铝工业节能对策分析

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结合铝工业生产结构与能源耗散结构特点,通过与钢铁工业的对比分析,针对我国铝工业系统节能工作提出如下对策:
(1)单体工序的生产工艺变革与设备改造
采用节能新工艺可以大幅度降低工序能耗。随着冶金科技进步,铝冶炼工艺的可选择性增加,碳热还原法炼铝就是对电解法炼铝工艺的革新技术之一,新工艺的吨金属能耗相比电解法降低约23%,如同钢铁工业中,转炉炼钢工艺取代平炉工艺、连铸工艺取代模铸,工艺变革对钢铁工业的影响,不仅体现在降低工序能耗方面,而且在优化流程结构等各个方面也起到了促进和带动作用。
同时,单体设备的大型化、高效化也是有效的节能途径。电解槽是铝工业中能耗最大的单体设备,如何降低电解工序能耗的研究较多,其中,电解槽大型化,是利用提高电解槽产能,来增加设备的能效,从而间接实现设备节能的一项技术。这种节能技术思路在高炉生产实践中体现的比较明显,随着高炉的换代,其容积也逐步增大,而目前高炉利用系数有的已突破3.0吨/立方米·天,吨铁焦比有的降低到400kg以下,高炉综合能耗显著降低。可见,电解槽大型化技术是设备节能技术改造的方向之一。
(2)高耗能设备余热余能回收与综合利用
充分回收余热余能,综合利用生产过程产生的热损失,减少设备热散失,即增加能源收益,是提高工序设备或系统能效的基本节能途径。铝生产系统工序生产过程均有产生烟气热损失,而设备表面散热和烟气热散失是能源的主要耗散形式。因此,为提高能效比,应该强化烟气余热余能的回收,并且利用余热余能品位差异,对各工序的耗散过程加以整合,实现能源的梯级转化和综合利用,如利用阳极工序的高温烟气替代熔炼工序的能源需求等。
(3)能源结构的总体规划与系统调控
针对铝生产流程能源结构特点,探索建立全生产流程的能源管理中心的系统节能发展思路,统一协调、调配和管制生产流程中的能量流,从管理节能的角度,优化升级铝工业能源结构。
铝工业生产的能源结构构成种类繁杂,品质高,包含有电能、石油焦、原煤、洗精煤、无烟煤、燃料油等,且能源耗散过程相互独立,缺乏协调组织。从能源结构合理性角度分析,铝工业生产中各种能源物质的可替代程度较弱,能源结构的安全性较差;能源结构中能源种类繁杂,会增加综合利用的难度,影响清洁性;品质高,能源结构的经济性因此会受外界能源供给波动的影响。相比钢铁能源结构中,煤炭则占有绝对比重(如宝钢2003年达到99.73%),因此,铝工业的能源结构有待进一步升级。能源管理中心,是对包括一次能源、二次能源及副产能源、耗能工质等能源介质实行统一平衡、集中调整、分配与管理,实时协调各耗能工序之间的能源及介质供需量。在铝工业提高总体生产流程紧凑性、连续性的基础上,通过发展能源替代技术,如使用燃煤替代其它能源,探寻煤-电多联产等技术应用,强化能源的梯级利用,建立能源集中管理机制,实现铝工业能源结构合理发展。
(4)流程连续化与高效界面技术开发
生产实践中,发展和利用高效的界面技术,简化复杂的生产流程布局,甚至淘汰某些工序,改变工序间流程组织形式,提高生产流程的连续性,对提高系统能效、降低流程能源消耗产生积极的作用。例如为避免重熔铝锭的二次熔化能耗、减少金属氧化烧损,缩短生产流程,采用电解铝液直接生产铝加工坯料的熔铸技术,该技术是将铝工业中两个各自独立的生产环节铝冶炼和铝加工生产组合到一起,降低了工序能耗。同时,为提高电解铝液生产铝加工坯料的质量,熔炼工序中,铝液使用了炉内精炼净化、炉外在线精炼净化和过滤箱过滤净化三种精炼净化技术,此外,又提出“炉前净化”,即铝液抬包内的熔体净化技术,增加铝液精炼净化次数,减轻了熔炼炉等设备的功能负荷、提高设备运转率。按照界面技术的定义,电解铝液直接输运技术、炉前净化技术都属于界面技术。
(来源:轻金属)

备注：数据仅供参考，不作为投资依据。

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