工业领域绿色低碳技术应用案例2 铝用炭素焙烧炉提质节能技术项目.docx
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1、案例2铝用炭素焙烧炉提质节能技术项目主要完成单位:中铝郑州有色金属研究院有限公司主要完成人员:刘建军、罗英涛、孙丽贞、苏自伟、胡聪聪、王玉杰、李贺铝是支撑我国经济社会高质量发展的重要产品,而铝用炭素焙烧炉是用于生产铝的关键设备之一,主要用于焙烧铝土矿以制取铝的过程。焙烧是铝用炭素制品生产关键工艺过程之一,也是能耗最大的环节,直接影响到阳极质量、生产成本和生产过程中碳排放。一、项目背景铝用炭素行业为响应国家“双碳”战略、实现节能降碳,必须进一步降低炭阳极焙烧环节的能源消耗。目前焙烧环节面临诸多挑战,包括焙烧炉结构复杂、生产运行状态呈周期性波动,缺乏对炉内温度、气氛;、压力、焙烧效果等工况运行规律
2、的深入掌握,节能降耗难度大、产品质量不稳定等。目前国内阳极炭块的焙烧天然气消耗多在50-70Nm3t-C,阴极炭块的焙烧天然气消耗为90-120Nm/C,焙烧炉的设计和运行状况对焙烧能耗状况影响很大,但都远高于国内外先进的焙烧炉设计目标,即阳极天然气消耗50-55Nm%-C(1.8-2.0GJt-C)0所以,有必要结合实际情况采用新结构、应用新材料和研发新技术,在保证焙烧效果的前提下实现焙烧大幅度节能,突破复杂的综合系统技术瓶颈,推动产业绿色高质量发展。中铝郑州有色金属研究院有限公司开展铝用炭素焙烧炉提质节能技术,针对现运行焙烧炉天然气单耗高、火道使用周期短、炉况不稳定,焙烧均质性差等现状,从
3、温度场分布透视、焙烧效果控制、烟气成分解析、生产运行工艺优化、节能优化设计等各方面进行研究,建立了国内唯一的焙烧炉综合测试平台,在国际上首次开发了阳极焙烧炉提质节能关键技术。在保证焙烧块质量的前提下,可降低焙烧天然气消耗。二、创新点及相关技术内容创新点1:研制了多因素优化节能型焙烧炉型传统焙烧炉多采用单一系统、单一炉室、单一料箱设计,能源利用效率相对较低,焙烧的均匀性、稳定性和产品的质量、生产效率均有待提高。为解决上述问题,项目研制了多系统-多炉室-多料箱-高填充率-强化保温”的多因素优化节能型焙烧炉型,设计建设大型工业窑炉。具体而言,研发了在联跨厂房基础上的多系统、多炉室、多料箱、高填充料箱
4、的“三多一高”节能型大型焙烧炉,产能由常规炉型的6-7万吨/年台提高至12-40万吨/年台,提高单台焙烧炉产量,降低跨接炉室和边部火道散热损耗。同时,项目开发了新型保温结构,采用高性能耐火材料和保温材料,设计新型可调节负压连通火道、新型保温炉面预制块,加强了炉体保温性能,减少散热耗能。有效地提高余热回收效果,提高热利用效率,实现低能耗高质量的目标,吨阳极天然气能耗由80100Nm3降至50NmI长期稳定运行。综合来看,项目所采用的工艺在设计、结构和材料方面均有所优化和创新,能够显著提高焙烧炉的生产能力、能效表现和产品质量,为工业生产提供了更加可靠和高效的设备和技术支持。图1节能型焙烧炉工程技术
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