各種有色金屬熔煉爐的熱效率一般僅為15~25%,較高的也只有40%左右,其余的熱量被產(chǎn)品、煙氣、爐渣和冷卻介質(zhì)帶走,稱為余熱。
煙氣帶走的熱量多,一般占總發(fā)熱量(燃料燃燒熱和冶煉反應(yīng)熱)的30~50%。煙氣余熱的利用主要有兩種方法:一是通過換熱器預(yù)熱空氣;二是用余熱鍋爐生產(chǎn)蒸汽。850℃的煙氣經(jīng)過熱交換,可將空氣預(yù)熱至400~500℃。經(jīng)過預(yù)熱的空氣供冶煉過程使用,既可節(jié)約能源,又能強(qiáng)化冶煉作業(yè)。冶煉煙氣含有大量煙塵,其中包括熔融狀、粘結(jié)性強(qiáng)的煙塵,還常含有腐蝕性氣體。為避免熔融塵粘結(jié),堵塞換熱器,含塵多的高溫?zé)煔?,在?dǎo)入換熱器或?qū)α魇軣崦媲?,要先通過有較大空間的輻射室,使熔融塵冷卻、沉降。冷凝后的煙塵顆粒即使粘附于換熱面,因比較疏松也容易清理。
閃速熔煉爐、熔煉反射爐等的煙氣,多采用帶有輻射室和對流室的余熱鍋爐,產(chǎn)出中壓或次中壓的蒸汽,用于發(fā)電。在銅熔煉和精煉反射爐,銅、鋅流態(tài)化焙燒爐,煉錫反射爐等冶金爐安裝不同類型的余熱鍋爐。
保護(hù)爐壁、爐床、煙罩等的冷卻裝置,采用汽化冷卻方法產(chǎn)出蒸汽,并延長設(shè)備使用壽命。但冷卻構(gòu)件多為箱式,受結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的限制,只能產(chǎn)出2~5公斤力/厘米2的低壓蒸汽。目前,鋅流態(tài)化焙燒爐、銅密閉鼓風(fēng)爐、粗鉛脫銅反射爐等多采用汽化冷卻裝置回收余熱,產(chǎn)生的蒸汽供生產(chǎn)和生活上使用。
熔煉爐爐渣帶走的熱量,在余熱中占不小的比重。用高速空氣破碎熔渣造粒或用機(jī)械造粒筒造粒時(shí),通入空氣冷卻渣粒,均可產(chǎn)出熱風(fēng)。這種熱風(fēng)多用作預(yù)熱空氣。熔渣水淬時(shí),控制沖渣水量,保持沖渣后的水溫為80~95℃,通過換熱器將冷水加熱到60℃,作為供熱系統(tǒng)的熱水水源。高溫焙砂連續(xù)排入臥式冷卻轉(zhuǎn)筒,經(jīng)筒壁傳熱,可用來加熱冷水。鋅流態(tài)化焙燒爐排出的熱焙砂可直接用溶液沖入連續(xù)浸出系統(tǒng)加熱礦漿。
根據(jù)銅冶煉NGL反射爐、NG爐煙氣工況,炫風(fēng)節(jié)能發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢,研制開發(fā)了一套針對銅冶煉爐煙氣余熱利用配套熱管式余熱鍋爐及熱管換熱器,余熱利用系統(tǒng)采用DCS控制系統(tǒng),全程無人值守,在線自動(dòng)清灰、自動(dòng)卸灰。產(chǎn)生的蒸汽和熱水可用于企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)工藝使用,使企業(yè)資源充分利用,車間環(huán)境得以保護(hù),實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展,創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和社會(huì)綜合效益。