氫氧化鋁氣態(tài)懸浮焙燒爐煙氣余熱利用實(shí)踐

馬文選

(中鋁山西分公司, 山西 河津 043300)

氫氧化鋁氣態(tài)懸浮焙燒爐煙氣余熱利用實(shí)踐

馬文選

(中鋁山西分公司, 山西 河津 043300)

某公司自主研發(fā)了一種氫氧化鋁氣態(tài)懸浮焙燒爐煙氣余熱回收技術(shù)，熱回收率高達(dá)91.5%，并成功應(yīng)用于4#焙燒爐的工業(yè)生產(chǎn)。其余熱回收裝置平均進(jìn)水溫度為36 ℃,出水溫度達(dá)73 ℃以上，達(dá)到了較好的余熱利用效果。

氣態(tài)懸浮焙燒爐; 煙氣; 余熱

0 前言

目前中鋁山西分公司140萬t氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)共有4臺氣態(tài)懸浮焙燒爐用于氫氧化鋁焙燒，每小時(shí)約排放70萬m3、溫度在150 ℃左右的煙氣，其中含有大量水蒸汽和一定量的氧化鋁粉塵。這些富含汽化顯熱和潛熱的煙氣直接排放到大氣中，既不節(jié)能，也不環(huán)保。低溫?zé)崮芑厥绽檬且粋€(gè)難度比較大的技術(shù)課題，國內(nèi)部分氧化鋁企業(yè)在焙燒爐煙氣余熱利用方面開展了一些工作，主要是采用一些成熟的間接換熱設(shè)備進(jìn)行余熱回收，但其利用率較低；其它行業(yè)主要是針對高溫?zé)煔?一般為300 ℃以上)換熱，一般采用余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽。

中鋁山西分公司于2010年自主開發(fā)了焙燒爐煙氣余熱回收技術(shù)，熱回收率高達(dá)91.5%，并于2012年在4#焙燒爐成功用于工業(yè)生產(chǎn)。經(jīng)過3年的努力，實(shí)現(xiàn)了從新技術(shù)開發(fā)到半工業(yè)試驗(yàn)最后工業(yè)化應(yīng)用的目標(biāo)，為企業(yè)增加了效益，提高了廢物再利用能力。更重要的是該技術(shù)為我國低溫?zé)煔鉄崮芾瞄_辟了一條新途徑，在中鋁分公司及其它行業(yè)具有廣泛應(yīng)用推廣價(jià)值。

1 焙燒爐煙氣余熱直接回收技術(shù)

從4#焙燒爐排風(fēng)機(jī)的出口煙囪上接一根引風(fēng)管，與一臺新裝鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口相接，鼓風(fēng)機(jī)出口風(fēng)管直接與換熱器連接，將焙燒爐尾氣引入換熱器內(nèi)，自下而上與冷卻水進(jìn)行逆流洗滌后，廢氣經(jīng)頂部煙囪排空。低溫循環(huán)水與換熱器頂部噴淋管連接，水由上而下經(jīng)過多級折流板與焙燒爐煙氣進(jìn)行熱交換以回收熱量，加熱至大于70 ℃的熱水通過吸熱塔熱水泵送至燒結(jié)法洗滌熱水槽，用作燒結(jié)法赤泥洗水。

噴淋式吸熱塔是一種利用煙氣余熱噴淋換熱的設(shè)備：水通過水泵加壓打入設(shè)備頂部，循環(huán)水下落到各級淋水盤上形成水簾，與從設(shè)備底部進(jìn)氣管進(jìn)入設(shè)備的高溫含濕煙氣進(jìn)行充分傳熱交換，最后通過出水管流出設(shè)備。該塔可充分吸收高溫含濕煙氣的熱量，同時(shí)煙氣中的水分通過換熱析出釋放潛熱加以利用，其流程如圖1所示。

圖1 4#焙燒爐煙氣余熱回收流程示意圖

2 運(yùn)行效果

2011年10月，4#焙燒爐煙氣余熱直接回收利用工業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目施工結(jié)束，11月開始單體試車，12月負(fù)荷試車, 2012年1月正式交付生產(chǎn)使用。項(xiàng)目交付生產(chǎn)使用后，對運(yùn)行過程中的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，如表1所示。

由表1可得，4#焙燒爐煙氣余熱回收裝置平均進(jìn)水溫度為36 ℃，平均出水溫度達(dá)73 ℃，溫升37 ℃，設(shè)備的換熱能力基本達(dá)到預(yù)期值(水量主要受生產(chǎn)用水量影響偏低，但瞬時(shí)值已達(dá)到350 m3/h以上)；整體換熱效果達(dá)到預(yù)期目標(biāo)且運(yùn)行過程中未對風(fēng)機(jī)造成明顯影響。

表1 4#焙燒爐煙氣余熱回收利用運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)

3 運(yùn)行中存在的問題及解決辦法

在4#焙燒爐煙氣余熱回收利用項(xiàng)目的工業(yè)應(yīng)用過程中，遇到了很多技術(shù)難題，如：2011年11月試車過程中出現(xiàn)的吸熱塔溢流管煙氣泄漏現(xiàn)象；12月負(fù)荷試車吸熱塔換熱后，出現(xiàn)的水汽過大、排氣筒帶水現(xiàn)象；2012年1月出現(xiàn)的水質(zhì)差(循環(huán)水中帶有大量堿、雜質(zhì)并混有部分赤泥回水，極易結(jié)垢)導(dǎo)致噴嘴頻繁堵塞無法使用等現(xiàn)象。

針對運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，技術(shù)人員采取了以下的解決方案：

(1)吸熱塔溢流管加裝了水封裝置，解決了煙氣泄漏問題。

(2)采用托盤式噴水裝置，替代了原設(shè)計(jì)的螺旋傘形噴水裝置，解決了循環(huán)水質(zhì)差造成的冷水噴嘴堵塞問題。

(3)采用水汽分離除霧裝置，解決了煙氣換熱后排氣筒帶水的問題。

4 經(jīng)濟(jì)效益和社會效益

4.1 經(jīng)濟(jì)效益

該項(xiàng)目年可回收熱量2.03×1011kJ，折合蒸汽73 600.25 t，考慮管路熱損失5%，按蒸汽單價(jià)100元/t計(jì)算，則年可節(jié)約蒸汽費(fèi)用699.2萬元?？鄢\(yùn)行費(fèi)用114.44萬元，清理、檢修費(fèi)30萬元，設(shè)備折舊費(fèi)40萬元，則年經(jīng)濟(jì)效益為514.76萬元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

4.2 社會效益

該項(xiàng)目可減少排入大氣的熱量，減少了對大氣的熱污染，并回收煙氣中大部分的氫氧化鋁粉塵，減少了粉塵的排放；換熱過程可對煙氣中的部分有害氣體進(jìn)行脫除，減少了有害氣體對環(huán)境的污染，減少對大氣的熱污染。

5 結(jié)束語

目前，采用直接換熱器回收焙燒爐尾氣余熱的技術(shù)在國內(nèi)氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)中屬首創(chuàng)。該技術(shù)為我國低溫外排煙氣熱能利用開辟了一條新途徑，其回收流程及操作簡單，投資費(fèi)用低，實(shí)施速度快，回收效果好，適用范圍廣，有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

[1] 楊重愚. 氧化鋁生產(chǎn)工藝學(xué)[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1982

Practice of Flue Gas Waste Heat Recovery of Aluminum Hydroxide Gaseous Suspension Calciner

MA Wen-xuan

This paper introduces a self-developed flue gas waste heat recovery technology in aluminum hydroxide gaseous suspension calciner by a company. The technology can reach a heat recovery rate of 91.5%, and is successfully applied in the 4#roaster. The average inflow water temperature in the heat recovery unit is 36 ℃, and the outflow water temperature is above 73 ℃. It achieved a better effect on waste heat utilization.

gaseous suspension calciner; flue gas; waste heat

2014-02-18

馬文選(1969—)，男，山西運(yùn)城人，碩士，高級工程師，主要從事氧化鋁生產(chǎn)技術(shù)管理工作。

TK11+5

B

1008-5122(2014)05-0048-02