試論鋁冶煉低溫余熱回收利用的實踐

魏成岐

摘 ? ?要：環境問題正在成為人們越來越關注的問題之一，做好節能減排已經成為各行各業共同的發展方向，如何才能降低生產過程造成的環境污染、并在此基礎上提升經濟利潤，正在成為有關人員研究的重要課題。特別是鋁冶煉行業更是如此，其本身屬于高耗能行業，稍作調整就能節約大量能源，借助余熱回收技術改善鋁冶煉行業高能耗問題勢在必行。工作人員有必要對鋁冶煉低溫余熱回收利用的實踐進行研究，并對其能夠達到的經濟效益加以分析。

關鍵詞：鋁冶煉;低溫余熱;回收利用

1 ?引言

低溫余熱回收利用技術是一種比較新穎的節能技術，可以將本來浪費的能源回收再利用，是一種改善熱能浪費問題、促進節能減排的重要手段，可以為企業帶來不菲的經濟效益。在實際的生產中可以發現，鋁冶煉行業往往存在十分嚴重的熱能浪費問題，多余的熱能直接逸散、得不到回收再利用的現象非常多見，而熱管換熱技術、吸收式制冷技術、熱泵技術等余熱回收技術，都能解決上述問題并發揮十分可觀的作用，特別是在鋁冶煉行業中更是效果拔群。

2 ?鋁冶煉低溫余熱回收利用實踐技術

2.1 ?熱管換熱技術

熱管換熱設備本身的運行效果十分可觀，它主要的有效結構就是熱管，即利用工質相變對熱量進行置換和傳遞，工質相變的劇烈沸騰及兩相之間存在焓差，和常規的單項溫差換熱設備比起來，其具有更好的置換能力，除此之外，換熱介質之間不存在混合的情況，因此整體安全性也十分突出。具體來說，熱管換熱技術在實際應用中有三個特點：首先，比傳統換色技術更加安全穩定，并且能夠保持長時間的運行，過去比較常見的換熱技術通常是一間壁換熱為原理進行置換，也就是說利用冷熱流體從管道或容器兩側通行進行熱量置換，但實際上這種方法的安全風險比較突出，效果也并不穩定。而新型換熱技術就解決了這一問題，整體安全性十分突出、換熱效率比較高，實際的應用價值相對突出。其次，熱管管壁溫度可根據實際情況進行調節，通過對熱流的控制，可以順利地調整熱管管壁的溫度，使之實際應用效果更上一層樓。最后，熱管換熱效率較過去有了明顯提升，因此其節能效果也十分可觀。熱管換熱技術在相當導熱系數上有著不可忽視的優越性，其導熱系數比常規金屬材料高出數百倍，能夠將大量的熱量快速集聚起來，節能效果和實際應用效果都更加優越。

2.2 ?吸收式制冷技術

吸收式制冷技術是一種基于熱能存在的、具有極佳制冷性能的新技術，它的優勢在于可以直接將熱能利用起來，不涉及到能源的二級轉換等，因此能量不會在轉換過程中被消耗和浪費，在鋁冶煉企業生產中，吸收式制冷設備的用電量非常低，不足同容量離心機的2%，更重要的是它同時具有低溫余熱收集功能，這使得它的實踐應用范圍和適用方向更加寬泛。最后，它同時具有制冷制熱兩方面的功能，打開了鋁冶煉余熱的利用新方向，是一種極其有益的新嘗試。

2.3 ?熱泵技術

熱泵技術也是鋁冶煉行業低溫余熱回收技術中比較常見的一種，它能夠將低溫低品質的熱能轉換成高質量的能量，并且使熱能的價值得到最大化的發揮，雖然在應用中需要使用一定的電能作為支撐，但這部分電能與節約下來的熱能相比可謂是九牛一毛。熱泵技術的實際應用比較復雜，就以噴漆房空調系統為例來說，采取過去的排風系統和新風系統進行熱交換實現余熱回收時，其回收效果比較差、只能在冬天獲得部分余熱，整體應用價值比較低。然而在熱泵技術的支持下，兩側溫差就會有較大差異，回收效果也會更好，空調系統的熱能浪費問題就能迎刃而解。除此之外，在高溫應用中熱泵技術同樣優勢明顯，其可以直接對55%的低品質熱量進行應用，制造出熱水熱風等供鋁冶煉生產進行循環使用。

3 ?鋁冶煉低溫余熱回收利用的實踐效益

鋁冶煉行業余熱回收利用的要點大概有兩方面：第一，應盡可能提升高溫爐熱效率，保證余熱存量，為熱能回收再利用打下堅實的基礎，換而言之就是要對高溫爐進行隔熱保溫處理、提高余熱品質，盡可能降低其能源消耗水平，保證余熱回收有實際意義。第二，在余熱利用的具體方法上，需要先考慮對余熱進行直接利用，避免其在二次轉換的過程中發生浪費和損耗等，使余熱發揮最大化的作用。比如說，可以利用鋁冶煉高溫爐的余熱直接回溯供給爐窯進行助燃，也可以將余熱回收以后作為原材料加熱工序的熱量來源，經過這種直接利用以后剩余的、無法直接利用的熱量方可投入其他流程。因此，鋁冶煉行業的低溫余熱回收技術實際上，就是要用低品質的熱量發揮高品質的效果，因此它往往具有十分可觀的經濟效益，在實踐應用中得到了越來越多的認可和關注。通過鋁冶煉低溫余熱回收利用技術的分析不難發現，鋁冶煉行業的節能減排工作大有可為，具有突出的經濟價值和研究價值。鋁冶煉企業必須要充分認識到這一點，并且不斷提升對低溫余熱回收技術的研究，積極主動地將之引進和落實到實際冶煉生產流程中去，為自身發展爭取更高的經濟收益。就以我國某鋁業公司的電解槽余熱利用工程為例來說，該企業在初始階段就克服了技術難題，保證了煙氣余熱利用系統的安全性，并以此為基礎對回收再利用方案進行了一體化優化，使系統及設備的合理性得到了提升，整體應用效果十分可觀。根據該企業的實際數據來看，余熱回收系統投入使用三個月，累計節約熱能達到了26萬千瓦時，在兩年后就完成了初期成本回收，整體應用效果極佳。

4 ?結束語

金屬冶煉是耗能大戶，特別鋁冶煉更是如此，其加工過程和生產過程離不開大量化石能源的支持，但轉化出來的熱能卻往往得不到有效的回收再利用，這顯然不符合我國可持續發展戰略。為了解決這個問題，業內人士對鋁冶煉的余熱回收進行了分析，并提出了熱管換熱技術等幾種行之有效的余熱回收技術，改善了我國鋁冶煉行業高能耗、浪費率高的問題，是一種十分具有現實意義的嘗試。在今后的工作中，還需要進一步對其經濟效益和技術應用實踐進行研究，從而促進可持續發展的落實。

參考文獻：

[1] 雷發榮.淺談鋁冶煉低溫余熱回收利用的實踐[J].商品與質量，2019（9）：113.

[2] 宋英鏑.鋁冶煉低溫余熱回收利用的實踐探究[J].科學技術創新，2018 （4）：183～184.

[3] 謝慈俊.鋁冶煉和加工行業低溫余熱回收利用研究和實踐[A].中國有色金屬學會%廣東省有色金屬學會.第四屆廣東鋁加工技術國際研討會論文集[C]，2013.