｆ　ｉｒｏｎ　ａｎｄ　ｓｔｅｅｌ．　Ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｉｓ　ｗｉｄｅｌｙ　ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，　ｐａｃｋａｇｉｎｇ，　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，　ａｅｒｏｓｐａｃｅ，　ｍｉｌｉｔａｒｙ，　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｏｗｅｒ，　ｍａｃｈｉｎｅｒｙ　ａｎｄ　ｏｔｈｅｒ　ｆｉｅｌｄｓ，　ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ　ｐｒｏｍｏｔｅ　ｔｈｅ　ｓｔａｂｌｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｎａｔｉｏｎａｌ　ｅｃｏｎｏｍｙ．　Ａｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｓｍｅｌｔｉｎｇ，　ａｌｕｍｉｎａ　ｎｅｅｄｓ　ｔｗｏ　ｔｏｎｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｏｘｉｄｅ　ｆｏｒ　ｅｖｅｒｙ　ｔｏｎ　ｏｆ　ｒａｗ　ａｌｕｍｉｎｉｕｍ．　Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｌｅｖｅｌ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，　ｉｔ　ｉｓ　ｎｅｃｅｓｓａｒｙ　ｔｏ　ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ，　ｓｏ　ａｓ　ｔｏ　ｐｒｏｍｏｔｅ　ａｌｕｍｉｎａ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ　ａｎｄ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ，　ａｎｄ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Keywords: ａｌｕｍｉｎａ；　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍ；　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ；　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ在氧化铝生产的过程中，溶出、蒸发和焙烧等工序都属于热耗工序，通过对这三个工序的乏汽、烟气、余热进行回收利用，能够极大的减少氧化铝生产系统的能源消耗，起到节约资源的目的。

I ndustry development行业发展提高氧化铝余热回收的生产实践杨亮华摘要：在氧化铝工业生产的过程中，节能减排一直以来都是企业生产的重要任务和目标。

我国氧化铝生产企业在焙烧工段多采用气态悬浮焙烧炉，不仅能耗较高，而且产生的烟气温度高，会带走大量的热量、水蒸汽和少量的氧化铝，造成能源的损耗和环境负荷的加大。

针对这种情况，我国氧化铝厂都采用了多种措施来提高氧化铝的余热回收，实现节能减排和可持续发展。

本文介绍了某氧化铝企业在实际生产过程中，对焙烧炉硫化床冷却系统进行改造，通过引用新设备独立横翅片管束替代光管束加大氧化铝余热的回收，不仅解决了因流化床冷却效率差限制焙烧炉产能的瓶颈问题，还降低了企业的生产成本和碳排放。

关键词：氧化铝；焙烧炉；余热回收氢氧化铝焙烧是氧化铝生产的最后工序，即通过燃烧天然气提供热量，使分解工序析出的氢氧化铝在焙烧炉文丘里干燥器里干燥后进入干燥旋风筒进行旋风分离，分离后的物料与高温旋风分离器来的热气流混合及预焙烧并进入预热旋风筒，在预热旋风筒分离内进行水份分离，脱除剩余结晶水并发生晶型转换，生产合格的氧化铝产品。

焙烧过程的主反应发生在主炉内，完成氢氧化铝焙烧和产品质量的调整，反应完成后携带热量的高温氧化铝在多级旋风冷却系统中与助燃空气换热降温回收热量，升温后的烟气在多级旋风预热系统中与低温氢氧化铝换热降温回收热量，通过这种多级旋风预热、多级旋风冷却的热量回收系统，整个焙烧过程的能耗控制在较低的水平，与回转窑焙烧技术能耗控制相比，有较大的优势，实现了自动化设备的更新。

但是在氧化铝生产中焙烧过程产生的氧化铝余热未得到有效的利用，造成的主要原因是温度较高的氧化铝通过流化床冷却器进行降温，而冷却介质大多使用的是循环水间接换热，升温后的循环水再通过冷却塔通风降温，热量进入大气直接排放。

随着碳达峰、碳中和要求的推进实施，节能减排将成为各项目的重点工作，能耗型氧化铝企业通过焙烧炉余热回收项目的实施来助力“双碳”目标的实现是十分必要和迫切的。

2023年 5月下 世界有色金属17冶金冶炼M etallurgical smelting焙烧炉烟气余热回收及利用技术罗振勇（贵阳铝镁设计研究院有限公司，贵州　贵阳　５５００８１）摘 要：本文介绍了一种氧化铝厂气态悬浮焙烧炉烟气余热回收以及将回收的烟气余热用于氧化铝生产的节能新技术。

本技术采用喷淋冷却塔对高温焙烧炉烟气进行喷淋冷却，通过直接换热方式，烟气中的水蒸汽释放其潜热，大部分热量回收进入喷淋循环水中。

升温后的循环水再与经过真空闪蒸后的蒸发原液进行热交换，使真空闪蒸后的原液温度升高，温度升高后的蒸发原液再返回进行真空闪蒸，最终蒸发原液浓度得到提高，降低了蒸发工段低压蒸汽消耗，节约了氧化铝生产的综合能耗。

本文对焙烧炉烟气余热回收及利用技术进行了热平衡计算和运营成本估算，分别从技术和经济角度分析了本技术应用于氧化铝生产企业的可行性。

关键词：焙烧炉；烟气余热；水蒸汽潜热；回收及利用中图分类号：Ｘ７０６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１０－００１７－３The Recovery and Utilization of Waste Heat Technology for Calciner Flue GasLUO Zhen-yong（Ｇｕｉｙａｎｇ　Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ　ａｎｄ　Ｍａｇｎｅｓｉｕｍ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕｉｙａｎｇ　５５００８１，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ａ　ｎｅｗ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｏｆ　ｇａｓ　ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ　ｃａｌｃｉｎｅｒ　ｉｎ　ａｌｕｍｉｎａ　ｐｌａｎｔ，　ｔｈｉｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｃａｎ　ｒｅｃｙｃｌｅ　ｔｈｅ　ｗａｓｔｅ　ｈｅａｔ　ｏｆ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ａｎｄ　ａｐｐｌｙ　ｉｔ　ｔｏ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ．　Ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｔｏｗｅｒ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｓｐｒａｙ　ｃｏｏｌｉｎｇ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ　ｏｆ　ｃａｌｃｉｎｅｒ　ｂｙ　ｄｉｒｅｃｔ　ｈｅａｔ　ｅｘｃｈａｎｇｅ．　Ｔｈｅ　ｌａｔｅｎｔ　ｈｅａｔ　ｗａｓ　ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ　ｆｒｏｍ　ｗａｔｅｒ　ｖａｐｏｒ　ｉｎ　ｆｌｕｅ　ｇａｓ，　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｈｅａｔ　ｗａｓ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ｉｎｔｏ　ｓｐｒａｙ　ｗａｔｅｒ．　Ｔｈｅ　ｗａｒｍｉｎｇ　ｒｅｃｙｃｌｅｄ　ｗａｔｅｒ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｈｅａｔ　ｔｏ　ｓｐｅｎｔ　ｌｉｑｕｏｒ　ａｆｔｅｒ　ｖａｃｕｕｍ　ｆｌａｓｈｉｎｇ．　Ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｐｅｎｔ　ｌｉｑｕｏｒ　ｗａｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｂｅｆｏｒｅ．　Ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｓｔｅａｍ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｌｏｗｅｒ　ｔｈａｎ　ｂｅｆｏｒｅ，　ｔｈｅ　ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ａｌｕｍｉｎａ　ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ｗａｓ　ｓａｖｅｄ．　Ｔｈｅ　ｈｅａｔ　ｂａｌａｎｃｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｃｏｓｔ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｗｅｒｅ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．　Ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｗｈｉｃｈ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｗａｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｔｏ　ａｌｕｍｉｎａ　ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ　ｗａｓ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｆｒｏｍ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ａｎｄ　ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｐｏｉｎｔ　ｏｆ　ｖｉｅｗ．Keywords:　Ｃａｌｃｉｎｅｒ；　Ｗａｓｔｅ　Ｈｅａｔ　ｏｆ　Ｆｌｕｅ　Ｇａｓ；　Ｌａｔｅｎｔ　Ｈｅａｔ　ｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｖａｐｏｒ；　Ｒｅｃｏｖｅｒｙ　ａｎｄ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ收稿日期：２０２３－０３作者简介：罗振勇，男，生于１９８２年，满族，辽宁开原人，硕士研究生，工程师，研究方向：氧化铝生产工艺设计及研究。

氧化铝焙烧项目节能分析首先，节能分析需要从设备方面入手。

氧化铝焙烧设备主要包括烧结机、窑灶和烟气处理系统。

对于烧结机，可以通过优化烧结机结构设计，改进燃料供给方式，提高燃烧效率，减少能源浪费。

而对于窑灶，可以通过加强隔热措施，减少热损失。

此外，烧结机和窑灶的运行维护也需要合理规范，确保设备的正常运行，提高设备利用率。

其次，节能分析需要从能源方面入手。

氧化铝焙烧过程中主要使用的能源是煤炭和天然气。

为了节约能源，可以采取以下措施：一是改进燃料选择和供应方式，选择高热值、低硫和低氮的燃料，减少废气的排放；二是优化燃料燃烧过程，提高燃烧效率，减少能源浪费；三是使用余热回收技术，将烟气余热用于预热燃料或提供热能给其他工艺流程，提高能源利用效率。

再次，节能分析需要从工艺方面入手。

氧化铝焙烧工艺中，热交换是一个重要环节。

通过合理设计热交换器，提高热交换效果，减少热能的浪费；同时，还可以采用节能型的辅助设备，如高效的风机和泵等，减少能耗。

另外，还可以优化生产计划，减少停炉、开炉的次数，提高生产过程的稳定性，降低能耗。

最后，节能分析还需要从管理方面入手。

在氧化铝焙烧项目中，建立完善的能源管理体系是非常重要的。

通过制定能源消耗标准、能源消耗指标和能源消耗限额，建立能耗监测和统计体系，对能源消耗进行监控和分析，及时发现问题并采取相应的措施。

此外，还要加强员工的能源管理培训，提高员工的节能意识，形成全员参与、共同节能的氛围。

综上所述，氧化铝焙烧项目的节能分析涉及设备、能源、工艺和管理等多个方面。

通过优化设备结构和运行维护，选择合适的燃料和提高燃烧效率，加强热交换和使用节能型设备，建立完善的能源管理体系等措施，可以实现氧化铝焙烧过程的节能降耗。

关于氧化铝生产节能减排的可行性研究在当前社会经济中，工业污染对环境造成的破坏越来越严重，氧化铝的生产对环境的污染也是非常严重的，本文就关于氧化铝生产节能减排进行阐述。

标签：氧化铝；生产；节能减排一、前言在当前工业生产的过程中，产生的废气、废水、废渣不可避免的会对环境造成一定的污染，因此，在生产的过程中我们要采取一定的技术措施，实现节能减排的目的。

二、天然气应用于氧化铝正压焙烧炉1、研发投用适合氧化铝正压焙烧炉工艺要求的天然气燃烧系统氧化铝厂现有的2台循环焙烧炉，自建成投用以来，一直使用重油作燃料。

重油又称燃料油，呈暗黑色液体，主要是以原油加工过程中的常压油，减压渣油、裂化渣油、裂化柴油和催化柴油等为原料调合而成。

其特点是分子量大、粘度高。

另外重油中含有部分（约0.1%～4%）硫及微量的无机化合物。

硫在燃烧后生成的SO2等排入大气后将严重污染环境，与水蒸气结合后，生成强腐蚀性的亚硫酸、硫酸等，对烟道、除尘器、风机使用寿命造成很大影响。

为了解决由于燃料重油问题带来的环保问题，提出使用安全、热值高、洁净、高效的天然气，作为焙烧炉燃料。

为了解决燃油改油气混烧后的热力特性以及结构的适应性问题，首先对炉内流动与燃烧过程进行深入研究，用热态试验获得数据。

数据整理后，又进行了以燃气为主、燃油为辅的油气混烧的研究，在无任何先例可借鉴的情况下，完全依靠自身力量，研究设计了氧化铝焙烧炉的天然气与重油的混合燃烧系统，实现了天然气/重油任意流量下的组合。

并可在焙烧炉内为正压状态下不间断生产的条件下，随意调换天然气或重油喷枪，并解决了安全保护等难题，天然气燃烧系统应用于氧化铝正压焙烧炉后，对其调节准确性、稳定性、安全性、自动化控制等进行了全面衡量，其技术实施应用后，通过国家技术鉴定，技术水平处于国际先进水平。

2、经济效益计算焙烧炉使用重油作燃料时，需要将常温下的重油加热到150℃，并采用蒸汽雾化才能完全燃烧。

其中，在油库利用蒸汽将重油提温至110℃，使用高压油泵输送到焙烧炉上，再使用6组电加热器将重油加热到150℃。

焙烧炉烟气余热利用
钟朝东
【期刊名称】《世界有色金属》
【年(卷),期】2015(000)002
【摘要】本文提出了一种焙烧炉烟气余热回收利用的工艺方案,为氧化铝生产过程更加环保和节能提供了一种途径。

随着氧化铝价格不断下滑,为响应国家节能减排的号召,在氧化铝生产过程中寻找节能点降低生产成本已经刻不容缓,其中有如回收氧化铝烧结窑烟气的热量、回收热电厂锅炉烟气的热量、回收氧化铝焙烧炉烟气的热量等,本文深入阐述回收氧化铝焙烧炉中烟气热量的一种工艺方案。

氧化铝生产中焙烧过程氢氧化铝焙烧是氧化铝生产过程的最后一道工序,
【总页数】2页(P26-27)
【作者】钟朝东
【作者单位】中国铝业股份有限公司中州分公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.氧化铝焙烧炉烟气余热利用探讨
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3.氢氧化铝气态悬浮焙烧炉烟气余热利用实践
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浅谈焙烧炉烟气余热的回收利用和介绍了一种焙烧炉烟气余热回收利用的设计方案。

对铝工业制造当中产生的烟气中各种污染物的成分及防治措施，通过分析比较，提出了一种有效的焙烧炉烟气余热回收利用的设计方案，可减少烟气排放量及污染物浓度，同时大大降低了工业成本，并提高了经济效益与社会效益。

标签：焙烧炉；烟气成分；余热回收；经济效益前言目前，我国正处在经济持续高速发展时期，各个企业积极实行余热回收不仅可以为其带来经济效益，而且也是社会责任的体现。

国家对节能环保也加大了支持力度，对环保达标的企业给予补贴。

同时各个氧化铝企业为了增加市场竞争的砝码，降低氧化铝制造成本，加大了对各环节温度回收的探索与投入，但真正能够实现从焙烧炉烟气中回收热量的企业只占少数。

1 系统简介1.1 热管工作原理密闭的管内先抽成负压，在此状态下充入少量液体，在热管的下端加热，管内空间处于负压状态下，管内工作液体吸收外界热量而汽化为蒸汽，在微小的压差作用下流向热管上端，并向外界放出热量，且凝结为液体，该液体在重力作用下，沿管壁返回到加热端，并再次受热汽化如此反复循环，连续不断地将热量由一端传向另一端。

由于是相变传热，因此管内热阻很小，所以能以较小的温差获得较大的传热率，且结构简单，具有单向导热的特点，特别是由于热管特有机理，使冷热流体间的换热均在管外进行，可以方便地进行强化传热。

1.2 分离循环式热管换热器方案说明分离循环式热管换热器，是在原分离式热管换热器基础上改进的专利产品。

其工作原理是通过热管管束（受热面）受热，使管内工质汽化，把热传至共用冷凝室加热锅炉补水。

这种传热方式在低温烟气余热回收中有三个优点：①可调性；可调整热管管壁温度，使壁温高于露点。

②再生性；热管的工作效率每年都递减8～10%，只要热管没有损坏，即可重新补充、灌装工质抽真空。

③可视性：通过液位计，可直观地看到热管的工作状态。

1.3 项目的提出及必要性某公司现有焙烧炉一座。

排烟温度145℃-1150℃左右，烟气量约150000Nm3/h。

铝冶炼烟气净化余热利用技术的探讨摘要：自改革开放以来，我国社会和经济的发展越来越快，环保节能理念也日益深入人心，对于铝冶炼方面来说，将新工艺、新技术引入环保系统，从工艺、设备控制技术和生产系统的协调方面，开展全方位的研究，从而将铝冶炼企业污染物的排放量降低到最低限度是我们长期的目标，这对推动整个铝冶炼行业的技术进行具有重要意义。

基于此，本文主要阐述了铝冶炼的烟气净化工艺、铝冶炼烟气治理存在的问题、利用铝冶炼烟气余热的策略，希望能为我国今后工业的发展带来帮助。

关键词：铝冶炼烟气净化余热利用策略在现在社会的发展中，环境的持续恶化，正逐步制约着经济的可持续发展和人民生活的提高，环境保护的迫切性在逐步增强。

如何增强铝工业产业的节能环保利用是当前要关注的问题。

铝冶炼企业烟气净化余热利用系统的应用，能较好地解决铝冶炼生产节能问题，因此加强铝冶炼烟气净化余热利用技术对我国的发展具有至关重要的作用。

一、概况在铝冶炼生产中，通常以冰晶石-氧化铝熔体为冶炼质，以碳素材料为电极进行冶炼。

在阴极上析出液态的金属铝，在阳极上产生以二氧化碳为主的阳极气体，同时还散发出以氟化物和粉尘等污染物为主的烟气，与阳极气体统称为冶炼烟气。

弥漫在冶炼车间内部的冶炼烟气使劳动条件恶化，影响生产工人的身体健康。

冶炼烟气扩散到厂区周围，也会对大气环境造成经常性污染。

因此必须将冶炼烟气进行治理并回收含氟气体。

关于铝冶炼烟气净化处理的工艺方法，国内外大都采用干法净化方式，即首先用新鲜的氧化铝吸附烟气中的有害物质，然后通过布袋过滤，最后将低于国家标准的烟气排入大气。

由于在烟气净化中一味追求净化和物料回收效果，对利用高温烟气中携带的热能考虑甚少，造成烟气中的大量的热能白白浪费。

二、铝冶炼的烟气净化工艺2.1工艺流程干法净化工艺流程从功能上主要包括冶炼槽集气、吸附反应、气固分离、氧化铝输送、机械排风五个部分。

冶炼槽产生的烟气经密闭集气罩收集，通过直径600m。

氧化铝沸腾焙烧炉烟气余热利用技术李桂贤1㊀邓邦庆2(1.贵州理工学院资源与环境工程学院,贵阳550003;2.中国铝业贵州分公司,贵阳550014)摘要:对氧化铝厂沸腾焙烧炉开展烟气余热利用技术研究,以原液(主要成分为NaOH 和Na 2CO 3溶液,初温约为46ħ)作为冷却介质,将高温烟气冷却㊁烟气中水蒸气冷凝,同时,在冷却过程中将烟气余热进行合理利用,原液被加热至80ħ左右,大大减少蒸发母液的蒸汽用量㊁节约能源,降低氧化铝生产过程的能耗,回收烟气冷凝水,并对烟气中Al 2O 3粉尘进一步回收,以实现氧化铝生产能耗指标的稳步下降㊁Al 2O 3回收率的提高和生产环境的大幅度改善㊂关键词:氧化铝;沸腾焙烧炉;烟气;余热;利用STUDY AND PRACTICE OF FLUE GAS WASTE HEAT UTILIZATION TECHNOLOGYIN ALUMINA BOILING ROASTING FURNACELi Guixian 1㊀Deng Bangqing 2(1.College of Resources and Environmental Engineering,Guizhou Institute of Technology,Guiyang 550003,China;2.Guizhou Branch of China Aluminum Co.,Ltd,Guiyang 550014,China)Abstract :The waste heat utilization technology of flue gas in boiling roasting furnace of alumina plant was studied.The rawliquid (NaOH and Na 2CO 3solution,initial temperature about 46ħ)was used as the cooling medium,the high temperatureflue gas was cooled,the steam in the flue gas was condensed,and at the same time,in the cooling process,the waste heat of flue gas was used reasonably,the raw liquor was heated to about 80ħ,the steam consumption of evaporating mother liquorwas greatly reduced,the energy consumption was saved,the energy consumption of alumina production process was reduced,and condensate water was recovered from flue gas,the Al 2O 3dust in flue gas was further recovered.In order to realize thesteady decrease of energy consumption index of alumina production,the recovery rate of Al 2O 3was increased and theproduction environment was greatly improved.Keywords :alumina;boiling-bed roaster;exhaust gas;waste heat;utilize㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀收稿日期:2020-03-12基金项目:贵阳市大气环境PM 2.5㊁PM 10分布特征及气象成因研究(黔科合LH 字[2014]7359号);贵州理工学院高层次人才科研启动项目(XJGC20141101)㊂第一作者:李桂贤(1969-),女,学士,教授,主要研究方向为铝工业污染防治㊂844697475@0㊀引㊀言铝作为一种重要的有色金属,其产量约占我国有色金属总产量的2/3㊂因此,要有效降低我国有色金属行业的能耗水平,应以铝行业为重点㊂目前,我国氧化铝行业的生产以混联法为主,而氧化铝沸腾焙烧炉是混联法生产氧化铝的主体设备之一,也是氧化铝生产过程中的主要耗能设备之一㊂氧化铝沸腾焙烧炉排放的烟气为低温烟气,其烟气排放量很大,余热资源丰富,开发利用烟气余热资源有很大价值㊂为了进一步提高窑炉的热效率,达到节能降耗的目的,回收烟气余热是一项重要的节能途径㊂金刚等[1]开展了氧化铝生产节能降本技术研究,于海[2]开展典型有色金属冶炼烟气余热回收利用研究,赵东亮等[3-8]做了焙烧炉烟气余热研究,利用烟气余热加热冷凝水或洗水等,用于平盘洗水㊁采暖或其他用途,取得良好的效果㊂本研究利用烟气余热加热氧化铝生产原液,实现氧化铝沸腾焙烧炉低温烟气的低品位余热利用,同时创新性地提出回收氧化铝沸腾焙烧炉烟气中水蒸气,利用烟气冷凝水作为氧化铝生产赤泥洗水㊂1㊀氧化铝沸腾焙烧炉生产现状某分公司氧化铝厂年生产能力约为120万t,现有沸腾焙烧炉两台,设计产量分别为1400,1800t /d㊂163环㊀境㊀工㊀程2020年第38卷增刊但实际产量已达到1600,2000t /d㊂二台沸腾焙烧炉均排放出大量烟气㊂其中,1号炉排放烟气约110000m 3/h,2号炉排放烟气约150000m 3/h,烟气温度约150~160ħ,烟气中水蒸气含量为40%~45%,CO 2含量约为9%~10%,O 2含量约为10%,此外,还含有微量Al 2O 3粉尘㊂可见,烟气中含有丰富的余热资源和可回收水分㊂2㊀氧化铝沸腾焙烧炉烟气余热利用计算分析氧化铝沸腾焙烧炉烟气湿度大,烟尘量也较多,主要呈碱性,温度不高然而潜热可回收潜力大;氧化铝生产中需要大量的工业用水,由于溶出后得到的不溶残渣赤泥需要用大量的洗液多次洗涤,而回收的冷凝水含有一定的热量,因而考虑将含有一定热量的冷凝水作为洗液补充水加入到洗涤循环中㊂2.1㊀沸腾焙烧炉烟气从160ħ降到95ħ所放出的热量计算Q 12.1.1㊀烟气指标测定与计算参数选取对沸腾焙烧炉烟气流量㊁成分㊁温度㊁粉尘含量等重要设计指标进行测定,结果见表1㊂根据计算需要选取相关参数,计算参数取值见表2㊂表1㊀沸腾焙烧炉重要设计指标测定结果统计指标名称烟气流量V 0/(m 3/h)烟气温度t 1/ħ烟气中水蒸气含量/%CO 2含量/%O 2含量/%测定值150000150~16040~459~1010计算取值15000016042.59.510表2㊀计算参数取值160ħ干烟气95ħ干烟气95ħ饱和蒸汽160ħ水蒸汽水蒸气平均体积热容/[kJ /(m 3㊃K)]平均体积焓/(kJ /m 3)平均体积焓/(kJ /m 3)平均比热/[kJ /(kg ㊃K)]比热容/[kJ /(kg ㊃K)]密度/(kg /m 3)平均热焓/(kJ /m 3)1.35676217.48128.062.01012.39740.5136243.162.1.2㊀计算160ħ时烟气流量为V t =V 0(1+βt)=150000[1+(1/273)160]=237912.09m 3/h160ħ时干烟气流量为V tg1=237912.09ˑ(1-42.5%)=136799.45m 3/h95ħ时干烟气流量为V tg2=V tg1ˑT tg2/T tg1=136799.45ˑ(95+273)/(160+273)=116263.74m 3/h烟气中水蒸气的质量流量为:0.5136ˑ42.5%ˑ237912.09=51320kg /h烟气中水蒸气降温所放出的热量为Q 11=160ˑ2.3974ˑ51320+95ˑ2.0101ˑ51320=9885489.3kJ /h =9.9ˑ106kJ /h干烟气冷却所放出的热量为Q 12=V tg1ˑ217.48-V tg2ˑ128.06=136799.45ˑ217.48-116263.74ˑ128.06=14862409.84kJ /h =1.49ˑ107kJ /h沸腾焙烧炉烟气从160ħ降到95ħ所放出的总热量Q 1=Q 11+Q 12=2.48ˑ107kJ /h2.2㊀冷却用原液用量m 11)原液条件:原液初温t 1=46~50ħ,按48ħ计算;原液被加热后的温度t 2=80ħ;原液比热:4.18kJ /(kg ㊃ħ)㊂2)原液用量计算㊂m 1=Q 1/[4.18ˑ(80-48)]=185t /h2.3㊀计算结果分析氧化铝厂生产过程中每小时能提供原液约1000t,如果将其作为间接冷却源,计算结果表明可以满足将沸腾焙烧炉烟气冷却的要求,而不必再寻找其它冷却介质,可大幅度降低氧化铝生产工艺过程用汽㊂3㊀氧化铝沸腾焙烧炉烟气余热利用3.1㊀烟气余热利用技术及工艺氧化铝沸腾焙烧炉烟气余热利用采用在氧化铝沸腾焙烧炉电收尘之后将烟气与低温介质(原液)进行间接换热,烟气余热利用工艺流程如图1所示㊂1 电收尘;2 烟道;3 间接式逆流式换热设备I;4 烟道;5 旋风脱水器;6 排烟口;7 引风机;8 水泵;9 热水收集池;10 原烟囱;11 烟道闸门㊂图1㊀沸腾焙烧炉烟气余热利用及冷凝水回收示意263环㊀境㊀工㊀程2020年第38卷增刊3.1.1㊀引风工艺原系统电收尘出口负压为零,热烟气依靠其与大气的密度差,形成自然抽力排放,故在改造系统中需增加引风机,以克服新系统间接换热㊁旋风脱水过程中所形成的烟道阻力㊂新系统引风机通过变频技术保持电收尘出口处负压为零,以保持沸腾炉内炉压不变㊂3.1.2㊀烟气余热利用工艺150ħ以上烟气从电收尘出口被引风机引入到间接式逆流式换热设备I中与氧化铝生产过程原液进行间接换热,将原液温度加热至80ħ左右,降低氧化铝生产过程蒸汽用量;同时,烟气温度降到95ħ左右㊂间接式逆流式换热设备I降低烟气温度,同时烟气中水蒸汽被冷凝下来,烟气中粉尘(主要为氧化铝粉末)附着在冷凝水珠上,低温烟气再经过旋风脱水器脱水,脱水后的洁净低温烟气(主要成分为CO2和N2)经引风机排放;收集到的喷淋热水经集中汇合后,引到赤泥洗涤循环中去,作为赤泥洗涤的洗水㊂由于碱性烟灰易吸湿,吸湿后黏结性较强,因此本项目部分实现了烟气的除尘处理,进一步降低了烟尘的排放浓度,减轻对环保的负作用,并回收氧化铝沸腾焙烧炉烟气中的氧化铝粉尘㊂3.1.3㊀防腐处理技术因换热器的加热侧和换热组件接触净烟气,所以对烟气余热利用系统中换热器㊁旋风脱水器㊁烟道闸门进行防腐技术处理㊂对系统加热侧壳体内表面采用衬鳞片树脂防腐,换热组件采用涂搪瓷㊂烟道闸门框架㊁闸门板㊁螺栓和密封片均采用镍基合金㊂旋风脱水器采用衬玻璃鳞片,并且在被冷凝水冲刷较严重的地方和脱水器底部加厚防腐层㊂与低温烟气接触的引风机的外壳采用钢衬胶,而叶轮采用耐酸㊁耐磨合金钢㊂储存冷凝水的热水池采用衬胶或衬玻璃鳞片㊂有效解决烟气腐蚀系统设备的问题㊂3.2㊀烟气余热利用技术的先进性及创新点1)通过将焙烧炉烟气与原液进行热交换,实现氧化铝沸腾焙烧炉低温烟气的低品位余热回收㊂2)实现了回收氧化铝沸腾焙烧炉烟气中水蒸气㊂3)提出利用从烟气中回收的冷凝水作为氧化铝工业用水的思想㊂4㊀实施效果4.1㊀节能减排效果1)回收的氧化铝沸腾焙烧炉排烟温度降低到95ħ左右,蒸发母液蒸汽用量减少,烟气排放量减少10%左右㊂2)回收高温工业用水10万t/a,减少氧化铝生产用水10%左右㊂3)大幅度减少CO2㊁CO㊁NO x㊁SO2㊁水蒸气㊁粉尘等高温有害气体和物质的排放,改善环境㊂4.2㊀经济效益回收烟气余热,每年所节约的费用:每小时可回收余热量相当于标煤量m2=Q1/(7000ˑ4.18ˑ4)=0.212t每年可回收余热量相当于标煤量m3=0.212ˑ365ˑ24=1857t每年回收余热可产生的经济效益为:1857ˑ250ˑ7000/5000=64.86万元㊂其中,250为该分公司热值为5000kcal/kg煤的价格,元㊂4.3㊀社会效益氧化铝沸腾焙烧炉烟气余热利用实施完成以后,实现氧化铝沸腾焙烧炉废气有害物的减排,大大改善工人操作环境,同时节约大量日趋紧张的能源和水资源,为建设节约型社会,实现循环经济做出有益贡献㊂5㊀结㊀论氧化铝沸腾焙烧炉烟气余热利用研究取得低品位烟气余热和工业烟气中水蒸气同时回收的有效方法,并探索工业炉窑炉排烟系统的改造新思路,可推广应用于锌精矿沸腾焙烧炉㊁硫铁矿沸腾焙烧炉㊁钒矿沸腾焙烧炉等,同时对熟料窑㊁水泥立窑㊁回转窑㊁煤气发生炉㊁炼锌竖罐㊁密闭鼓风炉㊁炼铁高炉等类型工业炉窑也有借鉴作用,具有广泛的推广应用前景㊂参考文献[1]㊀金刚,杨小平.氧化铝生产节能降本技术研究与应用[J].有色金属设计,2018,45(2):76-81.[2]㊀于海.典型有色金属冶炼烟气余热回收利用研究[D].东北大学,2011.[3]㊀赵东亮,杨群泰,费良.气态悬浮焙烧炉烟气余热利用[J].有色冶金节能,2016,32(4):59-63.[4]㊀钟朝东.焙烧炉烟气余热利用[J].世界有色金属,2015,(2):26-27.[5]㊀马文选.氢氧化铝气态悬浮焙烧炉烟气余热利用实践[J].有色冶金节能,2014,30(5):48-49.[6]㊀邱田迎.氧化铝焙烧炉烟气余热采暖改造利用[C]ʊ中国计量协会冶金分会:‘冶金自动化“杂志社,2014:5.[7]㊀毕有才,徐浩.氧化铝焙烧炉烟气余热利用探讨[J].山东冶金,2013,35(3):52-53,57.[8]㊀和林涛,任庆华.浅谈焙烧炉烟气余热的回收利用[J].科技创新与应用,2013,(29):114-.363环㊀境㊀工㊀程2020年第38卷增刊。

浅谈铝冶炼烟气净化余热利用技术铝是一种重要的金属材料，在现代社会中被广泛应用于工业、建筑、汽车、航空等领域。

然而，铝的生产过程会产生大量的烟气，其中含有各种有害物质，有害环境和人体健康。

因此，在铝冶炼过程中，必须采取措施净化烟气，并且合理利用余热。

本文将对铝冶炼烟气净化以及余热利用技术进行探讨。

一、铝冶炼烟气净化技术1. 电除尘技术电除尘技术是常用的铝冶炼烟气净化技术之一，通过高压电场作用，使烟气中的灰尘带电，随后在电场中被收集。

电除尘技术可以有效地去除烟气中的粉尘，达到环保要求。

但是，该技术的能耗较高，需要大量的电力支持。

2. 喷淋洗涤技术喷淋洗涤技术是利用喷淋装置将水或其他洗涤液喷洒到烟气中，与烟气中的有害物质进行接触和反应，达到净化烟气的目的。

该技术适用于烟气中的有害气体和水溶性颗粒物质的净化。

但是，喷淋洗涤技术对水质要求较高，而且需要处理大量的废水。

3. 脉冲喷吹技术脉冲喷吹技术是将气体喷吹进烟道中，产生脉冲反应，使烟气中的有害物质被悬浮并分离，然后通过吸附和反应物质的作用去除有害成分。

该技术净化效率高、投资和运营成本低，可以适用于多种烟气的净化处理。

二、铝冶炼余热利用技术1. 湿法热回收技术湿法热回收技术是用水冷却铝冶炼高温的工艺余热，将热量转移到水中，生成蒸汽，再将蒸汽传输到热能需求区域。

该技术可以实现铝冶炼高温余热全面回收，利用效率高。

但是，湿法热回收技术要求清水供应并且需要处理大量的废水。

2. 烟气余热回收技术烟气余热回收技术是利用铝冶炼烟气中的余热，通过烟气余热回收系统将其回收，再用于制热和发电。

该技术可以减少排放的烟气和温室气体，并且实现烟气中的能量再利用，节约能源和减少环境污染。

但是，烟气余热回收技术要求设备复杂、投资较高，运营维护成本也高。

3. 烘干余热回收技术烘干是铝冶炼过程中的一个重要环节，也是产生大量余热的阶段。

烘干余热回收技术是利用烘干过程中产生的余热，将其进行回收和利用。