摘 要 針對熔鋁爐煙氣特點，提出了淬火爐爐頂出口煙氣余熱利用系統(tǒng)的可行性技術方案。
　　對某企業(yè)容量為 2t 的熔鋁爐燃燒系統(tǒng)進行測試，結果顯示，熔鋁爐爐頂出口煙氣溫度為1060℃ 。在投入鋁錠量為 460kg / h，成品鋁粉量為 452kg /h 時，熔鋁爐爐頂排出煙氣的流量達1072m3/ h，煙氣帶走的熱量比例高達 67% ，占熱損失的 82% ，造成熔鋁爐能量大量損失，鋁粉生產(chǎn)能耗高。

　　為此，針對小型熔鋁爐煙氣余熱回收利用進行研究，以達到降低油耗，節(jié)約能源，提高能量利用效率的目的。
　　1 煙氣余熱回收利用方式
　　1. 1 高溫煙氣余熱回收
　　高溫煙氣由于溫度高，其能級較高，因此易于回收利用，一般應*大限度地將其轉化成為機械能，用于動力，即所謂 “高質高用”。
　　凡是溫度在 600℃ 以上，煙氣量大于 5000m3/ h 的高溫煙氣，均可安裝余熱鍋爐生產(chǎn)較高壓力的蒸汽和熱水，也可用熱交換器生產(chǎn)熱水或熱空氣，還可以直接通過燃氣輪機發(fā)電。
　　利用余熱鍋爐產(chǎn)生較高壓力的蒸汽，通過汽輪機發(fā)電或直接拖動壓縮機、風機、水泵等，可取得明顯的經(jīng)濟效益。
　　因此，應盡量利用高溫余熱生成高壓蒸汽，以獲得較高的效率。
　　1. 2 中、低溫煙氣余熱回收
　　對于中、低溫煙氣余熱，一般可以利用空氣預熱器、省煤器加熱空氣和給水，也可用于加熱物料等。
　　( 1) 預熱空氣或燃料
　　本體設備不變，工質或物料**吸收熱不變，由于回收的熱量預熱助燃空氣或燃料，實際供給的燃料量減少。該回收方式使回收的熱量在爐內(nèi)循環(huán)，鍋爐、工業(yè)爐等加裝空氣預熱器為此類情況。
　　( 2) 加熱工質或物料
　　利用煙氣余熱來預熱、干燥原材料或工質，將熱量帶回裝置，也可起到直接節(jié)約能源的作用。該余熱回收方式減少排煙熱損失，外界供給的燃料量相應減少。
　　( 3) 余熱回收后供給外界
　　本體設備不變，供給體系的熱量和**熱量均不變，由于余熱回收后供給外界，排煙損失減小。
　　對于中、低溫煙氣余熱，往往是通過各種熱交換設備將煙氣的熱能傳遞給不同工作介質，進而加以利用。
　　因此換熱設備的設計在一定程度上決定余熱回收利用的效果。
　　熔鋁爐排煙溫度雖然在 800℃ 以上，但其煙氣量僅有 1072m3/ h，不適合安裝余熱鍋爐產(chǎn)生較高壓力的蒸汽和熱水，更不適合直接通過燃氣輪機發(fā)電。
　　因此，可將熔鋁爐的煙氣余熱歸類于中低溫余熱，利用方式為預熱空氣或燃料及加熱工質或物料。

　　3 熔鋁爐余熱利用技術方案
　　3. 1 預熱助燃空氣
　　提高助燃風溫度能夠**降低熔鋁爐的能耗，在相同的排煙溫度下，采用熔鋁爐排煙預熱助燃風可以將熱量帶回爐膛，回收煙氣中的熱量。助燃空氣溫度越高，其顯熱越高，燃料節(jié)約率就越高。該系統(tǒng)主要由氮氣加熱器和煙氣 － 空氣熱交換器兩種換熱設備組成。
　　方案一的主要流程為: 煙氣通過氮氣加熱器，加熱霧化鋁粉所需氮氣，可以將煙溫從1060℃ 降到 900℃ 左右; 從氮氣加熱器出來的煙氣通過煙氣 － 空氣換熱器預熱助燃空氣，以提高爐膛溫度和熔鋁爐燃燒效率，助燃空氣預熱至300℃ ，可將煙氣溫度降至610℃ 。
　　3. 2
　　預熱助燃空氣和燃油研究表明，提高燃油溫度亦能達到節(jié)能的目的，可采用煙氣先預熱助燃空氣，再加熱燃油的辦法回收煙氣余熱。
　　燃油和助燃空氣溫度越高，其顯熱越高，燃料節(jié)約率也越高。
　　方案二的主要流程如圖 2 所示: 第一級，煙氣通過氮氣加熱器，加熱霧化鋁粉所需氮氣，可以將煙氣從 1060℃降到 907℃左右; 第二級，從氮氣加熱器出來的煙氣通過煙氣－ 空氣換熱器預熱助燃空氣; 第三級，煙氣預熱助燃空氣后，再經(jīng)燃油加熱器加熱柴油，使柴油溫度由 15℃ 上升到 300℃。
　　經(jīng)換熱計算，煙氣預熱助燃空氣與燃油后溫度可降到 585℃。
　　3. 3 加熱助燃空氣和鋁錠
　　將助燃空氣預熱至 300℃，然后將剩余的煙氣熱量預熱鋁錠，煙氣余熱利用方案。
　　方案三的主要流程為: 第一級，煙氣通過氮氣加熱器，加熱霧化鋁粉所需氮氣，可以將煙氣從 1060℃降到 907℃左右; 第二級，煙氣加熱氮氣后再經(jīng)煙氣 － 空氣換熱器預熱助燃空氣，考慮到空氣溫度過高會導致火焰溫度過高燒毀燒嘴，
　　第二級助燃空氣預熱至 300℃ 即可; 第三級，煙氣預熱助燃空氣后再由引風機引入鋁錠加熱室，將剩余的熱量用來預熱鋁錠。
　　經(jīng)過換熱計算，把鋁錠加熱到 350℃后煙溫可降到 508℃。
　　3. 4 預熱燃油、助燃空氣和鋁錠
　　為了達到節(jié)能的目的，可以考慮將助燃空氣預熱至 300℃，將燃油預熱到 300℃，然后將剩余的煙氣熱量預熱鋁錠，煙氣余熱利用方案。
　　方案四的主要流程為: 第一級，煙氣通過氮氣加熱器，加熱霧化鋁粉所需氮氣，此過程可以將煙氣從 1060℃降到 907℃左右; 第二級，從氮氣加熱器出來的煙氣通過煙氣 － 空氣熱管換熱器加熱助燃空氣，將助燃空氣預熱至 300℃，由方案一和方案二可知，煙溫可降至 610℃; 第三級，煙氣預熱助燃空氣后經(jīng)燃油加熱器加熱柴油，使柴油溫度由 15℃上升到 300℃，由方案二可知煙氣可從 610℃ 降到 585℃; 第四級，煙氣預熱助燃空氣后再由引風機引入鋁錠加熱室，將剩余的熱量用來預熱鋁錠，由方案三的計算可知，煙氣把鋁錠加熱到 350℃后可降到 483℃。
　　4 結語
　　通過管道系統(tǒng)改造和除塵器設計，實現(xiàn)了對高爐爐頂均壓放散煤氣的回收，不僅每年可產(chǎn)生約 145 萬元的經(jīng)濟效益，而且每年少排放灰塵400t，減小了空氣污染。