氧化鋁熟料燒成窯煙氣余熱利用技術分析

來源：新能源網

時間：2016-06-15 18:49:58

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氧化鋁熟料燒成窯煙氣余熱利用技術分析　　隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程加快和消費結構持續(xù)升級，我國資源環(huán)境約束日趨強化，節(jié)能減排形勢嚴峻，為確?！?ldquo;十二五”規(guī)劃綱

　　隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化進程加快和消費結構持續(xù)升級，我國資源環(huán)境約束日趨強化，節(jié)能減排形勢嚴峻，為確?！?ldquo;十二五”規(guī)劃綱要》提出的節(jié)能減排約束性指標的實現(xiàn)，國務院于2011年印發(fā)了《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》，明確要求加快節(jié)能減排技術開發(fā)和推廣應用。

　　回收余熱、降低能耗對我國實現(xiàn)節(jié)能減排發(fā)展戰(zhàn)略具有重要的現(xiàn)實意義。冶金企業(yè)屬于高耗能型企業(yè)，其能耗占全國能耗的10%左右，占工業(yè)部門能耗的15%左右，能源費用占企業(yè)生產總成本20%～30%。節(jié)能降耗已經成為冶金企業(yè)長期的戰(zhàn)略任務。在各種工業(yè)爐窯的能量支出中，廢氣余熱約占15%～35%,充分有效利用這部分余熱可實現(xiàn)企業(yè)節(jié)約能源消耗，減少熱能排放，降低企業(yè)成本。

　　1、氧化鋁孰料燒成窯煙氣現(xiàn)狀分析

　　1.1 熟料燒成窯概況

　　中鋁貴州分公司氧化鋁廠現(xiàn)有5臺熟料燒成窯，設計產量40t/h，采用拜耳-燒結聯(lián)合法生產氧化鋁。其中燒結法在燒結熟料的過程中要產生大量的含余熱煙氣，煙氣中既含有CO2 、N2、O2等氣體，還含有大量的水蒸氣及窯灰。由煙氣從窯中帶走的窯灰被收集在煙氣凈化系統(tǒng)中，粗粒窯灰降落在燒結窯尾部的沉降室，而較細的窯灰被旋風除塵器和電收塵器捕集，最終窯尾煙氣以200 ℃左右排入煙囪。

　　1.2 熟料燒成窯煙氣參數測定

　　氧化鋁廠熟料燒成窯煙氣經過旋風除塵、電收塵后，煙溫降低到200℃左右，最后經引風機引入煙囪排入大氣中。雖然排煙溫度不高，煙氣熱能的品位較低，但由于產生的煙氣量巨大，造成較大程度的能量浪費。為了研究煙氣的余熱利用技術，設計余熱利用方案提供基礎數據，于2009年3月連續(xù)3天對4 #燒成窯煙氣進行跟蹤測試，得到煙氣流量、成分、溫度、含塵量、含水量等指標值。

　　2、熟料燒成窯煙氣余熱利用技術研究與應用

　　經過測定得知氧化鋁熟料燒成窯尾氣溫度在2 0 0℃左右，屬于低溫煙氣。目前我國冶金行業(yè)溫度低于60 0℃的低溫煙氣余熱占總煙氣余熱的22%，在如今有色冶金行業(yè)煙氣的余熱回收中，對于中低溫煙氣余熱的回收利用一直是一個薄弱環(huán)節(jié)。

　　中鋁貴州分公司借鑒國內外余熱利用先進技術，結合自身氧化鋁生產特點和煙氣特性，應用軟水熱媒技術回收4#和5#燒成窯煙氣余熱，用于加熱蒸發(fā)原液及氧化鋁片區(qū)澡堂用熱水。

　　2.1 煙氣露點溫度分析

　　由于煙氣中水蒸氣含量較高，且含有一定量SO2，在管壁溫度低于煙氣露點時，煙氣中的SO2、SO3與凝結水結合形成弱酸或中強酸，對傳熱元件表面造成酸腐蝕，而且，凝結水與熟料粉塵會結合形成鋁硅等礦物結疤，覆蓋在換熱元件的表面，增加熱阻，影響傳熱，降低換熱效率，嚴重時會使換熱器失效。所以先對煙氣露點溫度進行計算，確定煙氣可利用的溫度，以防止煙氣結露。

　　經計算得出，煙氣中SO2含量為77×10- 6；SO3含量為1.5×10- 6；煙氣露點溫度為134℃。為了防止煙氣結露對傳熱元件造成酸腐蝕，經研究確定本煙氣余熱利用溫度梯度為將煙氣溫度由200℃左右利用至150℃。