氧化铝循环焙烧炉节能技术分析

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摘 要：氧化铝焙烧是氧化铝生产的最后一道工序同时也是关键工序之一，针对氧化铝焙烧的工艺和设备展开工作，介绍了氧化铝焙烧的工艺和方法，对氧化铝生产的能耗工序进行了分析和对比，通过多项节能措施的实施，在保证提高企业经济效益增加的同时，降低了污染物的排放，为环境保护做出了贡献。
关键词：氧化铝；焙烧炉；节能技术；预热利用
0引言
氧化铝焙烧是氧化铝生产过程中的最后一道工序，其主要的过程是将氢氧化铝进行焙烧，生产氧化铝。因此氧化铝生产企业能耗一直居高不下。从上个世界90年代开始，国内的氧化铝生产企业开始引进世界上先进的循环流态焙烧炉，采用循环焙烧炉代替原有的回转炉作为煅烧装置，取得了相对较高的生产效率和较低的能耗。在实际的生产过程中发现，虽然循环焙烧炉设备相对比较先进，但是在能耗方面还有一些提升的空间，因此进行节能措施的分析和应用对于降低生产能耗，提高生产效率具有重要意义。
1 氧化铝生产工艺与方法
氧化铝循环焙烧系统主要包括文丘里干燥器、旋风分离器、焙烧炉、返料器、冷却器以及除尘系统等，焙烧工艺主要分为以下三个方面：氢氧化铝干燥和预热、焙烧、冷却以及一次风、二次风的预加热等。针对这些工序开展节能技术分析，发现可以进行节能减排技术改造的工序和设备，对于提高生产效率，降低生产能耗具有重要意义。
2 氧化铝焙烧节能工序节能方向分析
随着焙烧炉使用时间的增加，目前氧化铝焙烧工序中主要存在以下几个方面的问题，节能减排技术的应用也针对以下几个方面的问题开展：
氧化铝焙烧工序传统燃料采用的是重油，氣味大，能耗高，同时排放出大量的二氧化碳和硫化物，是企业污染的一大来源之一，根据这一问题，采用天然气代替重油，解决了正压焙烧炉的燃烧难题，同时对于使用天然气存在的安全问题要考虑在内，采取合理的保护措施。
随着使用年限的增加，在焙烧炉的出口排放物含尘量逐渐增加，严重影响了自然环境，给企业环保工作带来了很大的压力。根据存在的以上问题，对氧化铝的焙烧工序的粉尘低排放系统进行研发具有重要意义。在实际技改过程中主要提出了以下几个方面的解决方案：①在机械收尘前先增加一级旋风分离除尘器；②采用布袋除尘代替原有的电除尘系统；③增加一级流化床冷却器。
针对焙烧炉尾部预热过高的问题，提出尾气余热回收系统，在尾部余热通过烟道排空的过程中，增加余热回收，将余热用于厂区供暖，避免了热量损失和资源浪费，对于提高产能也具有重要意义。在设备改造完成后，可以缓解厂区冬季供暖紧张的局面，同时还能实现氧化铝粉的回收，对于节能减排、环境保护、降低能耗都有重要意义。
通过以上几个方面的问题的研发和方案的实施，可以实现氧化铝焙烧工序的清洁能源的使用，增加减排流程设备的使用，如果实现整套流程的使用和运行，对于降低氧化铝生产能耗，节约生产成本，减少粉尘排放都具有显著效果。
3 节能技术实施和效益分析
3.1 天然气在氧化铝正压焙烧炉的使用
为了解决重油燃料在使用过程中燃烧不充分，能耗大，硫排放量大，环保达标困难的问题，采用更加安全、热值高、洁净、高效的天然气作为焙烧燃料。在对系统进行天然气、重油混合燃烧的研究过程中，通过混合燃烧系统的使用，可以实现天然气/重油任意流量的配合使用。在焙烧炉正压状态下实现在不间断天然气供应的情况下的任意天然气和重油的混合燃烧，并实现系统的安全运行。
在使用重油作为燃料时，需要将重油加热到150℃并雾化后才能保证完全燃烧，采用天然气焙烧炉，可以节约加热费用，减少操作岗位，大大减少生产费用。
3.2 布袋除尘系统应用
目前国内在氧化铝焙烧炉上采用布袋除尘的焙烧炉系统还比较少，在焙烧炉增加第一季旋风分离器的使用比较普遍。如果焙烧炉排放的粉尘过细，增加旋风分离器效果不明显，同时还会增加系统的排放阻力和耗电量。在增加布袋除尘器后，通过机械收尘、电除尘和布袋除尘的有机结合，可以很好地解决细度较大的粉尘的分离和除尘，解决排放粉尘不达标的问题。
3.3 余热回收系统使用
余热回收系统主要采用引风机把焙烧炉的烟气引出，送入冷凝器，通过直接冷凝器的循环喷淋进行降温，同时实现热量的回收。升温后的热水通过热循环泵输送到板式换热器，与厂区供热系统实现换热。同时降温后的喷淋水进入系统，再次实现烟气余热的循环收集。同时，由于烟气中含有较多的水蒸气，这些水蒸气会凝结水，这部分水进入循环喷淋水内，通过溢流管排入污水槽，最终通过压滤机进行固液分离。
4 结束语
氧化铝生产属于高能耗生产行业，氧化铝循环焙烧的节能减排技术显得尤为重要。分析了氧化铝生产的工艺和方法，指出了氧化铝焙烧工艺和设备在节能减排方面的主要发展方向。详述了节能减排的方案和实施措施，并进行了经济效果分析，结果表明，技能方案取得了良好的效果，基本实现了节能减排的目的。
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