清洁型皮江法炼镁技术的研究.pdf

清洁型皮江法炼镁技术的研究 徐河t谢水生。夏德宏。 1．维恩克(北京) 2．有色研究总院 3．科技大学热能工程系 镁及其合金是迄今在工程中应用的最轻的金属结构材料。其密度小、比强度高，电磁屏蔽性、减震性好，还具 有优良的铸造性能和机械加工性能．广泛地应甩于冶金工业、交通运输(包括汽车工业、飞机工业、摩托车工业、自 行车工业等)、电子电器、化学化工等领域，且其应用范围正在逐步的扩大，需求量也日益增大，市场前景良好。… 镁的生产方法主要有皮江法(硅铁热法还原煅烧白云石)和电解法(氯化镁熔盐电解法)两种。其中皮江法由 于技术简单、投资和运行成本低、上马快，近十年来在中国得到了迅猛的发展，以2005年为例，中国原镁产量已占 世界总产量的70％以上，其中99％是采用皮江法生产的。一般认为，皮江法与电解法相比能耗高、热效率低、污染 严重，不利于金属镁业的可持续发展。然而，事实并不完全如此，电解法生产镁需要耗费大量电能，砸电能是二次能 源(中国7 7％左右的电是火力发电)，发电过程也是个消耗燃料和产生污染的过程。因此，通常在比较皮江法和电解 法时并没有使用同一标准。研究发现，皮江法能耗高并不是皮江法的原理导致的，而是目前皮江法炼镁中使用的设备热 利用率不高、工艺落后形成的．皮江法经过工艺改进和优化完全能够达到高效率和低污染。 1传统皮江法与电解法能耗比较 镁冶炼除消耗大量的镁矿石、辅助资源外，还要消耗大量的能源。以维恩克材料技术公司为例每 吨粗镁需耗煤9．1吨，耗电约1500kW稳。电解法每吨粗镁需耗电13000kW·h。Ⅲ 皮江法每吨粗镁耗能为： X 9．1×1000×23900+1500×3600=2．23 106kJ 电解法每吨粗镁耗能为： 13000×3．6×103=4．68×107kJ 一般火力发电厂的热效率为33％，则电解法所需的能量换算成煤的低位发热量约为1．42×108k]。 皮江法与电解法耗能的比值约为2．1。 传统的皮江法比电解法能耗高得多，产生的污染多。然而，皮江法能耗高并不是其原理本身决定 的，是由于皮江法炼镁中所使用的热工设备热利用率太低产生的。分析热工设各的能耗情况并找到相应 的对策很有必要。 2传统还原炉能耗分析及降耗对策 在皮江法炼镁中，还原炉能耗最高。传统的倒焰式还原炉排烟温度高，几乎等于炉膛内烟气的温 度，因而热能损失最多。对传统还原炉进行改造是减少皮江法炼镁能耗的关键。 下表是维恩克材料技术(北京)公司单台还原炉的热平衡表 ·103· 热收入 热支出 项目 Q／MJ／h ％ 项目 ／tlJ／h ％ 1．燃料燃烧热 7966．6 100 L化学反应热 539．6 6．77 2．烟气带走热损失 5112．6 64．18 3．冷却水带走热 627．6 7．88 4．不完全燃烧热损失 472．7 5．93 5．炉料吸收熟 443．9 5．57 6．砌体表面热损失 429．8 5．40 7．其它热损失 340．4 4．27 共计