雙室爐

將傳統反射爐用隔墻分為加熱室和廢料室兩個(gè)爐室,是在側井反射爐的基礎上發(fā)展起來(lái)的,其主要優(yōu)點(diǎn)是廢氣排放低、節能、金屬損耗低、生產(chǎn)效率高,特別適用于再生鋁的熔煉。這兩臺雙室爐經(jīng)過(guò)聯(lián)動(dòng)試車(chē)和試生產(chǎn)的檢驗,各項指標均達到要求。

中文名

雙室爐分為加熱室和廢料室

優(yōu)點(diǎn)1

廢氣排放低、節能

優(yōu)點(diǎn)2

金屬損耗低、生產(chǎn)效率高

領(lǐng)  域

工程技術(shù)

目錄

1 雙室爐的結構

2 雙室爐的工藝特點(diǎn)與先進(jìn)

雙室爐的結構編輯

雙室爐主要由加熱室、廢料室、鋁液循環(huán)系統、中央換熱器、燃燒系統、控制系統、加料系統等幾部分組成,

1、加熱室和廢料室

加熱室的主要作用是提供熔煉的主要能源,并將鋁液溫度和化學(xué)成分調整合適后放出。其一側爐墻上設置有兩個(gè)主燃燒器,主燃燒器產(chǎn)生的熱量用于保持加熱室爐溫在設定范圍內。加熱室也可加料,爐門(mén)口設有一個(gè)加料爐橋,適用于工藝廢料、鋁錠等潔凈原料的進(jìn)入;進(jìn)入到該室的鋁液在熱輻射的作用下被加熱。

廢料室主要用于污染較重的鋁廢料的加料熔化,其與加熱室被一上下均有通道的隔墻隔開(kāi),兩通道分別用于煙氣和鋁液通過(guò)。廢料室爐門(mén)口也有一個(gè)寬大的加料爐橋,用于各種廢鋁料的加爐與熔化;在靠近爐橋處設有煙氣循環(huán)風(fēng)機和輔助加熱燒嘴。輔助加熱燒嘴的作用是必要時(shí)提供熱源,保持廢料室爐溫在設定范圍內;煙氣循環(huán)風(fēng)機一是利用本室熱煙氣預熱爐橋上廢料,二是將一部分廢料室煙氣通過(guò)煙道送入加熱室。由于廢料室煙氣中含有一定量的裂解氣,這些煙氣在加熱室中1000℃以上的溫度環(huán)境下被徹底二次燃燒分解為無(wú)害的無(wú)機物,既節能又破壞其中的二惡英;廢料室和加料室中間隔墻上部設有帶閘閥的通道,用于平衡兩室間的爐壓。廢料室的主要熱源來(lái)自加熱室經(jīng)電磁泵系統進(jìn)入該室的高溫鋁液。

2、鋁液循環(huán)系統

鋁液循環(huán)系統主要由電磁泵井、廢料室熔池、加熱室熔池構成,電磁泵驅動(dòng)鋁合金液由加熱室熔池經(jīng)泵井進(jìn)入到廢料室,將加熱室的能量傳遞到廢料室,使廢料室的鋁液溫度逐步升高,為廢料熔化提供主要熱源;廢料室的鋁液再經(jīng)兩室隔墻上的鋁液通道回到加熱室,從而完成一個(gè)鋁液循環(huán)過(guò)程。這種鋁液循環(huán)所產(chǎn)生的強制攪拌作用使得熔池鋁液的溫度和化學(xué)成分更加均勻。該系統中的電磁泵井的特殊結構使高速流動(dòng)的鋁液在此形成了漩渦,可以用來(lái)加入鋁屑、金屬鎂、金屬硅、碎鋁料等細碎物料。從此處加料可以有效降低金屬的燒損,提高熔化效率,如配以合適的加料設備可以實(shí)現不開(kāi)爐門(mén)的連續加料,可以大大提高生產(chǎn)效率,有效節約能源。

3、中央換熱器與燃燒系統

雙室爐的主燃燒系統采用的是蓄熱式燃燒方式。加熱室的高溫煙氣(熱風(fēng))在引風(fēng)機的負壓下進(jìn)入到中央換熱器。中央換熱器由兩個(gè)載有蜂窩狀陶瓷蓄熱體的換熱室及一組換向閥組成,它有A和B兩種工作狀態(tài)。兩種狀態(tài)由換向閥控制相互交替排煙或給主燃燒器供助燃風(fēng)。狀態(tài)A時(shí),加熱室來(lái)的熱風(fēng)通過(guò)A室中陶瓷蓄熱體,被降溫后由煙氣排風(fēng)機將其排入收塵器后由煙囪排空;然后鼓風(fēng)機將冷的助燃風(fēng)送入B室,經(jīng)B室中陶瓷蓄熱體將其加熱至約900℃ ,然后進(jìn)入到主燃燒器助燃。狀態(tài)B時(shí),加熱室來(lái)的熱風(fēng)通過(guò)B室中陶瓷蓄熱體換熱,而冷的助燃風(fēng)送入A室預熱,其他同狀態(tài)A。在中央換熱器中高溫煙氣通過(guò)換熱溫度急劇降低,速度達到1500℃/s,從而有效避免了NOx與二惡英的重新合成。

4、加料系統和控制系統

為了確保雙室爐的熱效率,最大程度地降低爐門(mén)開(kāi)啟時(shí)的能源消耗,雙室爐配置了專(zhuān)用的加料車(chē),該加料車(chē)加料時(shí)間短(每次加料時(shí)間小于15min),加料效率高(每次加料3～4t),加料時(shí)可以實(shí)現爐門(mén)、加料車(chē)、收塵煙罩的密閉對接,既實(shí)現了高效加料又保證廢料室內煙氣不排入廠(chǎng)房,確?，F場(chǎng)的工作環(huán)境。

雙室爐的控制系統有效地將各個(gè)子系統聯(lián)系在一起,將熔煉溫度、煙氣溫度、鋁液循環(huán)、熱風(fēng)循環(huán)、爐壓、爐內氣氛、煙氣排放、安全連鎖、緊急狀態(tài)等控制有機地結合在一起。 

雙室爐的工藝特點(diǎn)與先進(jìn)性

1、節能

雙室爐的節能是由其工藝特點(diǎn)決定的,經(jīng)過(guò)檢測,每噸再生鋁原料從熔化到720℃時(shí)的天然氣消耗低于65m3,達到國際先進(jìn)水平。

(1)雙室爐的燃燒系統采用了蓄熱式中央換熱器,這是目前世界上效率最高的換熱器,它可以100%利用爐子的高溫煙氣將助燃空氣預熱到900℃ ,而爐子煙氣排放溫度控制在190～230℃ ,從而很好地利用了煙氣的余熱,最大程度地減少了熱量損失。

(2)兩室之間裝有電磁循環(huán)泵,可以通過(guò)鋁液循環(huán)降低鋁液間的溫度差,防止鋁液局部過(guò)燒,節能效果好且有利于保證熔煉質(zhì)量。

(3)采用了先進(jìn)的廢氣燃燒技術(shù),對廢臟料燃燒時(shí)產(chǎn)生的裂解廢氣進(jìn)行二次燃燒,充分利用其熱量,降低了燃料用量。

(4)由于采用爐門(mén)封閉加料,與普通的開(kāi)門(mén)加料的爐型相比,無(wú)煙氣泄露,溫度散失更少,節能效果好。

(5)燃燒系統自動(dòng)控制水平高,各爐室爐溫控制精度在50℃范圍內,可以有效穩定地控制爐氣溫度不過(guò)高。另外,強烈的熱風(fēng)循環(huán)大大加強了熱爐氣與鋁廢料的熱交換,避免了局部溫度過(guò)高,提高了能源利用率。

2、金屬燒損低

(1)雙室爐加熱室和廢料室的氣氛均處于嚴格的控制中。在加熱室采用先進(jìn)的氣氛監測和控制技術(shù),控制爐氣中氧含量在2%～5%,遠遠低于一般爐型中的氧含量,有效降低了加熱室中的金屬氧化;廢料室是雙室爐熔化再生鋁廢料的主爐室,由于其特殊的工藝設計,廢料室在工作中處于還原性氣氛中,避免了金屬氧化的發(fā)生。

(2)雙室爐采用電磁泵用于兩個(gè)爐室間的鋁液循環(huán),鋁液循環(huán)量達10t/min,鋁液溫度均勻性好、溫差小,避免局部鋁液溫度過(guò)高,減少了金屬燒損的產(chǎn)生;另外,泵井中高速鋁液形成的漩渦可以迅速將物料卷入鋁液中,避免其與空氣的接觸,最大程度地減少氧化的發(fā)生。

(3)雙室爐采用帶熔池操作,正常情況下鋁液放出后都留有一定深度的鋁液作為熔池,經(jīng)過(guò)預熱的爐料直接進(jìn)入熔池內熔化,減少了與火焰和爐氣的接觸從而提高金屬收得率。

3、低排放

在一般再生鋁的熔煉過(guò)程中,除了粉塵外(可以用布袋除塵器處理),更有NOx和二惡英等對環(huán)境有嚴重危害的物質(zhì)產(chǎn)生。雙室爐的爐膛設計、熱風(fēng)循環(huán)設計、中央換熱器的設計、供風(fēng)與排煙的設計以及爐膛溫度控制等,都是確保煙氣排除前在950℃以上停留足夠時(shí)間,使NOx和二惡英徹底分解,并使其在中央換熱器中以大于1000℃/s的速度從950℃以上迅速降低到230℃以下,避免了NOx和二惡英的二次合成。