CN114993049A - 再生铝熔炼的二次燃烧系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了再生铝熔炼的二次燃烧系统及工艺，涉及再生铝熔炼设备技术领域，其可至少部分解决现有技术中的废铝熔化工艺具有的火灾安全隐患、带来环境污染与健康风险以及高运行维护成本的问题。本发明实施例一的再生铝熔炼的二次燃烧系统，包括再生铝熔炼炉，其特征在于，所述再生铝熔炼炉根据用途标记包括用于熔炼废铝的A类再生铝熔炼炉和用于二次燃烧黑烟的B类再生铝熔炼炉，A类再生铝熔炼炉和B类再生铝熔炼炉均至少有一台；还包括将A类再生铝熔炼炉和B类再生铝熔炼炉连通的二次燃烧通道。

Description

再生铝熔炼的二次燃烧系统及工艺

技术领域

本发明涉及再生铝熔炼设备技术领域，具体涉及再生铝熔炼的二次燃烧系统及工艺。

背景技术

目前，在废铝再生行业主要以燃烧的方式进行熔化，以达到回收利用的目的，废铝熔炼过程中，会产生大量的黑烟，现有的处理方式仅仅是将其通入除尘设备后就排入大气。

现有废铝熔化工艺至少有以下问题：其一，火灾安全隐患：废铝熔炼过程中，由于其表面含有的油脂、油漆以及塑料会在在高温环境中燃烧，同时由于炉内空间限制、且炉内含量量较低，因此，黑烟中具有大量易燃的一氧化碳，导致火灾安全隐患；其二，环境污染与健康风险：由于废铝中可能含有的含氯化合物，在炉膛温度维持在700-1000℃的情况下，炉内产生的二噁英会威胁生产人员的健康，增加患癌风险，且简单的除尘设备无法净化黑烟中的二噁英，直接排入大气会造成环境污染；其三，运维成本高，原因是由于黑烟中的粉尘会导致除尘设备更换维护频率高，同时，由于废铝中具有不可预见的物质(如锡蒸汽、铝蒸汽或其他杂质)，在蓄热体换热过程中容易堵塞蓄热体，提高运行维护成本。

发明内容

本发明的目的是提供再生铝熔炼的二次燃烧系统及工艺，用于解决现有技术中的废铝熔化工艺具有的火灾安全隐患、带来环境污染与健康风险以及高运行维护成本的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下方案：

本发明的一个方面提供再生铝熔炼的二次燃烧系统，包括再生铝熔炼炉，其特征在于，所述再生铝熔炼炉根据用途标记包括用于熔炼废铝的A类再生铝熔炼炉和用于二次燃烧黑烟的B类再生铝熔炼炉，A类再生铝熔炼炉和B类再生铝熔炼炉均至少有一台；还包括将A类再生铝熔炼炉和B类再生铝熔炼炉连通的二次燃烧通道。

可选的，所述A类再生铝熔炼炉和所述B类再生铝熔炼炉的结构相同，且A类再生铝熔炼炉和B类再生铝熔炼炉可根据其内部的熔炼废铝或燃烧黑烟状态互相转化类别。

可选的，所述再生铝熔炼炉包括密封炉门，所述B类再生铝熔炼炉的内部炉压通过其密封炉门的开度控制。

可选的，所述再生铝熔炼炉的侧壁上设有燃烧器和补氧喷枪，所述B类再生铝熔炼炉的燃烧器和补氧喷枪用于黑烟的二次燃烧。

可选的，所述再生铝熔炼炉根据用途标记还包括备用的C类再生铝熔炼炉，C类再生铝熔炼炉通过所述二次燃烧通道与所述A类再生铝熔炼炉、所述B类再生铝熔炼炉连通。

可选的，所述C类再生铝熔炼炉的结构与所述A类再生铝熔炼炉、所述B类再生铝熔炼炉的结构相同，A类再生铝熔炼炉、B类再生铝熔炼炉和C类再生铝熔炼炉可根据其内部的熔炼废铝状态或燃烧黑烟状态或备用的闲置状态互相转化类别。

本发明的另一个方面提供再生铝熔炼的二次燃烧工艺，具体包括以下步骤：

步骤S1：获取并判断A类再生铝熔炼炉内的黑烟量是否超标；

步骤S2：若步骤S1中黑烟量超标，则启动B类再生铝熔炼炉的密封炉门，使步骤S1中的黑烟通过二次燃烧通道通入B类再生铝熔炼炉；

步骤S3：启动步骤S2中B类再生铝熔炼炉的燃烧器和补氧喷枪，对通入其内部的黑烟进行二次燃烧。

可选的，所述步骤S1之前还包括步骤S0：启动所述A类再生铝熔炼炉的补氧喷枪，使A类再生铝熔炼炉内的黑烟进行初步燃烧，所述步骤S1中判断的黑烟量为步骤S0中黑烟进行初步燃烧后的剩余黑烟量。

可选的，所述步骤S3后还包括以下步骤：

步骤S4：获取并判断步骤S3中二次燃烧后的黑烟量是否仍然超标；

步骤S5：若步骤S1或步骤S3中的黑烟量仍然超标，则启动C类再生铝熔炼炉的密封炉门，使其转化为所述B类再生铝熔炼炉；

步骤S6：启动步骤S5中转化后的B类再生铝熔炼炉的燃烧器和补氧喷枪，并对通入其内的黑烟量进行再次燃烧。

可选的，所述步骤S5中变更C类再生铝熔炼炉为B类再生铝熔炼炉前还需要满足至少以下条件：所述步骤S3中的B类再生铝熔炼炉的密封炉门维持最大开度。

本发明具有的有益效果：

本发明的再生铝熔炼的二次燃烧系统，包括再生铝熔炼炉，其特征在于，所述再生铝熔炼炉根据用途标记包括用于熔炼废铝的A类再生铝熔炼炉和用于二次燃烧黑烟的B类再生铝熔炼炉，A类再生铝熔炼炉和B类再生铝熔炼炉均至少有一台；还包括将A类再生铝熔炼炉和B类再生铝熔炼炉连通的二次燃烧通道。

其作用是：通过设置至少一台A类再生铝熔炼炉和至少一台B类再生铝熔炼炉，并设置二次燃烧通道将两类再生铝熔炼炉进行连通，可以使得A类再生铝熔炼炉熔炼废铝后，将其炉内燃烧后的剩余黑烟通过二次燃烧通道排入B类再生铝熔炼炉，并在B类再生铝熔炼炉内对剩余黑烟进行二次燃烧。通过剩余黑烟的二次燃烧，可以使得剩余黑烟中的一氧化碳在B类再生铝熔炼炉内进行燃烧放热，并通过其燃烧的高温裂解二噁英等有害气体，同时降低了黑烟量，因此，可以解决现有技术中的废铝熔化工艺具有的火灾安全隐患、带来环境污染与健康风险以及高运行维护成本的问题。

附图说明

图1为本发明实施例一的俯视结构示意图；

图2为图1中A-A的剖视结构示意图；

图3为本发明实施例二的流程示意图。

附图标记说明：1-二次燃烧通道，2-再生铝熔炼炉，21-A类再生铝熔炼炉，22-B类再生铝熔炼炉，23-C类再生铝熔炼炉，3-补氧喷枪，4-第一燃烧器，5-第二燃烧器，6-密封炉门。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面通过参考附图并结合实施例来详细说明本发明：

实施例一：

如图1和图2，本发明的一个方面提供再生铝熔炼的二次燃烧系统，包括再生铝熔炼炉2，其特征在于，所述再生铝熔炼炉2根据用途标记包括用于熔炼废铝的A类再生铝熔炼炉21和用于二次燃烧黑烟的B类再生铝熔炼炉22，A类再生铝熔炼炉21和B类再生铝熔炼炉22均至少有一台；还包括将A类再生铝熔炼炉21和B类再生铝熔炼炉22连通的二次燃烧通道1。

通过设置至少一台A类再生铝熔炼炉21和至少一台B类再生铝熔炼炉22，并设置二次燃烧通道1将两类再生铝熔炼炉2进行连通，可以使得A类再生铝熔炼炉21熔炼废铝后，将其炉内燃烧后的剩余黑烟通过二次燃烧通道1排入B类再生铝熔炼炉22，并在B类再生铝熔炼炉22内对剩余黑烟进行二次燃烧。通过剩余黑烟的二次燃烧，可以使得剩余黑烟中的一氧化碳在B类再生铝熔炼炉22内进行燃烧放热，并通过其燃烧的高温裂解二噁英等有害气体，同时降低了黑烟量，因此，可以解决现有技术中的废铝熔化工艺具有的火灾安全隐患、带来环境污染与健康风险以及高运行维护成本的问题。本实施例中，A类再生铝熔炼炉21通入B类再生铝熔炼炉22的黑烟为经过初步燃烧后的剩余黑烟。

优选的，所述A类再生铝熔炼炉21和所述B类再生铝熔炼炉22的结构相同，且A类再生铝熔炼炉21和B类再生铝熔炼炉22可根据其内部的熔炼废铝或燃烧黑烟状态互相转化类别。本实施例中，A类再生铝熔炼炉21和B类再生铝熔炼炉22的结构相同，且可以根据其内部状态互相转化类别，可以使得再生铝的实际生产中更加灵活，同时，可以将需要熔炼的废铝块投入燃烧后的温度较高的B类再生铝熔炼炉22中，使其转化为A类再生铝熔炼炉21，从而避免了B类再生铝熔炼炉22内黑烟燃烧后的热量浪费，降低能耗。

具体的，所述再生铝熔炼炉2包括密封炉门6，所述B类再生铝熔炼炉22的内部炉压通过其密封炉门6的开度控制。B类再生铝熔炼炉22的密封炉门6开启后，会导致A类再生铝熔炼炉21的炉压高于B类再生铝熔炼炉22的炉压，从而使得A类再生铝熔炼炉21内的黑烟通过二次燃烧通道1进入B类再生炉熔炼炉，B类再生铝熔炼炉22密封炉门6的开度越大，则其内的炉压相应的就越小，A类再生铝熔炼炉21内通入B类再生铝熔炼炉22的黑烟流量就越大。

具体的，所述再生铝熔炼炉2的侧壁上设有燃烧器和补氧喷枪3，所述B类再生铝熔炼炉22的燃烧器和补氧喷枪3用于黑烟的二次燃烧。通过燃烧器和补氧喷枪3，可以向B类再生铝熔炼炉22内通入氧气，与炉内的黑烟混合后进行点燃，从而升高或维持炉温，降低熔炼再生铝的燃气消耗量，达到节能的目的。

本实施例中，还包括设于再生铝熔炼炉2侧壁上的温度传感器，本实施例中的温度传感器为常见的PT温度传感器。如图1，燃烧器包括设于再生铝熔炼炉2侧壁上的第一燃烧器4和第二燃烧器5。

优选的，所述再生铝熔炼炉2根据用途标记还包括备用的C类再生铝熔炼炉23，C类再生铝熔炼炉23通过所述二次燃烧通道1与所述A类再生铝熔炼炉21、所述B类再生铝熔炼炉22连通。通过设置处于闲置状态的C类再生铝熔炼炉23，可以增加本实施例的容错性。再生铝熔炼炉2的密封炉门6处于关闭状态时，黑烟无法进入其内部，同时，废铝块不向其内部投料时，则再生铝熔炼炉2为处于闲置状态的备用的C类再生铝熔炼炉23。

具体的，所述C类再生铝熔炼炉23的结构与所述A类再生铝熔炼炉21、所述B类再生铝熔炼炉22的结构相同，A类再生铝熔炼炉21、B类再生铝熔炼炉22和C类再生铝熔炼炉23可根据其内部的熔炼废铝状态或燃烧黑烟状态或备用的闲置状态互相转化类别。通过设置C类再生铝熔炼炉23，且A类再生铝熔炼炉21、B类再生铝熔炼炉22和C类再生铝熔炼炉23可以互相转化类别，使得本实施例可以根据再生铝的生产制度和生产情况进行调整，提高系统的灵活性。

本实施例的有益效果包括但不限于：

一、解决火灾安全隐患；黑烟中的一氧化碳等易燃物质在B类再生铝熔炼炉22内进行二次燃烧，可以解决后端除尘设备中的火灾安全隐患，同时，可以降低燃气消耗量，节能减排。

二、降低环境污染和健康风险；在B类再生铝熔炼炉22燃烧黑烟的过程中，温度需要维持在1200℃左右，黑烟中的二噁英等有害物资在高温环境下会快速裂解，从而降低泄露到工厂和排入到大气中二噁英的量，有效降低环境污染与员工的健康风险。

三、降低运维成本；通过对黑烟进行二次或多次的燃烧，可以大大降低黑烟的排放量，从而降低后端除尘设备的运行维护成本。

实施例二：

如图3，本发明的另一个方面提供再生铝熔炼的二次燃烧工艺，具体包括以下步骤：

步骤S1：获取并判断A类再生铝熔炼炉21内的黑烟量是否超标；

步骤S2：若步骤S1中黑烟量超标，则启动B类再生铝熔炼炉22的密封炉门6，使步骤S1中的黑烟通过二次燃烧通道1通入B类再生铝熔炼炉22；

步骤S3：启动步骤S2中B类再生铝熔炼炉22的燃烧器和补氧喷枪3，对通入其内部的黑烟进行二次燃烧。

具体的，所述步骤S1之前还包括步骤S0：启动所述A类再生铝熔炼炉21的补氧喷枪3，使A类再生铝熔炼炉21内的黑烟进行初步燃烧，所述步骤S1中判断的黑烟量为步骤S0中黑烟进行初步燃烧后的剩余黑烟量。

优选的，所述步骤S3后还包括以下步骤：

步骤S4：获取并判断步骤S3中二次燃烧后的黑烟量是否仍然超标；

步骤S5：若步骤S1中A类再生铝熔炼炉21或步骤S3中B类再生铝熔炼炉22内的黑烟量仍然超标，则启动C类再生铝熔炼炉23的密封炉门6，使其转化为所述B类再生铝熔炼炉22；启动C类再生铝熔炼炉23的密封炉门6可以扩大B类再生铝熔炼炉22的数量，扩大黑烟的可燃烧空间，提高黑烟的燃烧速度。

步骤S6：启动步骤S5中转化后的B类再生铝熔炼炉22的燃烧器和补氧喷枪3，并对通入其内的黑烟余量进行再次燃烧。通过备用的C类再生铝熔炼炉23，可以将其自由转化为A类再生铝熔炼炉21或B类再生铝熔炼炉22，可以增加系统的容错性，提高更好的使用效果。

具体的，所述步骤S5中变更C类再生铝熔炼炉23为B类再生铝熔炼炉22前还需要满足至少以下条件：所述步骤S3中的B类再生铝熔炼炉22的密封炉门6维持最大开度。

本实施例的工艺流程：

首先，启动A类再生铝熔炼炉21的燃烧器，使A类再生铝熔炼炉21的内部温度达到800-1000℃左右，随后，将废铝碎块投入A类再生铝熔炼炉21中，由于废铝碎块中存在的油漆、油脂、塑料及其他杂质，导致废铝碎块投入至A类再生铝熔炼炉21后，在高温环境下会产生大量的黑烟，此时，启动A类再生铝熔炼炉21的补氧喷枪3，提高A类再生铝熔炼炉21内的含氧量，使A类再生铝熔炼炉21内的黑烟进行初步燃烧。燃烧过程中，如果还有超过设定值的黑烟产生，则启动B类再生铝熔炼炉22的密封炉门6，A类再生铝熔炼炉21的黑烟在炉压的作用下，通过二次燃烧通道1进入B类再生铝熔炼炉22，随后启动B类再生铝熔炼炉22的燃烧器和补氧喷枪3，使得通入其内的黑烟进行二次燃烧，并将B类再生铝熔炼炉22的炉内温度维持在1200℃左右，此时，黑烟中的一氧化碳会作为补充燃料进行燃烧，黑烟中的二噁英等有害物质在高温的环境中会迅速裂解。在B类再生铝熔炼炉22的密封炉门6开度达到最大的情况下，如果A类再生铝熔炼炉21或B类再生铝熔炼炉22内的黑烟量仍然超标，则启动处于闲置状态的C类再生铝熔炼炉23，打开其密封炉门6，使其转化为B类再生铝熔炼炉22，扩大黑烟的可燃空间，实现黑烟的进一步消耗。

综上所述：本实施例的黑烟的二次燃烧工艺，可以有效降低黑烟中的一氧化碳量，解决后端除尘设备的火灾安全隐患，可以有效降低黑烟中二噁英等有害物质的含量，降低大气污染与工作人员的健康风险，可以有效降低黑烟的总量，降低后端除尘设备的维护频率，降低运维成本。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变形和改进，这些变形和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.再生铝熔炼的二次燃烧系统，包括再生铝熔炼炉(2)，其特征在于，所述再生铝熔炼炉(2)根据用途标记包括用于熔炼废铝的A类再生铝熔炼炉(21)和用于二次燃烧黑烟的B类再生铝熔炼炉(22)，A类再生铝熔炼炉(21)和B类再生铝熔炼炉(22)均至少有一台；还包括将A类再生铝熔炼炉(21)和B类再生铝熔炼炉(22)连通的二次燃烧通道(1)。

2.根据权利要求1所述的再生铝熔炼的二次燃烧系统，其特征在于，所述A类再生铝熔炼炉(21)和所述B类再生铝熔炼炉(22)的结构相同，且A类再生铝熔炼炉(21)和B类再生铝熔炼炉(22)可根据其内部的熔炼废铝或燃烧黑烟状态互相转化类别。

3.根据权利要求1所述的再生铝熔炼的二次燃烧系统，其特征在于，所述再生铝熔炼炉(2)包括密封炉门(6)，所述B类再生铝熔炼炉(22)的内部炉压通过其密封炉门(6)的开度控制。

4.根据权利要求1所述的再生铝熔炼的二次燃烧系统，其特征在于，所述再生铝熔炼炉(2)的侧壁上设有燃烧器和补氧喷枪(3)，所述B类再生铝熔炼炉(22)的燃烧器和补氧喷枪(3)用于黑烟的二次燃烧。

5.根据权利要求1所述的再生铝熔炼的二次燃烧系统，其特征在于，所述再生铝熔炼炉(2)根据用途标记还包括备用的C类再生铝熔炼炉(23)，C类再生铝熔炼炉(23)通过所述二次燃烧通道(1)与所述A类再生铝熔炼炉(21)、所述B类再生铝熔炼炉(22)连通。

6.根据权利要求5所述的再生铝熔炼的二次燃烧系统，其特征在于，所述C类再生铝熔炼炉(23)的结构与所述A类再生铝熔炼炉(21)、所述B类再生铝熔炼炉(22)的结构相同，A类再生铝熔炼炉(21)、B类再生铝熔炼炉(22)和C类再生铝熔炼炉(23)可根据其内部的熔炼废铝状态或燃烧黑烟状态或备用的闲置状态互相转化类别。

7.再生铝熔炼的二次燃烧工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤S1：获取并判断A类再生铝熔炼炉(21)内的黑烟量是否超标；

步骤S2：若步骤S1中黑烟量超标，则启动B类再生铝熔炼炉(22)的密封炉门(6)，使步骤S1中的黑烟通过二次燃烧通道(1)通入B类再生铝熔炼炉(22)；

步骤S3：启动步骤S2中B类再生铝熔炼炉(22)的燃烧器和补氧喷枪(3)，对通入其内部的黑烟进行二次燃烧。

8.根据权利要求7所述的再生铝熔炼的二次燃烧工艺，其特征在于，所述步骤S1之前还包括步骤S0：启动所述A类再生铝熔炼炉(21)的补氧喷枪(3)，使A类再生铝熔炼炉(21)内的黑烟进行初步燃烧，所述步骤S1中判断的黑烟量为步骤S0中黑烟进行初步燃烧后的剩余黑烟量。

9.根据权利要求7所述的再生铝熔炼的二次燃烧工艺，其特征在于，所述步骤S3后还包括以下步骤：

步骤S4：获取并判断步骤S3中二次燃烧后的黑烟量是否仍然超标；

步骤S5：若步骤S1或步骤S3中的黑烟量仍然超标，则启动C类再生铝熔炼炉(23)的密封炉门(6)，使其转化为所述B类再生铝熔炼炉(22)；

步骤S6：启动步骤S5中转化后的B类再生铝熔炼炉(22)的燃烧器和补氧喷枪(3)，并对通入其内的黑烟量进行再次燃烧。

10.根据权利要求9所述的再生铝熔炼的二次燃烧工艺，其特征在于，所述步骤S5中变更C类再生铝熔炼炉(23)为B类再生铝熔炼炉(22)前还需要满足至少以下条件：所述步骤S3中的B类再生铝熔炼炉(22)的密封炉门(6)维持最大开度。

Images