中色科技再生铝技术成果丰硕

2022年08月15日 10:32 40414次浏览 来源:   分类: 铝相关资讯   作者:

中色科技股份有限公司(以下简称中色科技)在再生铝的工程设计和装备制造方面布局较早,并顺应近几年低碳环保、节能降耗、绿色发展的大趋势,目前已取得了丰硕的成果,累计签订工程设计和咨询合同50余项,出售双室炉、除尘系统等再生铝相关设备20余套,还在2018年建立了苏州再生金属设计研究院,牵头制订并发布了再生铝厂工艺设计标准,拉开了铝加工行业绿色环保循环再生的大幕。

2000—2010年,国内再生铝行业尚在萌芽阶段。然而,随着中铝集团2004年开始谋划布局再生铝产业发展,中色科技已经开始了再生铝项目的设计和装备制造工作。在中铝青岛再生铝项目和中铝南海再生铝项目中,中色科技作为设计方参与了整个项目的咨询和设计工作。尤其是在南海再生铝项目中,中色科技作为总包方顺利完成了项目的建设和安装调试工作,新长光还协助双室炉厂家Jasper进行炉子的安装、砌筑和调试工作,积累了宝贵的双室炉生产和安装经验。鉴于中色科技在中铝南海项目中的出色表现,2007年此项目获得了省部级有色金属建设协会工程设计一等奖和全国优秀工程咨询成果一等奖。

2015年以后,随着国家对电解铝产能的限制及落后产能的淘汰,再生铝作为铝加工的另一个原料来源,相关项目数量及规模逐渐增大并在近3年来呈爆发式增长。中色科技近几年陆续完成了河南爱普生、四川广元、山东宏卓、山东宏顺、山东南山、宝武铝业、陕西拆解等几十项再生铝项目的设计和咨询工作,并在2019年和2021年又获得了两项再生铝项目的工程咨询成果奖。

中色科技根据多年积累和经验,把握未来再生铝工艺技术发展方向。其包括:研究开发低品位及复合铝合金废料的处理工艺,着重发展预处理工艺;继续研究适于处理铝合金废料的高效、节能、快速熔化炉,进一步节能降耗,提高熔化炉热效率,延长炉子寿命,减少金属烧损,提高金属回收率;建立与再生铝项目相适应的智能化系统,通过智能化信息化技术在再生项目中的应用提高再生铝行业的整体智能化水平;研究对再生铝生产过程的污染物治理,实现环保回收。

再生铝中最重要的工艺技术主要包括预处理技术、脱漆技术、铝废料熔化技术、烟气处理技术和智能化集成技术等。

预处理技术

铝合金废料预处理工艺方案主要有人工分选和机械分选两种。

人工分选是指根据废料的形态和实物标志等,采用目视方法将铝合金废料进行大体分类。该方法在我国的再生铝企业应用比较广泛。但人工分选劳动强度大,生产效率低,分选质量对工人的熟练程度依赖性比较大。

机械分选是通过分选机械将铝合金废料中的铜、铁、锌等非铝金属废料和塑料、泥土、砂石、木屑等非金属夹杂物分选出来。不同的铝合金废料有不同的机械分选方法。机械分选生产效率高,分选质量稳定,规模化生产成本低,在新建再生铝企业应用比较广泛。

铝废料脱漆技术

废易拉罐、废旧型材等再生铝废料表面有涂层、油漆等防护层。在小型再生铝厂,对此类废料一般不作任何脱漆处理,直接投炉或简单打包后熔炼,漆皮会在熔炼过程中烧掉。燃烧过程中部分铝会氧化,使铝熔体中的杂质和气泡增加,减少了铝的实收率。常见的脱漆设备有双室炉、脱漆窑、回转炉等。以脱漆窑为例,脱漆窑内温度控制在380~500℃,开始加热达到一定温度之后,主要依靠废铝表面漆层的炭化过程放热。在窑内高温气氛中,废铝表面的漆皮涂层被炭化,并依靠窑身旋转过程中的自身震动而脱落。同时,废铝中的水分也会被烘干,消除了重熔过程中水和铝熔体起反应的可能,保证生产安全。

对于有涂层和油漆的薄壁废料,直接投炉熔化,铝回收率低,而如果预先进行脱漆处理再熔化,回收率将大大提高,通过换热急冷最大程度减少二噁英的排放,降低环境的污染。

废铝熔化技术

废铝熔化回收率直接影响着企业的经济效益。在熔化废铝时,不仅要求熔铝炉耗能少、熔化速度快、热效率高、熔体温度均匀并易于控制,还要尽可能减少金属的烧损。另外,在废铝熔化过程中产生的废气达标排放更是当今环保要求的必须条件。这就要求在废铝处理过程中,熔铝炉能将烟气中的有害物质和可燃物燃烧分解成可控的无害物质,从而减少对环境的污染。

废铝熔化的主要设备有双室炉、侧井炉、回转炉等。以双室炉为例,其最大的优点是可根据原料形态的不同,采用不同的加料和熔化方式,最大程度地减少烧损,利用有机废气燃烧的热量加热熔体,并通过换热急冷最大程度减少二噁英的排放。

目前,废铝熔化技术正朝着能源消耗小、熔化速度快、金属烧损少、环境污染小的方向发展。

再生铝烟气处理技术

在再生铝熔化的过程中,各种熔铝炉炉门打开时均会产生粉尘及烟气,炉膛内燃烧也将产生烟气。这些烟气经统一收集后通过烟道或烟管进入袋式除尘器等净化设备,处理达标后才能排放。脱漆窑、双室炉、回转炉等炉型由于主要处理带漆皮涂层的废铝料,可能产生含烟(粉)尘、二噁英、SO2、NOx、HCl的烟气,设备及除尘净化系统应考虑以二噁英等为代表的有机污染物的达标排放。普通熔铝炉、保温炉等产生的烟气含烟(粉)尘、SO2、NOx、HCl,通过除尘净化系统处理可满足烟(粉)尘等常规污染物的达标排放。

脱漆窑经过高温碳化将大部分的漆皮进行碳化,少量经挥发进入烟气,此部分烟气经冷却、吸附和布袋过滤将二噁英、粉尘等有害物质处理达标后排放。双室炉将经脱漆窑处理后的废铝或含有少量涂层的废料(如门窗型材)加入废料室炉门桥上,经过烧嘴预热,将有害烟气(含少量有机涂层或挥发的机油等有机物)经辅助收集烟气通道送入加热室的烧嘴前,通过燃烧器将大部分有机物燃烧分解,然后将此时产生的烟气通过换热器急剧降温,将产生二噁英的温度时间大大缩短,防止二噁英等有机物二次产生,最后再经布袋除尘过滤将烟气处理达标后排放。回转炉燃烧后将烟气通过吸附、中和,再将烟气经布袋除尘过滤处理达标后排放。熔铝炉、保温炉产生的烟尘由收尘罩和烟道收集后经布袋除尘过滤处理达标后排放。经过各熔化设备自身和除尘净化设备处理后的粉尘、二噁英等均应满足《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996二级和《再生铜、铝、铅、锌工业污染物排放标准》GB31574-2015。

目前,再生铝烟气处理技术针对每种有害烟气成分进行分析处理,配置相应的设备,使各种工况下的烟气在对应的设备配置情况下均可达标排放。

智能化集成技术

当前国内大多数再生铝企业规模较小,产业集中度较低,自动化程度很低。大部分大型再生铝企业还在向机器代人方向努力,利用机器分选物料,替代人的体力劳动,小型再生铝企业甚至还没达到这个阶段,大多停留在人工分选处理。

增加智能化设备效果比较容易测算,而增加智能化工厂系统则很难短期直观地发现其优点,且其价格一般较高。因此,再生铝企业在智能化的发展道路上,仍属于初级阶段,在向更深入的方向应用上仍处于怀疑和观望状态。但随着企业在安全、效率和可靠性上需求的不断提高,人力成本的不断增加,智能化转型仍是再生铝企业发展的必然趋势。

智能化转型就是自动化的升级和信息化技术的融合提升,这不仅是简单地通过自动化用机器代人,而且是通过大数据和云计算对信息收集和筛分,使工厂能够实现自主化决策,灵活地处理多样化的再生铝来料,快速生产相应的再生铝产品,实现再生铝原料的保级使用。

目前的再生铝企业很难做到对工厂所有数据进行全面的采集和分析,用于管理和决策。大多数新型的再生铝厂也还属于预留单体设备的数据采集接口这个阶段,没有主动增加MES、ERP等较为成熟的生产和能源管理系统,小型再生铝企业更不会主动采集生产数据。实现再生铝的智能化牵涉方面众多,还有很长的路要走。

责任编辑:李开颜

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