國外鋁工業(yè)爐窯新型燃燒技術的發(fā)展與應用（一）

焦爐煤氣燃燒器

　　天然氣，石油和電力這些寶貴的能源未來將會變得越來越稀少，乃至逐漸耗盡。國內外的結果均表明，采用再生金屬替代初生金屬，是一種節(jié)能的有效措施和關鍵途徑。在金屬回收熔煉過程中，燃燒系統(tǒng)的優(yōu)劣是影響能源消耗多少的關鍵因素。在目前的鋁加工和再生鋁的工業(yè)生產中，一般采用空氣-燃料燃燒系統(tǒng)。如今，全球競爭的壓力逐步加大，要求減少溫室氣體排放和愈加頻繁的環(huán)保督察，及日益上漲的燃料價格都使得鋁工業(yè)越來越關注提高能源效率和降低生產成本。純氧燃燒工藝技術就是在這一背景下發(fā)展起來的新型燃燒技術，可以很好地滿足鋁工業(yè)的這些需求。過去幾十年林德公司已經(jīng)將數(shù)百臺金屬熔煉和加工用爐窯從空氣燃燒升級改造為純氧燃燒，因此有著關于氧氣應用于工業(yè)爐窯的豐富經(jīng)驗。這些關于純氧燃燒改造前后生產工藝優(yōu)化的豐富經(jīng)驗，可以避免項目改造初期代價高昂的試錯風險，確保爐窯能夠安全順利的從空氣燃燒切換為純氧燃燒。本文將描述純氧燃燒技術應用帶來的效益和純氧燃燒技術可能存在的潛在風險。

工業(yè)爐窯的燃燒過程是能源大量消耗之處及主要污染物排放源。金屬行業(yè)能源主要用于加熱、熔化、熔煉以及對所生產的材料進行重新加熱。目前，大多數(shù)金屬產品中國的產量占世界總產量的50%以上，例如鋼鐵和鋁合金，超過三分之二的鋼鐵產量來自亞洲。在中國，有超過12萬臺工業(yè)爐窯在生產運行。這些工業(yè)爐窯的能源消耗量占中國總能源消耗量的25%以上，占工業(yè)領域能源消耗量的60%以上。鋼鐵、有色金屬等行業(yè)是主要的能源消耗和污染物排放大戶。

鍋爐煤改氣

　　燃燒系統(tǒng)是使用化石燃料爐窯的核心。燃燒系統(tǒng)作為核心部件必須和爐窯相匹配。爐窯的尺寸和形態(tài)特征差別很大。在再生金屬行業(yè)常用的爐型有回轉爐，反射爐?；剞D爐呈圓筒形，可以設計為可傾動轉爐或者固定軸非傾動轉爐。轉爐根據(jù)燃燒器的設計和安裝位置，可以分為單通道和雙通道轉爐，分別代表燃燒從起點(燃燒器)到終點(煙氣排出位置)在爐內通過的路徑。反射爐是方形爐窯，也可以設計為可傾動和固定式反射爐。反射爐可以是單室爐或多室爐，熔體可以選擇運動或靜止，工藝可以設計為連續(xù)熔煉或批次熔煉。

　　爐窯的燃燒系統(tǒng)也有多種方式可以選擇。燃燒系統(tǒng)可以選擇空氣燃燒，也可以選擇純氧燃燒技術或者結合兩種技術一起應用的空氣燃燒-氧氣燃燒混合系統(tǒng)。每種燃燒系統(tǒng)有著不同的燃燒特性會產生不同的燃燒效果。本文，我們將會對比討論這幾種燃燒技術在鋁加工和再生鋁熔煉生產過程中工藝參數(shù)的異同,能源消耗和煙氣排放等方面長期應用的結果。

1鋁合金熔煉爐

　　旋轉爐適用于金屬和爐渣的快速熔煉。旋轉爐一般不用于金屬熔煉后期的合金化或保溫爐。旋轉爐的原料一般會采用專用的加料車加入，熔化的目標是越快越好;爐窯在生產過程中一直在旋轉，產生的粉塵和煙霧會隨著燃燒后產生的高溫煙氣一起排出爐外。排煙風機將煙氣抽出爐外或者抽吸進入煙氣處理系統(tǒng)。