Brève description technique

Récupération d’énergie et de chaleur est une grande expérience pratique au cours de la production et le moulage des métaux non ferreux. Pyrométallurgiques sont hautement intensive à la chaleur et les gaz de processus contiennent beaucoup d’énergie thermique. En conséquence, réparateur brûleurs, des chaudières et des échangeurs de chaleur sont utilisés pour récupérer cette chaleur. Vapeur ou l’électricité peut être générée pour utilisation sur ou hors site et de processus ou de combustible, les gaz peuvent être préchauffées. La technique utilisée pour récupérer la chaleur varie d’un site à l’autre. Elle est régie par un certain nombre de facteurs tels que le potentiel utilise pour la chaleur et d’énergie sur ou à proximité du site, l’ampleur de l’opération et le potentiel pour les gaz ou leurs constituants pour faute ou enduire des échangeurs de chaleur.

Les exemples suivants sont typiques et constituent des techniques à envisager pour une utilisation dans les procédés pour produire des métaux non ferreux, les techniques décrites peuvent être incorporés dans de nombreux processus existants :

• Les gaz chauds produits au cours de la fusion ou le grillage de minerais sulfurés sont presque passées via steam, soulevant des chaudières. La vapeur produite peut être utilisée pour produire de l’électricité ou pour les besoins en chauffage. Un exemple de cela dans où une fonderie de cuivre produit 25 % de ses besoins électriques (10,5 MVA) de la vapeur produite par la chaudière de la chaleur d’un four à flash. En plus de la production d’électricité, la vapeur est utilisée sous forme de vapeur de processus, dans le concentré de chaleur sèche et résiduelle est utilisée pour préchauffer l’air de combustion.
• Autres procédés pyrométallurgiques sont également fortement exothermiques, particulièrement lorsque l’enrichissement en oxygène de l’air de combustion est utilisée. De nombreux processus utilisent l’excès de chaleur qui est produite au cours des phases de fusion ou la conversion pour faire fondre les matières secondaires sans utiliser de carburant supplémentaire. Par exemple, la chaleur dégagée dans le convertisseur Pierce-Smith est utilisée pour faire fondre les déchets d’anode. Dans ce cas le matériaux de rebut est utilisé pour le processus de refroidissement et les ajouts sont soigneusement contrôlés, ceci évite le besoin de refroidissement le convertisseur par d’autres moyens à différents moments du cycle. Plusieurs autres convertisseurs peuvent utiliser ferraille ajouts pour le refroidissement et ceux qui ne peuvent pas sont sous réserve de l’évolution des processus afin de lui permettre.
• L’utilisation de l’oxygène enrichi air ou oxygène dans les brûleurs réduit la consommation d’énergie en permettant la fusion autogène ou la combustion complète des matières carbonées. Les volumes de gaz résiduaires sont considérablement réduits permettant aux petits fans etc. à utiliser.
• Four de matériau de rebasage peut également influencer le bilan énergétique d’une opération de fusion. Dans ce cas réfractaires de faible masse sont censés avoir un effet bénéfique en réduisant la conductivité thermique et stockage dans une installation. son facteur doit être équilibré avec la durabilité du revêtement du four et métal infiltration dans la paroi et peut ne pas être applicable dans tous les cas.
• Séchage séparé des concentrés à basse température réduit les besoins en énergie. C’est en raison de l’énergie nécessaire à la super chaleur de la vapeur dans une fonderie et l’augmentation significative du volume global du gaz, ce qui augmente la taille du ventilateur.
• La production d’acide sulfurique à partir du dioxyde de soufre émis par grillage et de fusion des stades est un processus exothermique et implique un certain nombre d’étapes de refroidissement de gaz. La chaleur produite dans les gaz au cours de la conversion et la chaleur contenue dans l’acide produit peut être utilisée pour générer la vapeur et/ou l’eau chaude.
• La chaleur est récupérée en utilisant les gaz chauds de la fonte des stades pour préchauffer la charge du four. De façon similaire, l’air de gaz et de la combustion du carburant peut être préchauffé ou un brûleur auto-récupérateur utilisé dans le four. Améliorer l’efficacité thermique dans ces cas. Par exemple, presque tous les débris de cuivre cathode fours de fusion arbre sont au gaz naturel, le design offre une efficacité thermique (utilisation de carburant) de 58 % à 60 %, selon le diamètre et la hauteur du fourneau. Consommation de gaz est environ 330 kWh/tonne de métal. L’efficacité d’un fourneau est élevée, principalement à cause de la charge préchauffage à l’intérieur du four. Il peut y avoir suffisamment de chaleur résiduelle dans l’effluent gazeux pour être récupérés et réutilisés pour gaz et air de combustion thermique. L’arrangement de récupération de chaleur nécessite le détournement les fourneau des gaz de cheminée à travers un échangeur de chaleur convenablement taille, fan de transfert et des canalisations. La chaleur récupérée est environ 4 % à 6 % de la consommation de carburant de four.
• Refroidissement avant une installation du sac filtre est une technique importante car elle fournit la protection contre les températures pour le filtre et permet un choix plus large de tissu. Il est parfois possible de récupérer la chaleur à ce stade. Par exemple dans un arrangement typique utilisé par un fourneau à fondre le métal, gaz provenant de la partie supérieure du fourneau sont canalisées vers le premier des deux échangeurs de chaleur qui produit d’air de combustion préchauffé four. La température des gaz Après que cet échangeur de chaleur peut être entre 200 et 450⁰ Le second échangeur de chaleur réduit la température du gaz à 130⁰C avant le filtre à sac. Les échangeurs de chaleur sont normalement suivies d’un cyclone, ce qui élimine les grosses particules et agit comme un pare-étincelles.
• Monoxyde de carbone produit en électrique ou haut-fourneau est recueilli et brûlé comme combustible pour plusieurs processus différents ou à la vapeur de légumes ou autres sources d’énergie. Des quantités importantes de gaz peuvent être produites et il existe des exemples où une proportion majeure de l’énergie consommée par une installation est extraite de la CO provenant d’une installation de four à arc électrique. Dans d’autres cas, le CO formé dans un four électrique brûle dans le four et fournit la partie de la chaleur requise pour le processus de fusion.
• La recirculation des gaz résiduaires contaminé à travers un brûleur oxy-carburant a entraîné des économies d’énergie significatives. Le brûleur récupère la chaleur perdue dans les gaz, utilise le contenu énergétique des contaminants et les supprime. Un tel processus peut également réduire les oxydes d’azote.
• L’utilisation du contenu thermique des gaz de procédé ou de la vapeur pour augmenter la température du lessivage des liqueurs est pratiquée fréquemment. Dans certains cas, une partie du débit de gaz peut être détournée vers un épurateur pour récupérer la chaleur dans l’eau, qui est ensuite utilisé à des fins de lixiviation. Le gaz refroidi est ensuite retourné à l’écoulement principal pour davantage de réduction des émissions.

Au cours de la fusion de déchets électroniques ou batterie de ferraille dans des récipients métallurgiques, que le pouvoir calorifique du contenu en plastique est utilisé pour faire fondre le métal contenu et d’autres débris supplémentaires et scories formant des composants.

L’avantage de préchauffage de l’air de combustion utilisé dans les brûleurs est bien documentée. Si l'on utilise un préchauffage de l’air de 400 ° C il y a une augmentation de température de flamme de 200 ° C, tandis que si le préchauffage est de 500 ° C la température de la flamme augmente de 300 ° C. Cette augmentation de température de flamme se traduit par une plus grande efficacité de fusion et une réduction de consommation d’énergie.

L’alternative au préchauffage de l’air de combustion est de préchauffer la matière chargée dans le four. La théorie montre que 8 % des économies d’énergie peuvent être obtenues pour chaque préchauffage de 100° C et dans la pratique, qu'il est affirmé que préchauffage à 400° C conduit à des économies d’énergie de 25 % tout en un préchauffage de 500° C conduit à une économie de 30 % d’énergie. Préchauffage est pratiqué dans un processus de variété par exemple le préchauffage de l’accusation de four en utilisant le four chaud gaz lors de la production de ferro-chrome.

Récupération de chaleur et d’énergie est donc un facteur important dans cette industrie et reflète la proportion élevée des coûts que représente l’énergie. Beaucoup de techniques pour la récupération d’énergie est relativement faciles à rénover, mais il y a parfois quelques problèmes de dépôts de composés métalliques dans les échangeurs thermiques. Bonne conception repose sur une connaissance solide des composés libérés et leur comportement à diverses températures. Mécanismes de nettoyage de l’échangeur de chaleur sont également utilisés pour maintenir l’efficacité thermique.

Tandis que ces économies sont des exemples de composants individuels des installations ils dépendent critique les conditions site et processus spécifiques, y compris économiques.