導(dǎo)語(yǔ)：球形鋅粉制備節(jié)能技術(shù)研究一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：節(jié)能是企業(yè)降低成本、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力、破解能源約束的重要途徑，也是企業(yè)生存和發(fā)展的保障，更是企業(yè)應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。企業(yè)節(jié)能主要有管理節(jié)能和技術(shù)節(jié)能兩種途徑，主要分析了球形鋅粉制備過(guò)程中能耗高的主要原因，就降低能耗提出行之有效的技術(shù)途徑，包括重視研發(fā)和制備新型節(jié)能爐型、改進(jìn)制備工藝以提高能源綜合利用水平、延長(zhǎng)設(shè)備的生命周期等。

關(guān)鍵詞：球形鋅粉；制備；節(jié)能技術(shù)；研究與應(yīng)用

球形金屬鋅粉主要作為富鋅涂料,富鋅油漆和其他防腐、環(huán)保等高性能涂料的關(guān)鍵原料而廣泛應(yīng)用于大型鋼鐵構(gòu)件、船舶、航空、集裝箱等行業(yè)，同時(shí)也作為重要原料而廣泛應(yīng)用于冶金、農(nóng)藥、醫(yī)藥、化工、滲鍍、催化劑、電子、印染、軍工等行業(yè)，是一種對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)有重要支撐作用的功能性粉體材料。球形鋅粉的制備工藝主要有三種，即蒸餾法、熔化噴吹法和電解法。這三種生產(chǎn)工藝都存在能耗高、損耗大的缺點(diǎn)。2010年以來(lái)，工業(yè)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)低落，下行壓力持續(xù)增大，企業(yè)面臨的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也更加激烈，在這種情況下“，能耗”成為評(píng)價(jià)一個(gè)企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力的重要指標(biāo)。近十年來(lái)，隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快，煤、電、油、氣供應(yīng)出現(xiàn)持續(xù)緊張，節(jié)能是世界范圍內(nèi)的研究熱點(diǎn)，也是各國(guó)工業(yè)發(fā)展的要求和趨勢(shì)。通過(guò)控制過(guò)時(shí)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式，提高能源的利用率，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的有效增長(zhǎng)。國(guó)內(nèi)規(guī)模企業(yè)制備球形鋅粉均采用蒸餾法，主要設(shè)備是采用耐火材料構(gòu)建的臥式或者立式設(shè)備。蒸餾法制備球形鋅粉的工藝是以焦炭、燃油、煤氣或天然氣為燃料，使鋅錠經(jīng)過(guò)熔融（400~600℃）、蒸發(fā)［（1080±20）℃］和冷凝等過(guò)程，最終成為超細(xì)顆粒。該工藝?yán)娩\的低熔點(diǎn)（419.4℃）、高蒸汽壓（沸點(diǎn)溫度下約為0.1MPa）特性，在常壓下將鋅加熱至1000℃以上使之氣化（鋅的沸點(diǎn)為907℃），鋅蒸汽被導(dǎo)入與空氣隔絕的密閉低溫冷凝器內(nèi)急劇冷凝（溫度在240~330℃左右）成為超細(xì)鋅粉，集塵收集制得的鋅粉平均粒徑大多在5μm以上，最后利用不同網(wǎng)目的設(shè)備將鋅粉篩分成不同細(xì)度的制品并且移入包裝桶。通過(guò)該工藝流程可知，在球形鋅粉的制備過(guò)程中，設(shè)備降耗、燃料的充分利用和節(jié)約是節(jié)能的主要途徑。

1球形鋅粉制備節(jié)能途徑研究與技術(shù)應(yīng)用

1.1節(jié)能途徑分析

國(guó)外粉末制備企業(yè)或者粉末冶金企業(yè)的能源消耗均為產(chǎn)品成本的4%，而我國(guó)則為14%左右（或15%~20%），可見(jiàn)我國(guó)企業(yè)的能源利用率較低，在能源的利用方面浪費(fèi)現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重，而窯爐是金屬粉末制備行業(yè)能耗最高的關(guān)鍵設(shè)備。根據(jù)能量守恒定律、球形鋅粉制備原理和其設(shè)備特點(diǎn)，節(jié)能途徑主要有以下幾個(gè)方面：一是研發(fā)和制備新型節(jié)能先進(jìn)爐型，采用新型耐火纖維等優(yōu)質(zhì)保溫材料控制窯爐散熱損失，或采用先進(jìn)的燃燒裝置強(qiáng)化燃燒，減少不完全燃燒，使空燃比趨于合理；二是工藝改進(jìn)，降低排煙熱損失和加強(qiáng)煙氣余熱利用，提高能源的綜合利用率；三是保證設(shè)備正常運(yùn)行，通過(guò)采用更先進(jìn)科學(xué)的維護(hù)設(shè)備和技術(shù)，減少用能設(shè)備損耗，降低用能設(shè)備的維護(hù)成本，從而有效地減少企業(yè)的能源消耗支出；四是加強(qiáng)節(jié)能降耗管理，從制度上進(jìn)行約束、行為上進(jìn)行管控，杜絕能源浪費(fèi)現(xiàn)象[1]。

1.2節(jié)能技術(shù)研究與應(yīng)用

一些球形鋅粉制備企業(yè)對(duì)設(shè)備進(jìn)行性能測(cè)試和技術(shù)改造，提升了熔煉工序的節(jié)能空間，取得了良好的節(jié)能效果，不僅促進(jìn)了節(jié)能技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展，也帶動(dòng)了有色金屬粉末行業(yè)節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步。綜合國(guó)內(nèi)外粉末制造行業(yè)的節(jié)能動(dòng)向，建議企業(yè)采取下述節(jié)能技術(shù)和措施。

1.2.1重視研發(fā)和制備新型節(jié)能先進(jìn)爐型

淘汰高能耗的設(shè)備，發(fā)展新型節(jié)能先進(jìn)爐型。采用新型耐火纖維等優(yōu)質(zhì)保溫材料，在不增加爐體高度的前提下，加強(qiáng)爐體隔熱、延伸爐體長(zhǎng)度、降低入口口徑和高度、降低爐壁溫度，以控制窯爐散熱損失；采用先進(jìn)的燃燒裝置強(qiáng)化燃燒，減少不完全燃燒，使空燃比趨于合理；增加導(dǎo)熱系數(shù)高的弧形板，加強(qiáng)熱能的循環(huán)并提高其利用率。在球形鋅粉制備設(shè)備中，經(jīng)過(guò)改造的設(shè)備其蒸發(fā)室為組合式，蒸發(fā)面積減少1/3；同時(shí)在熔化池和蒸發(fā)池中加入了弧形板（若沒(méi)有弧形板，鋅液上層會(huì)發(fā)生氧化）；每噸鋅粉損耗鋅資源約35kg；以煤炭或燃?xì)鉃槟茉?，每噸鋅粉耗用煤炭980kg或耗用燃?xì)?50m3，能源消耗量較大。在熔化池和蒸發(fā)池中增加的弧形板可以吸收熱量并可傳熱、導(dǎo)熱至交換室，同時(shí)起到隔絕空氣、防止鋅液氧化等作用，從而將每噸鋅粉的鋅資源損耗降至10kg左右，同時(shí)實(shí)現(xiàn)每噸鋅粉耗用煤炭450kg（節(jié)約率達(dá)54.08%）或者耗用燃?xì)?10m3。

1.2.2改進(jìn)制備工藝，提高能源綜合利用水平

重視發(fā)展感應(yīng)熔融蒸發(fā)技術(shù)，特別是熱成形感應(yīng)熔融蒸發(fā)技術(shù)，提高加熱和傳熱的速率；采用提純冷凝技術(shù)；利用遠(yuǎn)紅外線加熱并連續(xù)運(yùn)行，達(dá)到能源高效利用的目的。在球形鋅粉的制備過(guò)程中，如果整個(gè)加熱過(guò)程是通過(guò)多次升溫和熱輻射完成的，由于熔鋅池和蒸發(fā)室是開(kāi)放式的，會(huì)導(dǎo)致加熱時(shí)間長(zhǎng)、熱損高、受熱不均勻、熱效率低，造成一定的能源浪費(fèi)。可以通過(guò)改進(jìn)制備工藝，使燃料轉(zhuǎn)化成的熱能進(jìn)入熔化池和蒸發(fā)池，控制融化溫度、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度及冷凝器內(nèi)循環(huán)氣體的流動(dòng)速率，使熱能經(jīng)弧形板進(jìn)入熱交換室，通過(guò)熱交換室實(shí)現(xiàn)廢氣與空氣的熱交換，使燃燒室空氣溫度提升50℃，并使排出煙囪的廢氣溫度由1000℃降至500℃，此舉可降低排煙熱損失并提高煙氣余熱利用，從而提高能源的綜合利用率。采用傳統(tǒng)的高溫冷卻工藝，熱能利用率只有70%左右。如果采用低溫旋風(fēng)冷卻工藝先進(jìn)行降溫然后再進(jìn)行水冷，則熱能利用率可達(dá)95%，同時(shí)電流效率也可由原來(lái)的70%左右提高到95%以上。

1.2.3延長(zhǎng)制備設(shè)備的生命周期，降低能源消耗

利用科學(xué)先進(jìn)的設(shè)備維護(hù)技術(shù)延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命、減少用能設(shè)備損耗、降低用能設(shè)備的維護(hù)成本，從而有效地減少企業(yè)的能源消耗支出。球形鋅粉的制備設(shè)備中，有的設(shè)備生命周期是1個(gè)月，有的設(shè)備生命周期是6個(gè)月，還有的設(shè)備生命周期是12個(gè)月甚至長(zhǎng)達(dá)24個(gè)月。球形鋅粉制備設(shè)備由保溫材料構(gòu)建，在開(kāi)爐前需要烘爐以促使材料的受熱系數(shù)一致或相近；停爐時(shí)需要進(jìn)行梯度降溫，以保證爐體核心部件不受損壞并防止安全事故的發(fā)生。開(kāi)爐前烘爐期間和停爐后保溫及梯度降溫期間均需要消耗大量的熱能，因此延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命就相當(dāng)于降低了能源的消耗。設(shè)備生命周期的長(zhǎng)短有設(shè)備本身的原因，也有原材料使用和工藝技術(shù)的原因，還與操作方法有較大關(guān)系。最初，球形鋅粉制備設(shè)備由坩堝、冷凝器、耐火材料構(gòu)成，加熱方式是開(kāi)放式的，對(duì)原材料要求不高，生產(chǎn)過(guò)程中的熱損大、設(shè)備使用壽命短；塔式爐是經(jīng)過(guò)改進(jìn)的設(shè)備，為滿足除雜提純的要求，設(shè)備高度高、體積大，整個(gè)加熱過(guò)程是通過(guò)多次升溫和熱輻射完成的，加熱時(shí)間長(zhǎng)，熱損高，球形鋅粉出粉率高、純度高，設(shè)備的使用周期相對(duì)延長(zhǎng)；目前針對(duì)應(yīng)用最廣的涂料用球形鋅粉而開(kāi)發(fā)的臥式爐，將熔鋅池與蒸發(fā)室組合并改造成封閉式結(jié)構(gòu)，可對(duì)鋅錠進(jìn)行直接加熱，熱損低、保溫性好、溫度高、熱效率高。臥式爐的熱處理效率是塔式爐的1.5倍，使用壽命長(zhǎng)達(dá)24個(gè)月，這間接提高了能源利用率。

2結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，富氧閃速熔煉工藝和串聯(lián)法的采用，使有色金屬制備過(guò)程中的能耗降低20％～30％。球形鋅粉制備過(guò)程中的節(jié)能途徑很多，技術(shù)進(jìn)步是節(jié)能的關(guān)鍵因素，也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的重要途徑之一。用技術(shù)革新、科技進(jìn)步、時(shí)展的手段更新、淘汰舊的、高能耗的設(shè)備；通過(guò)改進(jìn)生產(chǎn)工藝、縮短工藝流程、采用低能耗工藝、重視余熱利用，多渠道著手，抓住源頭，重視生產(chǎn)過(guò)程中每一個(gè)環(huán)節(jié)的節(jié)能問(wèn)題，最終可以達(dá)到節(jié)能的目的。

參考文獻(xiàn)：

吳光治.粉末冶金的節(jié)能技術(shù)途徑[J].國(guó)外金屬熱處理,1998(5):45-46.

作者:嚴(yán)海錦 單位:江蘇科創(chuàng)金屬新材料有限公司