CN117904450A - 一种再生铝工业节能减排的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种再生铝工业节能减排的生产工艺，包括再生铝预处理、再生铝熔化、铝水排放到保温炉、保温炉精炼和保温铸造，再生铝预处理仅包括再生铝去除铁等金属杂质；再生铝熔化是预处理后的再生铝在纯氧燃烧的熔铝炉中熔化，再生铝上附着的可燃成分挥发分解后与纯氧燃烧生成的烟气混合而形成热值较高的可燃烟气；熔铝炉中形成的可燃烟气导入到保温炉中进行燃烧，将可燃烟气中的二噁英和可燃成分燃烧干净，为保温炉提供热能。本发明预处理简单，可以利用再生铝中可燃杂质，排出的烟气不含二噁英。另外，由于熔铝炉采用纯氧燃烧，熔铝炉排出的烟气中氮氧化物含量也很低。
Description
技术领域
本发明属于废旧铝回收技术领域，具体来说涉及一种废旧铝回收的生产工艺。
背景技术
铝是一种用量最大的有色金属，具有回收再利用特点。铝及其铝合金有两种来源，一种是利用铝土矿，通过化学方法获取氧化铝，再通过电解氧化铝得到电解铝，也称为原铝，另一种是再生铝通过熔炼获取铝及其铝合金。
由于再生铝是以废杂铝为原料，通过重新熔化提炼生产铝及铝合金，其能源消耗要远远低于原生铝。为了减少能源消耗和保护环境，再生铝行业属于再生资源回收利用产业化，在国家产业政策上属于鼓励型。近年来，我国再生铝行业发展迅速，根据相关统计，目前，我国已经有2000多家再生铝企业，年产量约800万吨，位居世界第一位，再生铝产量占原铝产量的比例已经达到了约20%。
但是，由于再生铝的原料来源复杂，有的含有铁等其他金属，有的含有很多塑料制品、油漆、油脂和泥灰包裹，再生铝在进入熔炼炉前经过预处理去除各种杂质，减少后期熔炼过程中杂质的产生。
现有的脱塑处理大多都是直接加热使得其塑料软化脱离，但脱离后需要人工进行分离，且有时分离后的塑料和铝制品依旧混合在一起，无法达到完全的分离，后续的分离过程也十分的麻烦，并且分离后的塑料还要进行环保处理。
也有的为了节省流程和成本，很多厂家为了节约成本就没有进行脱塑处理，直接将只经过简单除杂的再生铝加入到熔炉中进行熔炼，使得熔铝炉排出的烟气中含有大量的污染物，其中最主要的污染物就是二噁英。它们随烟气一起排放，除了对环境造成危害外，还造成了可利用能源的浪费。另外，熔铝炉、保温炉一般采用高温燃烧，燃烧过程中也产生大量氮氧化物，这也是再生铝工业排放量很大的污染物。
总之，再生铝行业仍然是高耗能高污染行业。
发明内容
本发明的目的在于提供一种再生铝工业的生产工艺，该生产工艺预处理简单，可以利用再生铝中可燃杂质，排出的烟气不含二噁英，熔铝炉排出烟气中氮氧化物含量也很低。
本发明采用的技术方案是：一种再生铝工业节能减排的生产工艺，包括再生铝预处理、再生铝熔化、铝水排放到保温炉、保温炉精炼和保温铸造，其特征在于：
再生铝预处理仅包括再生铝去除铁等金属杂质；
再生铝熔化是预处理后的再生铝在纯氧燃烧的熔铝炉中熔化，再生铝上附着的可燃成分挥发分解后与纯氧燃烧生成的烟气混合而形成热值较高的可燃烟气；
熔铝炉中形成的可燃烟气导入到保温炉中进行燃烧，将可燃烟气中的二噁英和可燃成分燃烧干净，为保温炉提供热能。
进一步地，可燃烟气通过可燃烟气管道导入到保温炉中，可燃烟气管道一端连接熔铝炉，另一端连接保温炉的烟气燃烧器，可燃烟气管道上有控制阀门。
进一步地，可燃烟气管道有多条，不同可燃烟气管道分别与不同保温炉连接。
进一步地，当烟气为可燃烟气时，可燃烟气管道有一条或两条开通，常规排烟管道关闭；当烟气为非可燃烟气时，常规排烟管道开启，所有可燃烟气管道关闭。
进一步地，熔铝炉加设有吹扫管道，吹扫管道与鼓风机连通，点火前，通过鼓风机和空气管道将炉膛吹扫干净。
进一步地，所述保温炉的燃烧器有常规燃烧器和烟气燃烧器，其中烟气燃烧器以熔铝炉中生成的可燃烟气为燃料，常规燃烧器为备用燃烧器，在烟气燃烧器没有可燃烟气燃烧时开启。
进一步地，所述烟气燃烧器的点火为长明灯点火。
进一步地，所述保温炉的燃烧器为间隙加热。
进一步地，保温炉的烟气燃烧器有分别探测长明灯点火火焰和烟气燃烧器主火焰的火焰探头，两个火焰探头独立工作，其火焰信号互不影响。点燃烟气燃烧器长明灯建立点火火焰信号，开启可燃烟气管道阀门点燃主火建立主火火焰信号。当工作中的主火火焰信号消失时，说明可燃烟气已经变为非可燃烟气，此时系统切换成常规排烟模式，也即先开启熔铝炉常规排烟管道，然后关闭所有可燃烟气管道
本发明熔铝炉采用纯氧燃烧，使得生成的烟气体积大大减小（相对于空气燃烧），约为空气燃烧烟气生成量的27.6%，可以与再生铝上的可燃成分分解挥发物混合形成具有较高热值的可燃烟气；同时保温炉为可燃烟气提供燃烧空间，由于保温炉空间大，温度高，火焰在炉膛内的滞留时间长（﹥2s），因此，含有大量二噁英的可燃烟气能够在保温炉内完全燃烧干净，保温炉排出的烟气中不含有二噁英，彻底解决了二噁英污染环境的世界性难题；并且熔铝炉采用纯氧燃烧，燃烧过程无空气中的氮气参与，因此燃烧产物中氮氧化物含量很低。
本发明预处理简单，可以利用再生铝中可燃杂质，排出的烟气不含二噁英。另外，由于熔铝炉采用纯氧燃烧，熔铝炉排出的烟气中氮氧化物含量也很低。
附图说明
图1为本发明采用的设备结构图；
图2为本发明工艺流程图；
图中，1是熔铝炉，2是纯氧燃烧器一，3是吹扫管道，4是吹扫管道控制阀门，5是常规排烟管道，6是常规排烟管道控制阀门，7是可燃烟气管道，8是可燃烟气管道控制阀门，9是保温炉，10是熔铝炉放水口，11是放水流槽，12是熔铝炉炉门，13是烟气燃烧器，14是保温炉常规燃烧器，15是燃烧器助燃空气入口，16是保温炉炉门，17是保温炉排烟口，18是保温炉排烟管控制阀门，19是保温炉放水口。
具体实施方式
下面结合实施例与附图对本发明进行进一步的清晰描述，但不限制本发明的保护范围。
从图1可知，本发明采用的设备有熔铝炉和保温炉，一台熔铝炉接2台或2台以上的保温炉。熔铝炉的燃烧器为纯氧燃烧器，纯氧燃烧器一般为2－3台，保温炉的燃烧器有常规燃烧器和烟气燃烧器，常规燃烧器一般为1-2台，烟气燃烧器一般为1台，烟气燃烧器的点火为长明灯点火。烟气燃烧器以熔铝炉中生成的可燃烟气为燃料，常规燃烧器为备用燃烧器，在烟气燃烧器没有可燃烟气燃烧时开启。
熔铝炉有常规排烟管道和可燃烟气管道，常规排烟管道直接连接烟气处理系统，可燃烟气管道连接保温炉。常规排烟管道只有一条，可燃烟气管道有多条分别与不同保温炉连接。当熔铝炉烟气为可燃烟气时，可燃烟气管道有一条或两条开通，常规排烟管道关闭；当烟气为非可燃烟气时，常规排烟管道开启，所有可燃烟气管道关闭。
熔铝炉加设有吹扫管道，吹扫管道与鼓风机连通，吹扫管道设有控制阀门，点火前，先通过吹扫管道和鼓风机将炉膛吹扫干净。吹扫工序完成后，关闭鼓风机和吹扫管道上的控制阀门。保温炉烟气燃烧器和常规燃烧器空气入口通过助燃空气管路、控制阀门和鼓风机连通，没有专门吹扫管路，它是通过鼓风机对燃烧器鼓风完成点火前对炉膛进行吹扫的，属于燃烧器本身的正常工作程序。
烟气燃烧器设置大火和小火两个档位，当熔铝炉开启一条可燃烟气管道时，烟气燃烧器为大火挡，当熔铝炉同时开启两条可燃烟气管道时，烟气燃烧器为小火档。烟气燃烧器的助燃空气供应也分两档与烟气燃烧器两档火焰相配套。
保温炉烟气燃烧器有分别探测长明灯点火火焰和烟气燃烧器主火焰的火焰探头，两个火焰探头独立工作，其火焰信号互不影响。点燃烟气燃烧器长明灯建立点火火焰信号，开启可燃烟气管道阀门点燃主火建立主火火焰信号。当工作中的主火火焰信号消失时，说明可燃烟气已经变为非可燃烟气，此时系统切换成常规排烟模式，也即先开启熔铝炉常规排烟管道，然后关闭所有可燃烟气管道。
从图2可知，本发明采用的再生铝工业节能减排的生产工艺，其过程具体如下：
S1：先将再生铝预处理，去除铁等金属杂质；
S2：除铁等金属杂质后的再生铝加入到熔铝炉中，用鼓风机吹扫炉膛后，点燃纯氧燃烧器，铝料开始升温并熔化，再生铝中的可燃成分挥发分解与纯氧燃烧生成的烟气混合而形成热值较高的可燃烟气；
S3：同时开启保温炉烟气燃烧器吹扫程序，点燃烟气燃烧器长明灯，然后将步骤S2中的可燃烟气导往保温炉，点燃烟气燃烧器；
S4：熔铝炉铝水升温达到720℃以上后，将熔铝炉中铝水依次排放到多个保温炉中；
S5：熔铝炉后期无可燃烟气产生时，先开启熔铝炉常规排烟管道排烟，同时关闭所有可燃烟气管道的控制阀门；保温炉在烟气燃烧器无可燃烟气燃烧时开启常规燃烧器，以满足保温炉的热能需求；
S6：保温炉铝水精炼；
S7：保温炉铝水升温、保温、静置；
S8：保温炉放水铸造。
采用本发明工艺回收一吨铝，其可燃成分可利用的热能相当于20-35Nm3天然气的热能，排出的烟气不含二噁英，且熔铝炉排出的烟气中平均氮氧化物含量≤50mg/Nm3 。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (9)
1.一种再生铝工业节能减排的生产工艺，包括再生铝预处理，再生铝去除铁等金属杂质、再生铝熔化、铝水排放到保温炉、保温炉精炼和保温铸造，其特征在于：
再生铝预处理仅包括再生铝去除铁等金属杂质；
再生铝熔化是预处理后的再生铝在纯氧燃烧的熔铝炉中熔化，再生铝上附着的可燃成分挥发分解后与纯氧燃烧生成的烟气混合而形成热值较高的可燃烟气；
熔铝炉中形成的可燃烟气导入到保温炉中进行燃烧，将可燃烟气中的二噁英和可燃成分燃烧干净，为保温炉提供热能。
2.根据权利要求1所述的一种再生铝工业节能减排的生产工艺，其特征在于：可燃烟气通过可燃烟气管道导入到保温炉中，可燃烟气管道一端连接熔铝炉，另一端连接保温炉的烟气燃烧器，可燃烟气管道上有控制阀门。
3.根据权利要求2所述的一种再生铝工业节能减排的生产工艺，其特征在于：可燃烟气管道有多条，不同可燃烟气管道分别与不同保温炉连接。
4.根据权利要求3所述的一种再生铝工业节能减排的生产工艺，其特征在于：当烟气为可燃烟气时，可燃烟气管道有一条或两条开通，常规排烟管道关闭；当烟气为非可燃烟气时，常规排烟管道开启，所有可燃烟气管道关闭。
5.根据权利要求1所述的一种再生铝工业节能减排的生产工艺，其特征在于：熔铝炉加设有吹扫管道，吹扫管道与鼓风机连通，点火前，通过鼓风机和空气管道将炉膛吹扫干净。
6.根据权利要求1所述的一种再生铝工业节能减排的生产工艺，其特征在于：所述保温炉的燃烧器有烟气燃烧器和常规燃烧器，其中烟气燃烧器以熔铝炉中生成的可燃烟气为燃料，常规燃烧器为备用燃烧器，在烟气燃烧器没有可燃烟气燃烧时启用。
7.根据权利要求1所述的一种再生铝工业节能减排的生产工艺，其特征在于：所述烟气燃烧器的点火为长明灯点火。
8.根据权利要求1所述的一种再生铝工业节能减排的生产工艺，其特征在于：所述保温炉的燃烧器为间隙加热。
9.根据权利要求1所述的一种再生铝工业节能减排的生产工艺，其特征在于：烟气燃烧器上配置有分别探测长明灯火焰和主火火焰信号的火焰探头，两个火焰探头独立工作，其火焰信号互不影响。
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