??? 2 試驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介

??? 　　本試驗(yàn)利用生產(chǎn)裝置，試驗(yàn)內(nèi)容與生產(chǎn)同步進(jìn)行。還原反應(yīng)裝置由臥式還原罐、加熱爐和真空系統(tǒng)組成。圖1 是還原罐結(jié)構(gòu)示意圖，罐內(nèi)填裝原料，罐外加熱。將煅燒后的白云石與一定比例的硅鐵、螢石充分磨細(xì)混勻后壓成球形，定量裝入罐中，密閉罐口；同時(shí)啟動(dòng)真空排氣和還原爐加熱，使罐內(nèi)真空度達(dá)到13.3Pa調(diào)節(jié)不同反應(yīng)溫度和反應(yīng)持續(xù)時(shí)間的條件下，由單罐產(chǎn)量考察還原反應(yīng)的轉(zhuǎn)化效率。能耗由生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表分析得出。

??? 3 結(jié)果與討論

??? 3.1 燃煤還原爐和燃?xì)膺€原爐的比較

??? 　　我國(guó)鎂產(chǎn)業(yè)體系的能源結(jié)構(gòu)以煤為主，煉鎂還原爐有兩種爐型，分別以發(fā)生爐煤氣和原煤作燃料。圖2是一種燃?xì)膺€原爐的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，從環(huán)保角度考慮，專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)院傾向于推薦這種爐型。

??? 　　但是近幾年來(lái)，為了降低燃料費(fèi)用和噸鎂投資成本，各生產(chǎn)廠家不愿選用燃?xì)鉅t型，以至于九成以上的新建還原爐均為直接燃煤的爐型，從而加劇了煙塵污染。這兩種爐型的生產(chǎn)工藝參見(jiàn)下表。

??? 　　分析下表數(shù)據(jù)可知，兩種還原爐各有優(yōu)勢(shì)，但燃?xì)鉅t仍具有明顯優(yōu)勢(shì)，這為后續(xù)開(kāi)展的工藝技術(shù)改造奠定了基礎(chǔ)。燃?xì)膺€原爐的劣勢(shì)是需要增加制氣工段，常見(jiàn)的煤氣發(fā)生爐用無(wú)煙煤制氣，增大了噸鎂成本。這就是本文要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。

??? 3.2 節(jié)能還原爐操作制度的改進(jìn)

??? 　還原工序是皮江法煉鎂的重點(diǎn)耗能部位，據(jù)熱平衡估算，有2個(gè)現(xiàn)象值得注意。一是還原爐加熱所需的燃料消耗，約占煉鎂生產(chǎn)過(guò)程燃料總消耗的2/3；二是還原爐能耗中，用于加熱原料球團(tuán)和提供反應(yīng)熱的能量，僅分別占還原爐總能耗的3.66％和19.83％；而無(wú)效熱損失卻高達(dá)76.51％?，F(xiàn)有的皮江法工藝，間接加熱還原罐內(nèi)的球團(tuán)原料，導(dǎo)致熱量的有效利用率大幅下降，這是無(wú)法改變的工藝現(xiàn)狀。關(guān)于取代傳統(tǒng)皮江法落后工藝裝備的方案，我們將另文陳述。本文希望強(qiáng)調(diào)，還原工序節(jié)能的空間還很大，工程技術(shù)人員完全可以因勢(shì)利導(dǎo)，有所作為。

??? 　理論分析和實(shí)踐表明，消除煉鎂還原爐污染的最佳途徑可包含兩個(gè)要素：第一是節(jié)能，即通過(guò)降低噸鎂燃料消耗來(lái)減少排放；第二是采用無(wú)污染清潔能源。鎂廠可根據(jù)自身?xiàng)l件，選擇施行。

??? 　仔細(xì)分析上表中兩類(lèi)還原爐的性能特征，可知選用燃?xì)鉅t作為皮江法還原工序的主體爐型，是實(shí)現(xiàn)清潔化節(jié)能方案的必要條件，在清潔化改造中將會(huì)被淘汰。為了確定燃?xì)鉅t生產(chǎn)過(guò)程的最佳工藝制度，本文分別考察了還原周期為6、7、8、9、10h條件下的單位爐和單罐產(chǎn)量。結(jié)果表明，在其它工藝規(guī)程被嚴(yán)格遵守的生產(chǎn)條件下，這些還原時(shí)間有很大差別的還原過(guò)程，并不和產(chǎn)量構(gòu)成正比關(guān)系。由于燃?xì)鉅t準(zhǔn)備工序耗時(shí)少，升溫快，空燒時(shí)間短； 爐內(nèi)溫度均勻，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。這些優(yōu)勢(shì)可使燃?xì)鉅t在8h周期內(nèi)保持穩(wěn)定生產(chǎn)。

? 　燃?xì)膺€原爐實(shí)現(xiàn)8h生產(chǎn)周期對(duì)降低煙氣排放有重要意義，這主要是通過(guò)降低能耗，減少無(wú)效運(yùn)行時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)的。從常見(jiàn)的12h壓縮至8h，即每天可以多產(chǎn)出一個(gè)班次，生產(chǎn)效率明顯提高。
?