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中铝山西分公司低温烟气余热直接回收技术成功

【铝道】企业的发展贵在科技创新，而创新的目的在于创效和资源的较大利用和生产过程的环保优化。中铝山西分公司在氧化铝生产流程和环保生产的科技研发中，坚持不懈地挖掘资源的较大利用和环保不断优化，针对有较大可回收余热潜力的焙烧炉外排烟气，进行了余热回收技术自主研发，通过两年多的反复科学论证、分析、半工业试验、4#焙烧炉的工业生产应用，成功地研制出适宜焙烧炉余热回收及工业推广的 低温烟气与水直接热交换装置 ，开发了适用于现有生产方式的余热回收工艺，研发了非等效采取ＤＩＮ106：1980《灰砂砖》德国工业标准和参考ＰＯＣＴ379：1995《硅酸盐砖和砌块技术条件》俄罗斯联邦国家标准一整套适宜的工艺操作条件及工艺控制技术，填补了低温烟气余热直接回收的国内技术空白。就目前中铝山西分公司4#焙烧炉烟气余热回收的实际运行情况看，年烟气余热可回收热量kJ，折合标准煤6933.41吨，年经济效益500万元以上。

立项研发敢于开辟节能新途径中铝山西分公司有6台焙烧炉，采用发生炉煤气和焦炉煤气两种燃料，经核算6台焙烧炉烟气余热可回收的热量约为12万kcal/h，年约折合新蒸汽150万吨,若能将这部分热量回收利用，经济效益十分可观。而焙烧炉排放的烟气中还含有大量的水蒸汽、粉尘（氧化铝）和些许的CO、SO海量快递包装所带来的环境污染问题已引发社会关注2有害气体，虽然控制在国家要求的排放范围内，对环境也有所影响。在追求资源较大利用化、环保化的氧化铝生产中，对于这样的极有价值的烟气回收，山西分公司在2009年初金融危机极其严重的经营形势下，作为一项极具挖潜增效的科技研发项目，进行了立项。但韶关就目前国内部分氧化铝企业烟气回收的情况看，主要是采用一些成型的间接换高平热设备，只能进行少部分余热回收，不能回收烟气中的水蒸气潜热，热能利用率较低。如何对焙烧炉这样的大型设备进行低温烟气排放较全面地余热回收，将是一项新的课题和新的工艺科技创新。因此，中铝山西分公司把这项潜力大、经济效益可观的科技研发，以敢于创新敢于开辟的精神，根据焙烧炉的烟气排放环境和工艺流程情况，通过深入实际的科学分析和论证，确定了针对性的工艺技术创新方案。

研制攻关勇于创新生产工艺在一次次的科学理论推论、现场论证和焙烧工艺、设备的大量取材研究中，通过历时9个月的艰难取证和生产环境的分析研究，山西分公司明确了三项研发内容：一是研究一种适用于大通气量、低压降、高热交换效率的低温烟气与水直接换热装置；二是开拓一种适用于现有生产方式的余热回收工艺，及3个子项（1、焙烧炉排烟温度由150℃左右降低至50℃左右。2、换热后热水温度达到70℃以上。3、焙烧炉烟气中的显热和潜热都可进行回收，热能回收用于生产，节约生产能耗）；三是研发一整套适宜油压机的工艺操作条件及工艺控制技术。

在针对这些内容的研制中，对于诸多的关联技术难题，中铝山西分公司以孜孜不倦的精神，进行了坚持不懈的科技研发，终于2009年10月自主开发出 处理2300m3/h烟气的余热与水直接换热回收装置 ，并于2009年12月液晶式摆锤冲击实验机使用规范投入了半工业应用。在半工业应用中，对于实际运行中出现的问题，一鼓作气地进行了逐一的深入研究和攻关，解决了存在的问题和不足：通过调整换热器的长径比、采用高效实心螺旋喷咀、气流及水流分布板合理分布等解决换热器的结构设计问题；开发出一套改变供水方式与采用新型防垢设备相结合的防结疤技术，解决了回收工艺系统中的结疤问题。总结出一套以温度控制为核心的控制技术，制定了适用半工业试验线应用的岗位操作规程，实现了半工业运行收益46.0859万元的经济效益。

根据半工业试验所掌握的技术，结合分公司生产需要，制定了生产350t/h左右70℃的热水，用于赤泥洗涤的产业化方案，使烟气中的水蒸气、粉尘（氧化铝）、有毒气体一并回收到热水中，返回氧化铝生产流程中，使焙烧烟气再利用经济效益化和环保优化。

工业生产再造资源利用新价值2010年8月23日，中国有色金属工业协会在山西省河津市组织召开的科技成果鉴定，与会专家给予了该项目技术和创新的充分肯定：首次开发了一种具有自主知识产权的焙烧炉烟气与水直接换热装置；首次开发了一种具有自主知识产权的焙烧炉烟气余热回收工艺。该技术经半工业生产应用证明，工艺技术可靠，系统运行稳定，可操作性强，可回收焙烧炉烟气中水蒸汽潜热和气体显热，热回收率高，水蒸汽回收率可达91.5%。经济效益、社会效益显著。该技术达到国际先进水平。并提出了尽快投导电材料入工业生产的建议。

2011年11月,山西分公司将该技术应用于4#焙烧炉的工业生产中，并在大工业生产运行中解决了诸多技术难题：吸热塔溢流管加装了水封装置，解决了漏烟气问题；采用托盘式喷水装置，解决了循环水质差造成冷水喷嘴堵塞问题；采用宽通道篦式加波纹汽水分离集成除雾装置，解决了烟气换热后水汽过大、排气筒带水等问题。ldquo;除丰山3佳、日本3菱等通过3个月的生产运行，烟气余热回收效果较为理想 设备的换热能力基本达到预期值，较大加热水量350m3/h以上；热水温度可以达到70℃以上；掌握了直接回收烟气余热工业运用的核心技术。烧结法赤泥洗涤热水温度可达92℃以上。经初核算，1台炉再造资源利用年经济效益500万元以上。该项目为我国 低温外排烟气热能利用 开辟了一条新途径，填补了国内该领域的技术空白，所产生的新技术在中铝系统及其他行业具有广泛应用推广价值。

该项目已申报4项专利，国家专利局已授权两项：一种气液交换装置.5；一种氧化铝焙烧炉烟气余热回收方法.9，另外两项在受理中。