試論鋁冶煉低溫余熱回收利用的實(shí)踐

魏成岐

摘 ? ?要：環(huán)境問(wèn)題正在成為人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的問(wèn)題之一，做好節(jié)能減排已經(jīng)成為各行各業(yè)共同的發(fā)展方向，如何才能降低生產(chǎn)過(guò)程造成的環(huán)境污染、并在此基礎(chǔ)上提升經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)，正在成為有關(guān)人員研究的重要課題。特別是鋁冶煉行業(yè)更是如此，其本身屬于高耗能行業(yè)，稍作調(diào)整就能節(jié)約大量能源，借助余熱回收技術(shù)改善鋁冶煉行業(yè)高能耗問(wèn)題勢(shì)在必行。工作人員有必要對(duì)鋁冶煉低溫余熱回收利用的實(shí)踐進(jìn)行研究，并對(duì)其能夠達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效益加以分析。

關(guān)鍵詞：鋁冶煉;低溫余熱;回收利用

1 ?引言

低溫余熱回收利用技術(shù)是一種比較新穎的節(jié)能技術(shù)，可以將本來(lái)浪費(fèi)的能源回收再利用，是一種改善熱能浪費(fèi)問(wèn)題、促進(jìn)節(jié)能減排的重要手段，可以為企業(yè)帶來(lái)不菲的經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際的生產(chǎn)中可以發(fā)現(xiàn)，鋁冶煉行業(yè)往往存在十分嚴(yán)重的熱能浪費(fèi)問(wèn)題，多余的熱能直接逸散、得不到回收再利用的現(xiàn)象非常多見，而熱管換熱技術(shù)、吸收式制冷技術(shù)、熱泵技術(shù)等余熱回收技術(shù)，都能解決上述問(wèn)題并發(fā)揮十分可觀的作用，特別是在鋁冶煉行業(yè)中更是效果拔群。

2 ?鋁冶煉低溫余熱回收利用實(shí)踐技術(shù)

2.1 ?熱管換熱技術(shù)

熱管換熱設(shè)備本身的運(yùn)行效果十分可觀，它主要的有效結(jié)構(gòu)就是熱管，即利用工質(zhì)相變對(duì)熱量進(jìn)行置換和傳遞，工質(zhì)相變的劇烈沸騰及兩相之間存在焓差，和常規(guī)的單項(xiàng)溫差換熱設(shè)備比起來(lái)，其具有更好的置換能力，除此之外，換熱介質(zhì)之間不存在混合的情況，因此整體安全性也十分突出。具體來(lái)說(shuō)，熱管換熱技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中有三個(gè)特點(diǎn)：首先，比傳統(tǒng)換色技術(shù)更加安全穩(wěn)定，并且能夠保持長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，過(guò)去比較常見的換熱技術(shù)通常是一間壁換熱為原理進(jìn)行置換，也就是說(shuō)利用冷熱流體從管道或容器兩側(cè)通行進(jìn)行熱量置換，但實(shí)際上這種方法的安全風(fēng)險(xiǎn)比較突出，效果也并不穩(wěn)定。而新型換熱技術(shù)就解決了這一問(wèn)題，整體安全性十分突出、換熱效率比較高，實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值相對(duì)突出。其次，熱管管壁溫度可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)對(duì)熱流的控制，可以順利地調(diào)整熱管管壁的溫度，使之實(shí)際應(yīng)用效果更上一層樓。最后，熱管換熱效率較過(guò)去有了明顯提升，因此其節(jié)能效果也十分可觀。熱管換熱技術(shù)在相當(dāng)導(dǎo)熱系數(shù)上有著不可忽視的優(yōu)越性，其導(dǎo)熱系數(shù)比常規(guī)金屬材料高出數(shù)百倍，能夠?qū)⒋罅康臒崃靠焖偌燮饋?lái)，節(jié)能效果和實(shí)際應(yīng)用效果都更加優(yōu)越。

2.2 ?吸收式制冷技術(shù)

吸收式制冷技術(shù)是一種基于熱能存在的、具有極佳制冷性能的新技術(shù)，它的優(yōu)勢(shì)在于可以直接將熱能利用起來(lái)，不涉及到能源的二級(jí)轉(zhuǎn)換等，因此能量不會(huì)在轉(zhuǎn)換過(guò)程中被消耗和浪費(fèi)，在鋁冶煉企業(yè)生產(chǎn)中，吸收式制冷設(shè)備的用電量非常低，不足同容量離心機(jī)的2%，更重要的是它同時(shí)具有低溫余熱收集功能，這使得它的實(shí)踐應(yīng)用范圍和適用方向更加寬泛。最后，它同時(shí)具有制冷制熱兩方面的功能，打開了鋁冶煉余熱的利用新方向，是一種極其有益的新嘗試。

2.3 ?熱泵技術(shù)

熱泵技術(shù)也是鋁冶煉行業(yè)低溫余熱回收技術(shù)中比較常見的一種，它能夠?qū)⒌蜏氐推焚|(zhì)的熱能轉(zhuǎn)換成高質(zhì)量的能量，并且使熱能的價(jià)值得到最大化的發(fā)揮，雖然在應(yīng)用中需要使用一定的電能作為支撐，但這部分電能與節(jié)約下來(lái)的熱能相比可謂是九牛一毛。熱泵技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用比較復(fù)雜，就以噴漆房空調(diào)系統(tǒng)為例來(lái)說(shuō)，采取過(guò)去的排風(fēng)系統(tǒng)和新風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行熱交換實(shí)現(xiàn)余熱回收時(shí)，其回收效果比較差、只能在冬天獲得部分余熱，整體應(yīng)用價(jià)值比較低。然而在熱泵技術(shù)的支持下，兩側(cè)溫差就會(huì)有較大差異，回收效果也會(huì)更好，空調(diào)系統(tǒng)的熱能浪費(fèi)問(wèn)題就能迎刃而解。除此之外，在高溫應(yīng)用中熱泵技術(shù)同樣優(yōu)勢(shì)明顯，其可以直接對(duì)55%的低品質(zhì)熱量進(jìn)行應(yīng)用，制造出熱水熱風(fēng)等供鋁冶煉生產(chǎn)進(jìn)行循環(huán)使用。

3 ?鋁冶煉低溫余熱回收利用的實(shí)踐效益

鋁冶煉行業(yè)余熱回收利用的要點(diǎn)大概有兩方面：第一，應(yīng)盡可能提升高溫爐熱效率，保證余熱存量，為熱能回收再利用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，換而言之就是要對(duì)高溫爐進(jìn)行隔熱保溫處理、提高余熱品質(zhì)，盡可能降低其能源消耗水平，保證余熱回收有實(shí)際意義。第二，在余熱利用的具體方法上，需要先考慮對(duì)余熱進(jìn)行直接利用，避免其在二次轉(zhuǎn)換的過(guò)程中發(fā)生浪費(fèi)和損耗等，使余熱發(fā)揮最大化的作用。比如說(shuō)，可以利用鋁冶煉高溫爐的余熱直接回溯供給爐窯進(jìn)行助燃，也可以將余熱回收以后作為原材料加熱工序的熱量來(lái)源，經(jīng)過(guò)這種直接利用以后剩余的、無(wú)法直接利用的熱量方可投入其他流程。因此，鋁冶煉行業(yè)的低溫余熱回收技術(shù)實(shí)際上，就是要用低品質(zhì)的熱量發(fā)揮高品質(zhì)的效果，因此它往往具有十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益，在實(shí)踐應(yīng)用中得到了越來(lái)越多的認(rèn)可和關(guān)注。通過(guò)鋁冶煉低溫余熱回收利用技術(shù)的分析不難發(fā)現(xiàn)，鋁冶煉行業(yè)的節(jié)能減排工作大有可為，具有突出的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和研究?jī)r(jià)值。鋁冶煉企業(yè)必須要充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，并且不斷提升對(duì)低溫余熱回收技術(shù)的研究，積極主動(dòng)地將之引進(jìn)和落實(shí)到實(shí)際冶煉生產(chǎn)流程中去，為自身發(fā)展?fàn)幦「叩慕?jīng)濟(jì)收益。就以我國(guó)某鋁業(yè)公司的電解槽余熱利用工程為例來(lái)說(shuō)，該企業(yè)在初始階段就克服了技術(shù)難題，保證了煙氣余熱利用系統(tǒng)的安全性，并以此為基礎(chǔ)對(duì)回收再利用方案進(jìn)行了一體化優(yōu)化，使系統(tǒng)及設(shè)備的合理性得到了提升，整體應(yīng)用效果十分可觀。根據(jù)該企業(yè)的實(shí)際數(shù)據(jù)來(lái)看，余熱回收系統(tǒng)投入使用三個(gè)月，累計(jì)節(jié)約熱能達(dá)到了26萬(wàn)千瓦時(shí)，在兩年后就完成了初期成本回收，整體應(yīng)用效果極佳。

4 ?結(jié)束語(yǔ)

金屬冶煉是耗能大戶，特別鋁冶煉更是如此，其加工過(guò)程和生產(chǎn)過(guò)程離不開大量化石能源的支持，但轉(zhuǎn)化出來(lái)的熱能卻往往得不到有效的回收再利用，這顯然不符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。為了解決這個(gè)問(wèn)題，業(yè)內(nèi)人士對(duì)鋁冶煉的余熱回收進(jìn)行了分析，并提出了熱管換熱技術(shù)等幾種行之有效的余熱回收技術(shù)，改善了我國(guó)鋁冶煉行業(yè)高能耗、浪費(fèi)率高的問(wèn)題，是一種十分具有現(xiàn)實(shí)意義的嘗試。在今后的工作中，還需要進(jìn)一步對(duì)其經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行研究，從而促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的落實(shí)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 雷發(fā)榮.淺談鋁冶煉低溫余熱回收利用的實(shí)踐[J].商品與質(zhì)量，2019（9）：113.

[2] 宋英鏑.鋁冶煉低溫余熱回收利用的實(shí)踐探究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018 （4）：183～184.

[3] 謝慈俊.鋁冶煉和加工行業(yè)低溫余熱回收利用研究和實(shí)踐[A].中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)%廣東省有色金屬學(xué)會(huì).第四屆廣東鋁加工技術(shù)國(guó)際研討會(huì)論文集[C]，2013.