典型有色金属冶炼烟气余热回收利用研究

论文摘要

有色金属的冶炼过程需要消耗大量的能源,在其能耗的构成中冶炼过程的余热资源约占总能耗的60%,而在这些余热资源中烟气余热占的比例高达80%左右。由此可见,回收有色冶金行业中的烟气余热对于降低有色冶金工业能耗有着重要意义。然而,由于有色金属冶炼过程中烟气固有的特点以及目前烟气余热回收存在的种种问题,有色金属冶炼烟气的余热资源的回收利用潜力还很大。为此,本文以有色金属冶炼中的铜冶炼、铝冶炼以及火法锌冶炼等工艺为研究对象,针对典型的有色金属冶炼设备进行有色金属冶炼烟气余热回收利用的研究。本文以烟气的(?)值来评价烟气余热利用价值的大小,以烟气的能级来衡量烟气余热资源的品质高低,并根据烟气余热资源的数量、品质(温度)和用户要求,遵循能级匹配的原则分别对典型铜冶炼,铝冶炼以及火法锌冶炼工艺中各工序产生的冶炼烟气余热进行分析,选择合适的余热利用方式,并相应的提出了各自冶炼工艺烟气余热回收的利用模式。在火法铜冶炼工艺中,以目前较为先进、应用最广的闪速炉、转炉和回转式阳极炉作为研究对象,对火法炼铜工艺中造硫熔炼、铜硫吹炼、粗铜火法精炼过程中的烟气余热资源进行分析,并基于合理将余热利用于工艺本身中合适的热用户的方式和能级匹配的梯级利用原则,构建了火法铜冶炼厂总体烟气余热回收的利用模式,同时分析了将该模式应用于某年产30万吨铜的火法炼铜企业的烟气余热回收结果；在氧化铝生产工艺中,以烧结法生产氧化铝中的熟料烧结工艺、石灰的煅烧工艺和氢氧化铝焙烧工艺分析了氧化铝生产过程中各工艺环节产生的烟气余热资源,并依据烟气余热回收利用原则构建了烧结法氧化铝生产过程的总体烟气余热回收的利用模式,同时分析了将该模式应用于某年产40万吨氧化铝的烧结法生产氧化铝企业的烟气余热回收结果；在电解铝生产工艺中,分别以预焙电解槽电解工序和阳极生产环节中的石油焦的煅烧和生阳极焙烧两个工序来分析烟气余热资源,并依据烟气余热回收利用原则构建了电解铝生产工艺的总体烟气余热回收的利用模式,同时分析了将该模式应用于某年产5万吨电解铝的预焙槽电解铝生产企业的烟气余热回收结果；在火法锌冶炼方法中,选择以密闭鼓风炉炼锌工艺为研究对象,分别对铅锌精矿的烧结、鼓风炉熔炼、粗锌精馏精炼以及烟化法处理炉渣等工艺过程来分析密闭鼓风炉炼锌工艺中的烟气余热资源,并依据烟气余热回收利用原则构建了火法炼锌中密闭鼓风炉炼锌工艺的总体烟气余热回收的利用模式,同时分析了将该模式应用于某年产8万吨锌的密闭鼓风炉炼锌工艺的烟气余热回收结果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 有色冶金烟气概述
• 1.1.1 有色冶金烟气余热
• 1.1.2 有色冶金烟气的特点
• 1.2 有色冶金烟气回收利用现状及存在的问题
• 1.2.1 有色冶金烟气余热回收现状
• 1.2.2 有色冶金烟气余热回收存在的问题
• 1.3 论文研究内容
• 第2章 烟气余热回收利用原则及方式
• 2.1 烟气余热回收利用原则
• 2.1.1 烟气的（?）值和能级
• 2.1.2 烟气余热回收的原则
• 2.2 烟气余热回收利用方式
• 2.2.1 余热锅炉
• 2.2.2 热交换器
• 2.2.3 热管技术
• 2.2.4 低温有机朗肯循环发电技术（ORC）
• 2.2.5 冷凝式换热设备
• 2.3 本章小结
• 第3章 铜冶炼烟气余热的回收利用
• 3.1 铜冶炼工艺概述
• 3.2 造硫熔炼过程烟气及余热回收
• 3.2.1 造硫熔炼过程
• 3.2.2 造硫熔炼过程的烟气及余热分析
• 3.2.3 造硫熔炼过程的烟气余热回收
• 3.3 铜硫吹炼过程烟气及余热回收
• 3.3.1 铜硫吹炼过程
• 3.3.2 铜硫吹炼过程的烟气及余热分析
• 3.3.3 铜硫吹炼过程的烟气余热回收
• 3.4 粗铜火法精炼过程烟气余热回收
• 3.4.1 粗铜火法精炼过程
• 3.4.2 粗铜火法精炼过程的烟气及余热分析
• 3.4.3 粗铜火法精炼过程的烟气余热回收
• 3.5 铜冶炼厂总体烟气余热利用模式
• 3.6 某火法炼铜企业应用烟气余热利用模式的结果分析
• 3.7 本章小结
• 第4章 铝冶炼烟气余热的回收利用
• 4.1 氧化铝生产工艺概述
• 4.1.1 拜耳法生产氧化铝
• 4.1.2 烧结法生产氧化铝
• 4.2 熟料烧结工艺烟气及余热回收
• 4.2.1 熟料烧结工艺
• 4.2.2 熟料烧结工艺的烟气及余热分析
• 4.2.3 熟料烧结工艺的烟气余热回收
• 4.3 石灰的煅烧工艺烟气及余热回收
• 4.3.1 石灰的煅烧工艺
• 4.3.2 石灰煅烧工艺的烟气及余热分析
• 4.3.3 石灰煅烧工艺的烟气余热回收
• 4.4 氢氧化铝焙烧工艺烟气及余热回收
• 4.4.1 氢氧化铝焙烧工艺
• 4.4.2 氢氧化铝焙烧工艺的烟气及余热分析
• 4.4.3 氢氧化铝焙烧工艺的烟气余热回收
• 4.5 烧结法氧化铝厂总体烟气余热利用模式
• 4.6 某烧结法氧化铝企业应用烟气余热利用模式的结果分析
• 4.7 电解铝生产工艺概述
• 4.8 预焙槽电解铝生产工艺的烟气余热及回收
• 4.9 预焙阳极生产工艺的烟气余热及回收
• 4.9.1 石油焦煅烧工序的烟气余热及回收
• 4.9.2 生阳极焙烧工序的烟气余热及回收
• 4.10 电解铝厂总体烟气余热利用模式
• 4.11 某预焙槽电解铝企业应用烟气余热利用模式的结果分析
• 4.12 本章小结
• 第5章 火法炼锌冶炼烟气余热的回收利用
• 5.1 火法炼锌概述
• 5.1.1 火法炼锌
• 5.1.2 密闭鼓风炉炼锌工艺过程
• 5.2 铅锌精矿烧结工艺烟气及余热回收
• 5.2.1 铅锌精矿烧结工艺过程及产生的烟气
• 5.2.2 铅锌精矿烧结工艺过程烟气余热分析及回收
• 5.3 密闭鼓风炉熔炼工艺烟气及余热回收
• 5.3.1 密闭鼓风炉熔炼工艺过程及产生的烟气
• 5.3.2 密闭鼓风炉熔炼工艺过程烟气余热分析及回收
• 5.4 粗锌精馏精炼工艺烟气及余热回收
• 5.4.1 粗锌精馏精炼工艺过程及产生的烟气
• 5.4.2 粗锌精馏精炼工艺过程烟气余热分析及回收
• 5.5 烟化法处理炉渣工艺烟气及余热回收
• 5.5.1 烟化法处理炉渣工艺过程及产生的烟气
• 5.5.2 烟化法处理炉渣工艺过程烟气余热分析及回收
• 5.6 火法炼锌中密闭鼓风炉炼锌工艺烟气余热回收利用模式
• 5.7 某密闭鼓风炉炼锌工艺应用烟气余热利用模式的结果分析
• 5.8 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文