SKS氧气底吹炉炼铅过程的热力学分析与节能研究

摘要

氧气底吹炉是SKS炼铅工艺必不可少的核心设备,采用SKS法的炼铅企业的节能工作必须以氧气底吹炉炼铅工序为重点来开展。因此,对氧气底吹炉炼铅工序进行热力学分析,确定底吹炉系统用能薄弱环节和能量损失原因、部位和大小,并据此提出节能策略,降低底吹炉炼铅工序能耗,对铅生产的节能降耗具有重要意义。
　　 本文剖析了SKS氧气底吹炉炼铅过程的化学反应机理,并在热力学原理和动力学原理的基础上,建立了冶金模型和热平衡分析模型。利用生产数据,对SKS氧气底吹炉进行热平衡计算,并对影响底吹炉热效率的主要因素进行了讨论和分析。结果表明:在没有烟气回收装置和余热利用设备时,底吹炉炼铅工序的热效率为34.59％,其中高铅渣热损失为9871.46MJ/h,占总热损失的19.31％;烟气热损失为30153.23MJ/h,占总热损失的58.97％。若采取措施减少该热损失,可使底吹炉的热效率最多提高46个百分点,若将这部分热量利用,每小时最多节约1.366kgce/t。
　　 根据底吹炉炼铅系统能量传递、转换和消耗机理,建立了系统的炯分析模型,对SKS氧气底吹炉炼铅系统进行了(火用)分析,获得了系统(火用)效率、炯损失等各项指标。炯分析结果表明:在没有烟气回收装置和余热利用设备时,SKS底吹炉的炯效率仅为25.28％,排烟(火用)损失、输出产品的物理炯和内部化学反应等不可逆炯损失造成了74.72％的炯损失,炉子的节能潜力很大。SKS氧气底吹炉总炯流量为152727.52 MJ/h,远远大于总热流量78172.82MJ/h,这反映出(火用)流与物质流的密切相关性,说明了炯平衡分析比热平衡分析更能反映SKS氧气底吹炉的物质流和能量流的本质,炯效率更能反映炉子的能量利用状况。在对底吹炉炼铅系统进行全面深入的炯分析基础上,提出了加强SKS氧气底吹炉高铅渣及烟气余能的回收利用等节能措施。