國外鋁工業(yè)爐窯新型燃燒技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用（一）

焦?fàn)t煤氣燃燒器

　　天然氣，石油和電力這些寶貴的能源未來將會(huì)變得越來越稀少，乃至逐漸耗盡。國內(nèi)外的結(jié)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(guān)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(guān)鍵因素。在目前的鋁加工和再生鋁的工業(yè)生產(chǎn)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(jià)格都使得鋁工業(yè)越來越關(guān)注提高能源效率和降低生產(chǎn)成本。純氧燃燒工藝技術(shù)就是在這一背景下發(fā)展起來的新型燃燒技術(shù)，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(tái)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(guān)于氧氣應(yīng)用于工業(yè)爐窯的豐富經(jīng)驗(yàn)。這些關(guān)于純氧燃燒改造前后生產(chǎn)工藝優(yōu)化的豐富經(jīng)驗(yàn)，可以避免項(xiàng)目改造初期代價(jià)高昂的試錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)，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(shù)應(yīng)用帶來的效益和純氧燃燒技術(shù)可能存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

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(chǎn)的材料進(jìn)行重新加熱。目前，大多數(shù)金屬產(chǎn)品中國的產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的50%以上，例如鋼鐵和鋁合金，超過三分之二的鋼鐵產(chǎn)量來自亞洲。在中國，有超過12萬臺(tái)工業(yè)爐窯在生產(chǎn)運(yùn)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(lǐng)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(zhuǎn)爐，反射爐。回轉(zhuǎn)爐呈圓筒形，可以設(shè)計(jì)為可傾動(dòng)轉(zhuǎn)爐或者固定軸非傾動(dòng)轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐根據(jù)燃燒器的設(shè)計(jì)和安裝位置，可以分為單通道和雙通道轉(zhuǎn)爐，分別代表燃燒從起點(diǎn)(燃燒器)到終點(diǎn)(煙氣排出位置)在爐內(nèi)通過的路徑。反射爐是方形爐窯，也可以設(shè)計(jì)為可傾動(dòng)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(yùn)動(dòng)或靜止，工藝可以設(shè)計(jì)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(shù)或者結(jié)合兩種技術(shù)一起應(yīng)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(huì)產(chǎn)生不同的燃燒效果。本文，我們將會(huì)對比討論這幾種燃燒技術(shù)在鋁加工和再生鋁熔煉生產(chǎn)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(yīng)用的結(jié)果。

1鋁合金熔煉爐

　　旋轉(zhuǎn)爐適用于金屬和爐渣的快速熔煉。旋轉(zhuǎn)爐一般不用于金屬熔煉后期的合金化或保溫爐。旋轉(zhuǎn)爐的原料一般會(huì)采用專用的加料車加入，熔化的目標(biāo)是越快越好;爐窯在生產(chǎn)過程中一直在旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的粉塵和煙霧會(huì)隨著燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔庖黄鹋懦鰻t外。排煙風(fēng)機(jī)將煙氣抽出爐外或者抽吸進(jìn)入煙氣處理系統(tǒng)。