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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。
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
2.气态悬浮焙烧炉烟气余热利用
3.氢氧化铝气态悬浮焙烧炉烟气余热利用实践
4.电泳车间电泳烘干室烟气余热利用及节能效益分析变废为宝r——烟气余热回收再利用
5.一种烟气干式超净技术在阳极焙烧炉烟气治理中的研发与应用
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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。
煅烧炉余热的综合利用1 理论计算1.1 公司生产及生活所需热量计算（1）沥青熔化所需热量〔1〕Q熔=G沥〔C p固（t1－t0）＋C p液（t2－t1）〕／T=14000×〔1.34×（95－0）＋1.67×（195－95）〕／24=171675kJ／h式中：—沥青熔化所需热量，kJ／h；Q熔—每天所需熔化沥青的质量，kg；G沥—固体沥青比热容，kJ／（kg〃℃）；Cp固—液体沥青比热容，kJ／（kg〃℃）；Cp液—沥青熔化时温度，℃；t1—冬季沥青常温，℃；t—液体沥青应达到温度，℃；t2T—沥青熔化时间，h。
（2）沥青排除水分的蒸发热Q蒸=〔G水C水（100－t0）＋G水C蒸〕／T=〔14000×5％×1.0×100＋14000×5％×539〕／1=447300kJ／h式中：Q—排除水分蒸发热，kJ／h；蒸—沥青内水分的质量，kg；G水—水的比热容，kJ／（kg〃℃）；C水—冬季沥青常温，℃；t—水的蒸发热，kJ／kg；C蒸T—脱水时间，h。
（3）混捏糊料所需热量制糊车间有两台混捏锅，每小时生产两锅糊料，每锅糊料重1600kg，配比如下：煅后石油焦（73±2）％、沥青（27±2）％；煅后焦质量G1=1600×73％=1168kg、沥青质量G2=1600×27％=432kg。
2台混捏锅每小时糊料消耗的热量：Q糊=2〔G1C焦（t3－t0）〕=2×〔1168×3.09×（150－0）〕=1082736kJ／h式中：—煅后焦平均比热容，kJ／(kg〃℃)；C焦—混捏时糊料温度，℃；t3—冬季常温，℃。
t（4）采暖用油需热量Q暖=G载C油×(t5- t4)=10000×4.18×0.85×（80-60）=710600Kj/h式中：G 载—导热载体质量，kg ； C 油—导热载体比热容，0.85 C 水； t 4—导热油回口温度，℃； t 5—导热油出口温度，℃。
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。
RS0701—B 中国铝业广西分公司焙烧炉烟气余热利用系统
总体设计说明书
设计：刘光耀
校对：曹琪成
审核：刘辉，涂福炳
批准：王彤，周孑民
中南大学
长沙南方金属散热器厂
二0 0七年三月六日
中国铝业广西分公司焙烧炉烟气余热利用系统
总体设计说明书
一、概述：
中国铝业广西分公司焙烧炉烟气余热利用系统是由长沙南方金属散热器厂负责，经过组织了中南大学、中船重工集团711研究所等有关专家反复讨论与认证后，才制定下如今这切实可行的方案加以实施。
由于焙烧炉烟气经电除尘后温度只有185°C，同时烟气中含有一定的二氧化硫，低温烟气可以进行余热利用，但在有二氧化硫条件下，必须严防烟温降锝太低进入露点，二氧化硫气体结露产生腐蚀性极强的酸雾，对钢结构散热器造成严重腐蚀。
使正常使用中的换热器很快损坏，为此我们反复论证，采用科学合理的工艺，在确保最大可能回收烟气中余热条件下满足平盘洗水所需要的流量与温度，同时更要控制排烟温度，以及换热器低温端的壁面温度，确保余热利用系统长期，安全、可靠运行。
二、设计方案及工艺流程、设计参数：
1、设计方案：
在确保低温烟气有效余热回收及防止结露与对换热器腐蚀等技术问题上，我们最终确定了采用体积小、换热量大，运行可靠的热管型烟气换热器为主体，热管采用顺流热交换、错排横向冲刷换热，以及利用高温端出水对低温端给水加热，最终用混水器确保平盘洗水，达到规定的92°C等技术措施来确保焙烧炉烟气余热回收利用的成功。
另外由于引风机不变，本身负压余量有限，新串入的烟气余热回收装置有阻力，所以在布置中烟道接管的口径、长度、弯头等均要严格控制，总布置也必须紧凑合理。
2、工艺流程：
烟气：焙烧炉烟气经电除尘后在原有的烟道上开口，将185°C烟气从上部引入烟气换热器，烟气换热降至140—150°C左右后从
换热器下部引出返回到原有烟道中，利用原有烟道及引风机将
低温烟气排空。
给水：厂已有65°C平盘洗水经并联二台管道式热水泵加压后分二路进入换热器系统。
一路为主系统，65°C水经气动调节阀进入
给水预热器预加温至88°C，88°C预热水进入烟气换热器进
行加热，升温至118°C排出。
118°C热水再次经过给水预热
器对65°C水加热，最后从给水预热器出水口出来是95°C热
水，95°C水再进入混水器与另一路付系统调节进来的65°C
水混合，最终混合后的热水温度控制在92—94°C范围内向水
槽输出，供平盘洗水用。
在给水系统中，我们在给水预热器前
后还设计有二路旁通管道，在一定条件下可以停给水预热器，
整个烟气余热系统仍然可以继续运行。
有关工艺流程详见RS0701—D烟气换热器系统工艺流程图。
3、设计参数：
烟气流量 12万Nm³/h；进烟温度 185°C；排烟温度140—150°C 给水流量 42m³/h；给水温度 65°C；输出水温度92—94°C
三、总体布置与走向：
1、总平面布置：
在现已有的焙烧炉烟气电除尘器及引风机排烟位置的东侧有一片空地。
我们考虑将烟气余热利用系统的主要设备均布置在此处。
相对位置为：烟气换热器放在原烟道东边3米处，给水预热器放在烟气换热
器北5.4米处，混水器放在再北面2.9米偏向东侧2米处。
中控室在最北面的二楼。
详见RS0701—C平面布置图。
2、管道走向：
烟气管道：在原有烟道上沿+7.745米处向东侧开孔接管引出，经烟气换热器后从原有烟道下沿+0.8米处开孔，将余热利用后的烟气接回原有烟道。
原有烟道内挡板进行导流改造，在原有烟道基本不变条件下利用原有引风机系统进行排烟。
给水管道：在原有给水管道（在本平面图东侧约100米处）走向基础上，将给水管道向下引到地面空地处，并联装二台管道热水泵，经管道泵加压后水再次向上架空向西，过马路及绿化带后在中控室南边沿进入烟气余热利用区域。
然后给水管按RS0701—D工艺流程图上接管。
加热后输出水管沿给水进水管走向并联向东输向水槽利用。
管道的走向及布置可参见RS0701—G—00管道系统接管图有关给水主付系统调节阀及温度压力表均按工艺要求安装在烟道及给水管道相应位置上。
四、安装施工顺序：
1、按总平面布置要求首先必须完成土建基础施工，其内容包括：
烟气换热器基础（RS0701—J—01—01）
给水预热器基础（RS0701—J—02—00）
混水器基础（RS0701—J—03—00）
给水管支架（厂方自理）
管道泵基础（先平地2×3m²一块）
2、完成设备与管道的支架，其内容包括：
烟气换热器钢架（RS0701—J—01—02）
管道支架（厂方自理）
3、主设备制造完成运到厂方后立即安装定位，其内容包括：
烟气换热器、给水预热器、混水器及管道泵的安装。
（RS0701—M—00，RS0701—N—00，RS0701—W—00）
4、管道制作安装，其内容包括：
进烟接管（RS0701—Y—01）
出烟接管（RS0701—Y—02）
所有水管接管（RS0701—D及RS0701—G—00）
所有烟道接上
5、仪表安装在管道上完成（RS0701—L—00，RS0701—D），将仪表信号
引入中控室内。
6、待焙烧炉停炉后，从进出烟道接管的人孔中进入内部，将原有烟道割
开并完成连接工作。
同时在原有烟道西侧割一大口对烟道内挡板进行改造，完成改造后封上大口（RS0701—Y—03）
7、全部安装完毕后要做以下工作：
A：管道整体冲洗及水压试验，水压试验压力为1.6Mpa。
B：将原有烟道及所有换热设备和给水管进行保温。
C：对仪表及控制部分进行冷态调试。
D：投入全荷运行，调整流量及温度参数使换热系统进行正常工作。
中南大学
长沙南方金属散热器厂
2007年3月6日。
