试论铝冶炼低温余热回收利用的实践

魏成岐

摘    要：环境问题正在成为人们越来越关注的问题之一，做好节能减排已经成为各行各业共同的发展方向，如何才能降低生产过程造成的环境污染、并在此基础上提升经济利润，正在成为有关人员研究的重要课题。特别是铝冶炼行业更是如此，其本身属于高耗能行业，稍作调整就能节约大量能源，借助余热回收技术改善铝冶炼行业高能耗问题势在必行。工作人员有必要对铝冶炼低温余热回收利用的实践进行研究，并对其能够达到的经济效益加以分析。

关键词：铝冶炼;低温余热;回收利用

1  引言

低温余热回收利用技术是一种比较新颖的节能技术，可以将本来浪费的能源回收再利用，是一种改善热能浪费问题、促进节能减排的重要手段，可以为企业带来不菲的经济效益。在实际的生产中可以发现，铝冶炼行业往往存在十分严重的热能浪费问题，多余的热能直接逸散、得不到回收再利用的现象非常多见，而热管换热技术、吸收式制冷技术、热泵技术等余热回收技术，都能解决上述问题并发挥十分可观的作用，特别是在铝冶炼行业中更是效果拔群。

2  铝冶炼低温余热回收利用实践技术

2.1  热管换热技术

热管换热设备本身的运行效果十分可观，它主要的有效结构就是热管，即利用工质相变对热量进行置换和传递，工质相变的剧烈沸腾及两相之间存在焓差，和常规的单项温差换热设备比起来，其具有更好的置换能力，除此之外，换热介质之间不存在混合的情况，因此整体安全性也十分突出。具体来说，热管换热技术在实际应用中有三个特点：首先，比传统换色技术更加安全稳定，并且能够保持长时间的运行，过去比较常见的换热技术通常是一间壁换热为原理进行置换，也就是说利用冷热流体从管道或容器两侧通行进行热量置换，但实际上这种方法的安全风险比较突出，效果也并不稳定。而新型换热技术就解决了这一问题，整体安全性十分突出、换热效率比较高，实际的应用价值相对突出。其次，热管管壁温度可根据实际情况进行调节，通过对热流的控制，可以顺利地调整热管管壁的温度，使之实际应用效果更上一层楼。最后，热管换热效率较过去有了明显提升，因此其节能效果也十分可观。热管换热技术在相当导热系数上有着不可忽视的优越性，其导热系数比常规金属材料高出数百倍，能够将大量的热量快速集聚起来，节能效果和实际应用效果都更加优越。

2.2  吸收式制冷技术

吸收式制冷技术是一种基于热能存在的、具有极佳制冷性能的新技术，它的优势在于可以直接将热能利用起来，不涉及到能源的二级转换等，因此能量不会在转换过程中被消耗和浪费，在铝冶炼企业生产中，吸收式制冷设备的用电量非常低，不足同容量离心机的2%，更重要的是它同时具有低温余热收集功能，这使得它的实践应用范围和适用方向更加宽泛。最后，它同时具有制冷制热两方面的功能，打开了铝冶炼余热的利用新方向，是一种极其有益的新尝试。

2.3  热泵技术

热泵技术也是铝冶炼行业低温余热回收技术中比较常见的一种，它能够将低温低品质的热能转换成高质量的能量，并且使热能的价值得到最大化的发挥，虽然在应用中需要使用一定的电能作为支撑，但这部分电能与节约下来的热能相比可谓是九牛一毛。热泵技术的实际应用比较复杂，就以喷漆房空调系统为例来说，采取过去的排风系统和新风系统进行热交换实现余热回收时，其回收效果比较差、只能在冬天获得部分余热，整体应用价值比较低。然而在热泵技术的支持下，两侧温差就会有较大差异，回收效果也会更好，空调系统的热能浪费问题就能迎刃而解。除此之外，在高温应用中热泵技术同样优势明显，其可以直接对55%的低品质热量进行应用，制造出热水热风等供铝冶炼生产进行循环使用。

3  鋁冶炼低温余热回收利用的实践效益

铝冶炼行业余热回收利用的要点大概有两方面：第一，应尽可能提升高温炉热效率，保证余热存量，为热能回收再利用打下坚实的基础，换而言之就是要对高温炉进行隔热保温处理、提高余热品质，尽可能降低其能源消耗水平，保证余热回收有实际意义。第二，在余热利用的具体方法上，需要先考虑对余热进行直接利用，避免其在二次转换的过程中发生浪费和损耗等，使余热发挥最大化的作用。比如说，可以利用铝冶炼高温炉的余热直接回溯供给炉窑进行助燃，也可以将余热回收以后作为原材料加热工序的热量来源，经过这种直接利用以后剩余的、无法直接利用的热量方可投入其他流程。因此，铝冶炼行业的低温余热回收技术实际上，就是要用低品质的热量发挥高品质的效果，因此它往往具有十分可观的经济效益，在实践应用中得到了越来越多的认可和关注。通过铝冶炼低温余热回收利用技术的分析不难发现，铝冶炼行业的节能减排工作大有可为，具有突出的经济价值和研究价值。铝冶炼企业必须要充分认识到这一点，并且不断提升对低温余热回收技术的研究，积极主动地将之引进和落实到实际冶炼生产流程中去，为自身发展争取更高的经济收益。就以我国某铝业公司的电解槽余热利用工程为例来说，该企业在初始阶段就克服了技术难题，保证了烟气余热利用系统的安全性，并以此为基础对回收再利用方案进行了一体化优化，使系统及设备的合理性得到了提升，整体应用效果十分可观。根据该企业的实际数据来看，余热回收系统投入使用三个月，累计节约热能达到了26万千瓦时，在两年后就完成了初期成本回收，整体应用效果极佳。

4  结束语

金属冶炼是耗能大户，特别铝冶炼更是如此，其加工过程和生产过程离不开大量化石能源的支持，但转化出来的热能却往往得不到有效的回收再利用，这显然不符合我国可持续发展战略。为了解决这个问题，业内人士对铝冶炼的余热回收进行了分析，并提出了热管换热技术等几种行之有效的余热回收技术，改善了我国铝冶炼行业高能耗、浪费率高的问题，是一种十分具有现实意义的尝试。在今后的工作中，还需要进一步对其经济效益和技术应用实践进行研究，从而促进可持续发展的落实。

参考文献：

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