硅热法炼镁流程节能工艺研究-冶金物理化学专业论文.docxVIP

西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 西安建筑科技大学硕士学位论文 硅热法炼镁流程节能工艺研究 专 业：冶金物理化学 硕 士 生：毕信鹏 指导教师：赵俊学 教授 摘要 金属镁作为一种轻质金属，广泛应用于工业各领域。硅热法炼镁工艺出现以 后，极大的促进了金属镁产量的提升，尤其是 21 世纪以后，世界金属镁年增加产 量超过 20%。我国作为一个金属镁生产大国，承担了全球原镁年产量 80%，到 2009 年末，已超过 50 万吨。 金属镁冶炼是一个高能耗、高污染的行业。经过一些列技术改造，包括采用 回转窑煅烧、采用蜂窝式蓄热器预热助燃空气，目前顿镁生产能耗已经降至 4 吨 标准煤左右。但吨镁生产理论能耗只有不到 2 吨标准煤，所以，金属镁冶炼节能 潜力依然巨大。有研究表明，在还原罐内部安装导热强化装置和采用电阻内热法 加热可有效缩短还原时间，提高能量利用效率。但还原罐内部容积有限，目前国 内厂家基本都采用单罐 180kg 装料量的还原罐，内部增加加热或导热装置必然导 致单罐装料量的下降，同样会造成热能利用不充分，因此这些研究目前都未能实 现工业化。 本文以硅热法金属镁厂生产过程热平衡为基础，分别分析白云石煅烧以及真 空热还原的能量收支情况，并对其效率进行评价。通过对金属镁企业现场调研， 包括工艺参数测定，原料成分分析，设备表面温度测量等，计算得到热平衡数据。 通过对比金属镁生产理论能耗和实际能耗，结果显示该工艺下能量利用效率 偏低，进而讨论金属镁厂节能减排的方向，包括减少烟气排放热损、减小散热损 失及还原渣的余热综合利用，并提出了硅热法炼镁的具体节能措施，最后对各节 能工艺进行可行性和经济性研究。 关键词：硅热法炼镁；热平衡；理论能量需求；实际能耗；节能 本研究得到陕西省科技基金（2011JY011）和榆林市科技局产学研项目支持。 Studies on Energy Saving Technology in Pidgeon Process Specialty: Physical Chemistry of Metallurgy Name: Xinpeng Bi Instructor: Junxue Zhao ABSTRACT Magnesium has been widely used on various industry fields because of its special features. Magnesium output has been greatly promoted by Pidgeon process. Especially in 21st, the world magnesium production capacity increasing rate was more than 20%. China magnesium production accounts for 80% of the world. By the end of 2009, China magnesium production was over 500,000 ton. Pidgeon process is one process with high energy consumption and serious environment pollution. After a series of methods were applied, such as application of rotary kiln and cellular regenerator, the energy consumption was declined to 4 SCE per ton magnesium. But the theoretical energy consumption was only 2 SCE per ton magnesium. So, the energy saving proficiency will be of great importance. Some studies indicates that reduction time can be cut by using conductive strengthen device and electric resistance heating inside the reduction jar. But these methods are limited by the capacity of the jar, which will reduce the energy efficiency. So, these methods have not