Breve descripción técnica

Recuperación de energía y calor se practica extensivamente durante la producción y fundición de metales no ferrosos. Procesos pirometalúrgicas son altamente intensivo de calor y los gases de proceso contienen una gran cantidad de energía térmica. Como consecuencia reconstituyentes quemadores, intercambiadores de calor y calderas se utilizan para recuperar este calor. Vapor o la electricidad puede ser generada para el uso en o fuera de sitio y proceso o combustible gases pueden ser precalentados. La técnica utilizada para recuperar calor varía de un sitio a otro. Se rige por una serie de factores tales como el potencial utiliza para calor y energía en o cerca del sitio, la escala de operación y el potencial de gases o sus componentes falta o intercambiadores de calor de la capa.

Los siguientes ejemplos son característicos y constituyen técnicas a considerar para el uso en los procesos para producir los metales no ferrosos las técnicas descritas se pueden incorporar en muchos procesos existentes:

• Los gases calientes producción durante la fusión o calcinación de minerales sulfurados pasan casi por levantar calderas de vapor. El vapor generado puede usarse para producir electricidad o para exigencias de calentamiento. Un ejemplo en donde una fundición de cobre produce 25% de sus requisitos eléctricos (10,5 MVA) del vapor producido por la caldera de calor residual del horno flash. Además de la generación de electricidad, el vapor se utiliza como vapor, en el concentrado del calor residual de la secadora y residual se utiliza para precalentar el aire de combustión.
• Otros procesos pirometalúrgicas también son fuertemente exotérmicos, particularmente cuando se utiliza el enriquecimiento de oxígeno del aire de combustión. Muchos procesos utilizan el exceso de calor que se produce durante las etapas de fundición o conversión para fundir materiales secundarios sin el uso de combustible adicional. Por ejemplo el calor que desprende en el convertidor Pierce-Smith se utiliza para fundir chatarra de ánodos. En este caso el material de desecho se utiliza para el proceso de enfriamiento y las adiciones son controladas cuidadosamente, esto evita la necesidad de refrigeración del convertidor por otros medios en distintos momentos del ciclo. Muchos otros conversores pueden utilizar adiciones de chatarra para la refrigeración y los que no están sujetas a desarrollos de proceso para permitir que se.
• El uso de oxígeno enriquece el aire o el oxígeno en los quemadores reduce el consumo de energía al permitir que fundición autógeno o la combustión completa del material carbonoso. Volúmenes de gas de escape se reducen considerablemente permitiendo a los fans más pequeños etcetera para ser utilizado.
• Horno de material de revestimiento también puede influir en el balance energético de una operación de fusión. En este caso ladrillos refractarios de baja masa se divulgan para tener un efecto beneficioso al reducir la conductividad térmica y almacenamiento en una instalación. su factor debe equilibrarse con la durabilidad del revestimiento de horno e infiltración de metal en el revestimiento y puede no ser aplicable en todos los casos.
• Separado de secado de concentrados a baja temperatura reduce los requerimientos de energía. Esto es debido a la energía necesaria para super calor el vapor dentro de una fundición y el aumento significativo en el volumen total de gas, que aumenta el tamaño del ventilador.
• La producción de ácido sulfúrico del dióxido de azufre emitido por calcinación y fundición de etapas es un proceso exotérmico y consiste en una serie de etapas de enfriamiento del gas. El calor generado en los gases durante la conversión y el calor contenido en el ácido producido se puede utilizar para generar vapor y/o agua caliente.
• Calor se recupera utilizando los gases calientes de las etapas de fusión para precalentar la carga del horno. De manera similar el aire de combustión y el gas combustible puede precalentar o utiliza un Quemador recuperador en el horno. Eficiencia térmica se mejora en estos casos. Por ejemplo, casi todos chatarra de cobre cátodo fusión hornos del eje son gas natural encendido, el diseño ofrece una eficiencia térmica (utilización de combustible) de 58 a 60%, dependiendo del diámetro y altura del horno. Consumo de gas es aproximadamente 330 kWh por tonelada de metal. La eficacia de un horno de eje es alta, debido principalmente a la carga en el horno de precalentamiento. Puede haber suficiente calor residual en el gas a ser recuperado y reutilizado para gas y aire de combustión de calor. El arreglo de recuperación de calor requiere de la desviación de los gases de pila del horno a través de un intercambiador de calor de tamaño adecuadamente, ventilador de traslado y los conductos. El calor recuperado es aproximadamente del 4% a 6% el consumo de combustible del horno.
• Enfriamiento antes de una instalación de filtro de bolsa es una técnica importante ya que proporciona protección de la temperatura para el filtro y permite una gama más amplia de la tela. A veces es posible recuperar calor en esta etapa. Por ejemplo en un arreglo típico utilizado un horno de eje para fundir metal, gases de la parte superior del horno se canalizó a la primera de dos intercambiadores de calor que produce el aire de combustión precalentado del horno. La temperatura de los gases después de este intercambiador de calor puede ser entre 200 y 450⁰ El segundo intercambiador de calor reduce la temperatura del gas a 130⁰C antes del filtro de bolso. Los intercambiadores de calor normalmente son seguidos por un ciclón, que elimina las partículas más grandes y actúa como un amortiguador de chispas.
• Monóxido de carbono producido en un horno eléctrico se recoge y se quema como un combustible para varios procesos diferentes o para producir vapor o energía. Pueden producir cantidades significativas de gas y existen ejemplos donde se produce una proporción importante de la energía usada por una instalación de la CO de una instalación de horno de arco eléctrico. En otros casos el CO formado en un horno eléctrico se quema en el horno y proporciona parte del calor necesario para el proceso de fusión.
• La recirculación de gases residuales contaminados a través de un quemador oxy-combustible ha dado como resultado un importante ahorro de energía. El quemador recupera el calor residual en el gas, utiliza el contenido de energía de los contaminantes y elimina. Este proceso puede también reducir los óxidos de nitrógeno.
• El uso de los contenidos de calor de gases de proceso o de vapor para elevar la temperatura de licores de lixiviación se practica con frecuencia. En algunos casos una porción del flujo de gas puede ser desviada a un depurador para recuperar calor en el agua, que luego se utiliza para fines de lixiviación. El gas enfriado y la devuelve a la corriente principal para la mayor reducción.

Durante la fundición de chatarra electrónica o chatarra de baterías en vasos metalúrgicos que el contenido de calor del contenido plástico se utiliza para derretir el metal contenido adicional chatarra y otras escorias formando componentes.

La ventaja del aire de combustión en quemadores de precalentamiento está bien documentada. Si se utiliza un precalentamiento de aire de 400 ° C hay un aumento en la temperatura de la llama de 200 ° C, mientras que si el precalentamiento es 500 ° C la temperatura de llama aumenta en 300 ° C. Este aumento de la temperatura de la llama resulta en una mayor eficiencia de fusión y una reducción en el consumo de energía.

La alternativa para precalentamiento del aire de combustión es para precalentar el material cargado al horno. Teoría muestra que 8% de ahorro de energía se puede obtener para cada precalentamiento de 100° C y en la práctica que se afirma que precalentando a 400° C conduce al ahorro de energía de 25% mientras que un precalentamiento de 500° C conduce a un ahorro energético del 30%. Precalentamiento se practica en un procesos de variedad por ejemplo el precalentamiento de la carga del horno con el horno caliente gases durante la producción de ferrocromo.

Recuperación de calor y energía por lo tanto es un factor importante en esta industria y refleja la alta proporción de los costos que representa. Muchas técnicas para recuperación de energía son relativamente fáciles de adaptar, pero de vez en cuando hay algunos problemas de deposición de compuestos metálicos en intercambiadores de calor. Buen diseño se basa en un sólido conocimiento de los compuestos liberados y su comportamiento a distintas temperaturas. Mecanismos de limpieza del intercambiador de calor también se utilizan para mantener la eficiencia térmica.

Mientras que estos ahorros son ejemplos de componentes individuales de las instalaciones son críticamente dependientes de las condiciones específicas de sitio y el proceso incluyendo la economía.