中色科技再生鋁技術(shù)成果豐碩
2022年08月15日 10:32 46617次瀏覽 來源: 中國有色金屬報 分類: 鋁相關(guān)資訊 作者: 中色
中色科技股份有限公司(以下簡稱中色科技)在再生鋁的工程設(shè)計和裝備制造方面布局較早,并順應(yīng)近幾年低碳環(huán)保、節(jié)能降耗、綠色發(fā)展的大趨勢,目前已取得了豐碩的成果,累計簽訂工程設(shè)計和咨詢合同50余項,出售雙室爐、除塵系統(tǒng)等再生鋁相關(guān)設(shè)備20余套,還在2018年建立了蘇州再生金屬設(shè)計研究院,牽頭制訂并發(fā)布了再生鋁廠工藝設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),拉開了鋁加工行業(yè)綠色環(huán)保循環(huán)再生的大幕。
2000—2010年,國內(nèi)再生鋁行業(yè)尚在萌芽階段。然而,隨著中鋁集團2004年開始謀劃布局再生鋁產(chǎn)業(yè)發(fā)展,中色科技已經(jīng)開始了再生鋁項目的設(shè)計和裝備制造工作。在中鋁青島再生鋁項目和中鋁南海再生鋁項目中,中色科技作為設(shè)計方參與了整個項目的咨詢和設(shè)計工作。尤其是在南海再生鋁項目中,中色科技作為總包方順利完成了項目的建設(shè)和安裝調(diào)試工作,新長光還協(xié)助雙室爐廠家Jasper進行爐子的安裝、砌筑和調(diào)試工作,積累了寶貴的雙室爐生產(chǎn)和安裝經(jīng)驗。鑒于中色科技在中鋁南海項目中的出色表現(xiàn),2007年此項目獲得了省部級有色金屬建設(shè)協(xié)會工程設(shè)計一等獎和全國優(yōu)秀工程咨詢成果一等獎。
2015年以后,隨著國家對電解鋁產(chǎn)能的限制及落后產(chǎn)能的淘汰,再生鋁作為鋁加工的另一個原料來源,相關(guān)項目數(shù)量及規(guī)模逐漸增大并在近3年來呈爆發(fā)式增長。中色科技近幾年陸續(xù)完成了河南愛普生、四川廣元、山東宏卓、山東宏順、山東南山、寶武鋁業(yè)、陜西拆解等幾十項再生鋁項目的設(shè)計和咨詢工作,并在2019年和2021年又獲得了兩項再生鋁項目的工程咨詢成果獎。
中色科技根據(jù)多年積累和經(jīng)驗,把握未來再生鋁工藝技術(shù)發(fā)展方向。其包括:研究開發(fā)低品位及復(fù)合鋁合金廢料的處理工藝,著重發(fā)展預(yù)處理工藝;繼續(xù)研究適于處理鋁合金廢料的高效、節(jié)能、快速熔化爐,進一步節(jié)能降耗,提高熔化爐熱效率,延長爐子壽命,減少金屬燒損,提高金屬回收率;建立與再生鋁項目相適應(yīng)的智能化系統(tǒng),通過智能化信息化技術(shù)在再生項目中的應(yīng)用提高再生鋁行業(yè)的整體智能化水平;研究對再生鋁生產(chǎn)過程的污染物治理,實現(xiàn)環(huán)保回收。
再生鋁中最重要的工藝技術(shù)主要包括預(yù)處理技術(shù)、脫漆技術(shù)、鋁廢料熔化技術(shù)、煙氣處理技術(shù)和智能化集成技術(shù)等。
預(yù)處理技術(shù)
鋁合金廢料預(yù)處理工藝方案主要有人工分選和機械分選兩種。
人工分選是指根據(jù)廢料的形態(tài)和實物標(biāo)志等,采用目視方法將鋁合金廢料進行大體分類。該方法在我國的再生鋁企業(yè)應(yīng)用比較廣泛。但人工分選勞動強度大,生產(chǎn)效率低,分選質(zhì)量對工人的熟練程度依賴性比較大。
機械分選是通過分選機械將鋁合金廢料中的銅、鐵、鋅等非鋁金屬廢料和塑料、泥土、砂石、木屑等非金屬夾雜物分選出來。不同的鋁合金廢料有不同的機械分選方法。機械分選生產(chǎn)效率高,分選質(zhì)量穩(wěn)定,規(guī)模化生產(chǎn)成本低,在新建再生鋁企業(yè)應(yīng)用比較廣泛。
鋁廢料脫漆技術(shù)
廢易拉罐、廢舊型材等再生鋁廢料表面有涂層、油漆等防護層。在小型再生鋁廠,對此類廢料一般不作任何脫漆處理,直接投爐或簡單打包后熔煉,漆皮會在熔煉過程中燒掉。燃燒過程中部分鋁會氧化,使鋁熔體中的雜質(zhì)和氣泡增加,減少了鋁的實收率。常見的脫漆設(shè)備有雙室爐、脫漆窯、回轉(zhuǎn)爐等。以脫漆窯為例,脫漆窯內(nèi)溫度控制在380~500℃,開始加熱達到一定溫度之后,主要依靠廢鋁表面漆層的炭化過程放熱。在窯內(nèi)高溫氣氛中,廢鋁表面的漆皮涂層被炭化,并依靠窯身旋轉(zhuǎn)過程中的自身震動而脫落。同時,廢鋁中的水分也會被烘干,消除了重熔過程中水和鋁熔體起反應(yīng)的可能,保證生產(chǎn)安全。
對于有涂層和油漆的薄壁廢料,直接投爐熔化,鋁回收率低,而如果預(yù)先進行脫漆處理再熔化,回收率將大大提高,通過換熱急冷最大程度減少二噁英的排放,降低環(huán)境的污染。
廢鋁熔化技術(shù)
廢鋁熔化回收率直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟效益。在熔化廢鋁時,不僅要求熔鋁爐耗能少、熔化速度快、熱效率高、熔體溫度均勻并易于控制,還要盡可能減少金屬的燒損。另外,在廢鋁熔化過程中產(chǎn)生的廢氣達標(biāo)排放更是當(dāng)今環(huán)保要求的必須條件。這就要求在廢鋁處理過程中,熔鋁爐能將煙氣中的有害物質(zhì)和可燃物燃燒分解成可控的無害物質(zhì),從而減少對環(huán)境的污染。
廢鋁熔化的主要設(shè)備有雙室爐、側(cè)井爐、回轉(zhuǎn)爐等。以雙室爐為例,其最大的優(yōu)點是可根據(jù)原料形態(tài)的不同,采用不同的加料和熔化方式,最大程度地減少燒損,利用有機廢氣燃燒的熱量加熱熔體,并通過換熱急冷最大程度減少二噁英的排放。
目前,廢鋁熔化技術(shù)正朝著能源消耗小、熔化速度快、金屬燒損少、環(huán)境污染小的方向發(fā)展。
再生鋁煙氣處理技術(shù)
在再生鋁熔化的過程中,各種熔鋁爐爐門打開時均會產(chǎn)生粉塵及煙氣,爐膛內(nèi)燃燒也將產(chǎn)生煙氣。這些煙氣經(jīng)統(tǒng)一收集后通過煙道或煙管進入袋式除塵器等凈化設(shè)備,處理達標(biāo)后才能排放。脫漆窯、雙室爐、回轉(zhuǎn)爐等爐型由于主要處理帶漆皮涂層的廢鋁料,可能產(chǎn)生含煙(粉)塵、二噁英、SO2、NOx、HCl的煙氣,設(shè)備及除塵凈化系統(tǒng)應(yīng)考慮以二噁英等為代表的有機污染物的達標(biāo)排放。普通熔鋁爐、保溫爐等產(chǎn)生的煙氣含煙(粉)塵、SO2、NOx、HCl,通過除塵凈化系統(tǒng)處理可滿足煙(粉)塵等常規(guī)污染物的達標(biāo)排放。
脫漆窯經(jīng)過高溫碳化將大部分的漆皮進行碳化,少量經(jīng)揮發(fā)進入煙氣,此部分煙氣經(jīng)冷卻、吸附和布袋過濾將二噁英、粉塵等有害物質(zhì)處理達標(biāo)后排放。雙室爐將經(jīng)脫漆窯處理后的廢鋁或含有少量涂層的廢料(如門窗型材)加入廢料室爐門橋上,經(jīng)過燒嘴預(yù)熱,將有害煙氣(含少量有機涂層或揮發(fā)的機油等有機物)經(jīng)輔助收集煙氣通道送入加熱室的燒嘴前,通過燃燒器將大部分有機物燃燒分解,然后將此時產(chǎn)生的煙氣通過換熱器急劇降溫,將產(chǎn)生二噁英的溫度時間大大縮短,防止二噁英等有機物二次產(chǎn)生,最后再經(jīng)布袋除塵過濾將煙氣處理達標(biāo)后排放。回轉(zhuǎn)爐燃燒后將煙氣通過吸附、中和,再將煙氣經(jīng)布袋除塵過濾處理達標(biāo)后排放。熔鋁爐、保溫爐產(chǎn)生的煙塵由收塵罩和煙道收集后經(jīng)布袋除塵過濾處理達標(biāo)后排放。經(jīng)過各熔化設(shè)備自身和除塵凈化設(shè)備處理后的粉塵、二噁英等均應(yīng)滿足《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-1996二級和《再生銅、鋁、鉛、鋅工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB31574-2015。
目前,再生鋁煙氣處理技術(shù)針對每種有害煙氣成分進行分析處理,配置相應(yīng)的設(shè)備,使各種工況下的煙氣在對應(yīng)的設(shè)備配置情況下均可達標(biāo)排放。
智能化集成技術(shù)
當(dāng)前國內(nèi)大多數(shù)再生鋁企業(yè)規(guī)模較小,產(chǎn)業(yè)集中度較低,自動化程度很低。大部分大型再生鋁企業(yè)還在向機器代人方向努力,利用機器分選物料,替代人的體力勞動,小型再生鋁企業(yè)甚至還沒達到這個階段,大多停留在人工分選處理。
增加智能化設(shè)備效果比較容易測算,而增加智能化工廠系統(tǒng)則很難短期直觀地發(fā)現(xiàn)其優(yōu)點,且其價格一般較高。因此,再生鋁企業(yè)在智能化的發(fā)展道路上,仍屬于初級階段,在向更深入的方向應(yīng)用上仍處于懷疑和觀望狀態(tài)。但隨著企業(yè)在安全、效率和可靠性上需求的不斷提高,人力成本的不斷增加,智能化轉(zhuǎn)型仍是再生鋁企業(yè)發(fā)展的必然趨勢。
智能化轉(zhuǎn)型就是自動化的升級和信息化技術(shù)的融合提升,這不僅是簡單地通過自動化用機器代人,而且是通過大數(shù)據(jù)和云計算對信息收集和篩分,使工廠能夠?qū)崿F(xiàn)自主化決策,靈活地處理多樣化的再生鋁來料,快速生產(chǎn)相應(yīng)的再生鋁產(chǎn)品,實現(xiàn)再生鋁原料的保級使用。
目前的再生鋁企業(yè)很難做到對工廠所有數(shù)據(jù)進行全面的采集和分析,用于管理和決策。大多數(shù)新型的再生鋁廠也還屬于預(yù)留單體設(shè)備的數(shù)據(jù)采集接口這個階段,沒有主動增加MES、ERP等較為成熟的生產(chǎn)和能源管理系統(tǒng),小型再生鋁企業(yè)更不會主動采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)。實現(xiàn)再生鋁的智能化牽涉方面眾多,還有很長的路要走。
責(zé)任編輯:李開顏
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