項(xiàng) 超，程貴桃

（江西銅業(yè)（清遠(yuǎn)）有限公司，廣東 清遠(yuǎn) 511545）

我國(guó)是銅資源消耗大國(guó)，但銅礦資源有限，隨著銅精礦的不斷開(kāi)采消耗，銅精礦開(kāi)采成本的不斷增加，銅的再生利用顯得越來(lái)越重要，我國(guó)再生銅行業(yè)經(jīng)過(guò)近幾十年的發(fā)展壯大，再生銅產(chǎn)量占比節(jié)節(jié)提升，但作為以廢雜銅冷料為原料生產(chǎn)陽(yáng)極板的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，重油成本占整個(gè)冶煉生產(chǎn)成本的50%以上。隨著國(guó)家不斷加大清潔生產(chǎn)推行力度，對(duì)環(huán)保要求越來(lái)越高，以及企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)壓力越來(lái)越大，走節(jié)能降耗和轉(zhuǎn)型升級(jí)道路是唯一選擇。

1 全氧燃燒技術(shù)應(yīng)用情況

全氧燃燒技術(shù)應(yīng)用在我國(guó)是一項(xiàng)比較成熟的工藝，已廣泛應(yīng)用于玻璃、水泥、陶瓷、冶金等行業(yè)。我廠采用的固定式陽(yáng)極爐爐處理量為250噸，設(shè)計(jì)原料為94%的紫雜銅。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，很難適應(yīng)現(xiàn)有原料市場(chǎng)，且經(jīng)濟(jì)效益差，不利于公司長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。我廠全氧燃燒項(xiàng)目的應(yīng)用從2015年7月到現(xiàn)在，在節(jié)能降耗及經(jīng)濟(jì)冶煉方面都取得了顯著的成效，對(duì)我廠深挖潛能、轉(zhuǎn)型升級(jí)起到了重要的支撐作用。

我廠通過(guò)實(shí)施全氧燃燒技術(shù)應(yīng)用與改造，取得了如下效果：①節(jié)能減排效果明顯：重油單耗降低了45%～55%，碳排放量減少了40%以上，煙氣排放量減少了50%以上，減少了煙氣熱損失，減輕了環(huán)保壓力，改善了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境；②經(jīng)濟(jì)冶煉能力提升：熱效率的提高使得在同等原料下加料熔化時(shí)間縮短了10%～30%，有效提高了陽(yáng)極銅產(chǎn)量；更重要的是提升了低品位高附加值復(fù)雜原料的處理能力，為公司實(shí)行經(jīng)濟(jì)冶煉提供了強(qiáng)有力的保障；③冶煉成本節(jié)約顯著：占據(jù)精煉成本重要組成的重油消耗量大大減少，廢除了三臺(tái)180KW大功率助燃風(fēng)機(jī)，煙氣量的減少降低了環(huán)保成本；低品位原料除含有其他稀貴金屬外，往往具有較高的加工費(fèi)，可以縮小加工費(fèi)和成本倒掛影響，并且產(chǎn)生一定的冶煉收益。

2 針對(duì)全氧燃燒應(yīng)用存在的問(wèn)題進(jìn)行的改造

2.1 陽(yáng)極爐體升級(jí)改造

我廠擁有一套以再生銅為原料加工生產(chǎn)陰極銅的生產(chǎn)線，其中再生銅--陽(yáng)極銅生產(chǎn)采用的是固定式陽(yáng)極爐，使用的燃料為重油，每臺(tái)爐配有2支燒嘴，均配在陽(yáng)極爐體同一側(cè)。之前為重油+空氣燃燒方式，實(shí)施全氧燃燒技術(shù)后，變?yōu)橹赜?純氧燃燒方式。重油燃燒效率大大提升，爐內(nèi)火焰中心溫度最高可達(dá)2500度以上，極大地縮短了冷料熔化時(shí)間。但同時(shí)陽(yáng)極爐內(nèi)溫度上升明顯，尤其靠近燒嘴端墻和爐頂位置耐火材料受高溫侵蝕嚴(yán)重，對(duì)爐體壽命帶來(lái)極大的考驗(yàn)。我們?cè)趯?shí)施全氧燃燒應(yīng)用前，對(duì)周邊多個(gè)應(yīng)用了全氧燃燒技術(shù)的廠家進(jìn)行了充分的考察，對(duì)全氧燃燒應(yīng)用后對(duì)生產(chǎn)帶來(lái)的一系列問(wèn)題已有所了解。因此，充分結(jié)合其他廠家在應(yīng)用全氧燃燒過(guò)程中存在的問(wèn)題，在實(shí)施全氧燃燒應(yīng)用改造的同時(shí)，我們對(duì)燒嘴端墻及爐頂進(jìn)行了局部升級(jí)改造。

圖1 中修檢查端墻較好，水套無(wú)損

圖2 爐頂整體拱梁固定效果

改造前燒嘴端墻為耐火材料砌筑，改造后采用全銅一體澆鑄冷卻水套對(duì)燒嘴端墻進(jìn)行保護(hù)，減少了燒嘴附近局部高溫對(duì)端墻的侵蝕，提高了端墻的熱穩(wěn)定性。經(jīng)過(guò)兩年多的連續(xù)生產(chǎn)使用，爐修時(shí)檢查發(fā)現(xiàn)燒嘴端墻保護(hù)完好，且銅燒嘴水套完好無(wú)損，未出現(xiàn)其他廠家發(fā)生的端墻耐火材料侵蝕嚴(yán)重問(wèn)題。

針對(duì)爐體前端頂部耐火材料高溫侵蝕嚴(yán)重問(wèn)題，先是采用對(duì)爐頂局部耐火材料加長(zhǎng)，爐頂耐火材料仍采用吊掛方式。爐頂耐火材料受高溫侵蝕變短現(xiàn)象明顯改善，不會(huì)因?yàn)闋t頂局部耐火材料燒損而影響爐體壽命。

但由于再生銅冶煉的陽(yáng)極爐隨冶煉周期變化溫差變化較大，尤其實(shí)施全氧燃燒應(yīng)用后，溫差變化影響更大，導(dǎo)致?tīng)t頂局部耐火材料出現(xiàn)向上拱起，甚至脫落。一旦局部發(fā)生松動(dòng)，整個(gè)爐頂穩(wěn)定性便經(jīng)受巨大考驗(yàn)。因此在下次爐修時(shí)，我們將爐頂耐火材料由傳統(tǒng)的吊掛方式改為整體拱梁壓頂方式，每一排耐火材料由工字鋼整體固定，極大地提高了爐頂穩(wěn)定性；同時(shí)將爐頂加高200mm，以減輕高溫?zé)煔鈱?duì)爐頂?shù)臎_刷。改造后使用效果良好。

2.2 主煙氣系統(tǒng)升級(jí)改造

應(yīng)用全氧燃燒技術(shù)后，煙氣進(jìn)入沉降室溫度僅有400℃～600℃，遠(yuǎn)低于之前的800℃～1000℃。到鍋爐出口煙氣溫度最高僅有150℃左右，到達(dá)布袋入口溫度最高也僅有120℃左右，尤其到還原和出銅階段，布袋入口溫度進(jìn)一步降低，導(dǎo)致布袋容易受潮，影響布袋收塵效果及導(dǎo)致排煙不暢。為此，我們?cè)诮Y(jié)合其他廠家經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，除了提升整個(gè)主煙氣系統(tǒng)的整體密封及防雨防潮性能外，經(jīng)過(guò)熱力學(xué)計(jì)算，對(duì)余熱鍋爐的省煤器予以拆除，有針對(duì)性地減少煙氣熱交換量，以提高鍋爐出口煙氣溫度。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，效果良好。鍋爐出口煙氣溫度較實(shí)施全氧燃燒技術(shù)應(yīng)用后還是有明顯降低，因此，我們又將將板式冷卻器的通風(fēng)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了拆除，一方面無(wú)需對(duì)煙氣進(jìn)行進(jìn)一步鼓冷風(fēng)稀釋冷卻，另一方面也減少了煙氣系統(tǒng)的漏風(fēng)。針對(duì)復(fù)雜原料煙塵大情況，我們又進(jìn)一步將板式冷卻器改造為煙灰沉降室，減輕了收塵系統(tǒng)負(fù)荷的同時(shí)，保障了煙氣管路的暢通。經(jīng)過(guò)煙氣系統(tǒng)改造后，基本能保證煙氣進(jìn)入布袋溫度長(zhǎng)時(shí)間保持在80℃～120℃，結(jié)合性能更好的收塵布袋，收塵系統(tǒng)穩(wěn)定性大大提升。

2.3 布袋收塵系統(tǒng)互為備用

我廠2臺(tái)固定式陽(yáng)極爐各配有一套布袋收塵系統(tǒng)和一臺(tái)大功率排風(fēng)機(jī)，煙氣經(jīng)過(guò)排風(fēng)機(jī)后并入一條排煙管道，共用脫硫系統(tǒng)，煙氣經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后經(jīng)60米煙囪排放。一旦某個(gè)布袋收塵系統(tǒng)或排風(fēng)機(jī)需停機(jī)檢修，不得不將對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極爐停產(chǎn)，一方面影響陽(yáng)極銅產(chǎn)量，同時(shí)也因停產(chǎn)導(dǎo)致?tīng)t體降溫較快，影響到爐體壽命。實(shí)施全氧燃燒技術(shù)應(yīng)用后，煙氣排放量?jī)H為之前的一半。因此，我們充分利用現(xiàn)有資源，將兩套布袋收塵系統(tǒng)煙氣管路互為打通，必要時(shí)將2臺(tái)陽(yáng)極爐煙氣并入同一套布袋收塵系統(tǒng)，不再因布袋收塵系統(tǒng)停機(jī)檢修或排風(fēng)機(jī)的檢修影響到正常生產(chǎn)，提高了陽(yáng)極精煉系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3 總結(jié)

①全氧燃燒技術(shù)的應(yīng)用有利于再生銅冶煉行業(yè)及其他相關(guān)行業(yè)的節(jié)能降耗，對(duì)清潔生產(chǎn)有著極大的促進(jìn)作用；②全氧燃燒技術(shù)的應(yīng)用有效地提升了低品位高附加值復(fù)雜原料的處理能力，為實(shí)行經(jīng)濟(jì)冶煉提供了強(qiáng)有力的保障；③全氧燃燒技術(shù)的應(yīng)用利遠(yuǎn)大于弊，只要措施采取得當(dāng)，不利因素均能得到有效控制。