1. Сравнение процесса потока между первичным алюминиевым и переработанным алюминиевым
Первичный алюминий начинается с добычи боксита и перерабатывается в алюминий с помощью процесса Байера.Затем он уменьшается до жидкого алюминия через электролиз Холла Элюта и, наконец, отливается в первичные алюминиевые слитки. Переработанный алюминий напрямую использует различные виды алюминиевых отходов в качестве сырья, обходя процессы добычи полезных ископаемых и электролиза.изоляция, литья, пилы и гомогенизация тепловой обработки.
Различия в производственных процессах между первичным алюминием и переработанным алюминием
Отходы подразделяются на внутренние и внешние отходы. Внутренние отходы поступают из производственного процесса нашей фабрики, таких как литейные подъемники, отходы от ребра пилы и ребра проката.Эти виды отходов имеют чистый состав и обычно не требуют сложной предварительной обработкиОни могут быть переплавлены непосредственно в печи; внешние отходы происходят от отработанных продуктов на стороне потребителя, таких как автомобильные компоненты, алюминиевые банки, кабели,алюминиевые детали бытовых приборовПроцесс переработки после плавления включает сплав и смешивание компонентов, удаление шлаков, ротационное обезгазирование,керамическая фильтрация, и удаление расплавленного водорода и неметаллических инклюзий; затем расплавление поступает в изоляционную печь для статического контроля температуры,завершение полунепрерывного литья для получения алюминиевых полосНекоторые отходы также должны проходить долгосрочную гомогенизационную термическую обработку для устранения сегрегации литья и улучшения последующей производительности обработки проката.
Полный процесс ввода и вывода материальной энергии на заводе SAPA показан на следующем рисунке.изоляционная печь, литье, пила и гомогенизация термической обработки; Вклад включает сырые слитки алюминия, внутренние и внешние отходы, потоки, пропанное топливо, электричество, кислород и газ аргон;Изделие включает в себя алюминиевые плиты, алюминиевые шлаки, различные отходы процессов и потери энергии, переносимые дымовыми газами и охлаждающей водой.
2Основные виды плавильных печей
Исследование сосредоточено на сравнении индукционных печей, широко используемых в промышленности, с кислородными печами. (1) Индукционная печь:основываясь на электромагнитной индукции, чтобы напрямую генерировать тепло Джоуля внутри металла для плавки алюминиевого материала, без необходимости сжигания топлива, с минимальными выбросами дыма, а расплав не легко загрязняется продуктами сжигания;Основные потери энергии происходят от рассеивания тепла стены печи, тепло, переносимое алюминиевой шлакой для удаления шлаков, и большое количество тепла, переносимое охлаждающей водой индукционной катушки.

2) Печь на кислородное топливо: с использованием пропана в качестве топлива, без воздуха для содействия сгоранию, с использованием чистого кислорода для содействия сгоранию.который нагревается и уносится большим количеством тепла выхлопными газами; сжигание кислородного топлива не содержит большого количества азота в дымовых газах, что может значительно снизить общий расход дымовых газов и минимизировать тепловые потери;Оборудование оснащено электромагнитной смешивающей EMS для повышения теплопередачи плавления и улучшения скорости плавленияОсновные тепловые потери кислородных топливных печей происходят от высокотемпературных дымовых газов, стен печи, охлаждающей воды и алюминиевых шлаков.

Завод также оснащен предгревательными печами, которые подразделяются на печи с прямым сжиганием топлива и печи с отработанным теплом дымовых газов. The flue gas waste heat preheating furnace recovers oxygen - the high-temperature flue gas heat of the fuel furnace dries and preheats the waste materials into the furnace without the need for additional fuel consumptionВсе изоляционные печи работают на газе, поддерживая температуру плавления и завершая рафинирование и удаление шлаков.Все термические обработки гомогенизации проводятся с использованием электрических отопительных печей..
3Методы учета исследований
Следуя первому закону термодинамики, общая масса ввода равна общей массе вывода; общая энергия ввода = эффективно используемое тепло + различные типы тепловых потерь.[Q {in}=Q {out}=Q {useful}+Q {loss}] Потери тепла подразделяются на: излучение стены печи + конвективная потеря теплоотведения, чувствительная потеря тепла дымовых газов, тепло, переносимое охлаждающей водой, потеря тепла при транспортировке, снижение температуры,и чувствительное тепло, переносимое алюминиевыми шлаками и отходами процесса. Одновременно рассчитывать радиационную теплопередачу и конвективную теплопередачу для рассеивания тепла стеной печи;Тепловая потеря дымовых газов рассчитывается на основе энтальпической разницы каждого компонента дымовых газов.; The enthalpy values of materials at different temperatures are calculated using the Thermo Calc thermodynamic software TCAL1 database to obtain the enthalpy values of aluminum and alloys at different temperatures, которые используются для расчета тепла во время транспортировки, нагрева и охлаждения.
Следуя стандартам ISO14040 и ISO14044, принятие границы от колыбели до двери, исключая последующие этапы использования и утилизации лома продукта.
Углеродные выбросы включают прямые и косвенные выбросы:
Прямые выбросы: сжигание пропана и дизельного топлива на заводе создает парниковые газы;
Косвенные выбросы: выбросы от производства первичного алюминиевого слитка в верхней части производства, предварительной обработки отходов, производства электроэнергии и подготовки вспомогательных материалов.
Электричество, используемое заводом, поступает из атомной энергетики Vattenfall в Швеции, с коэффициентом выбросов углерода всего 6,5 gCO2 eq/kWh;Алюминиевые слитки происходят из базы данных EAA Европейской ассоциации алюминия.; нагрузка предварительной обработки возвращенных отходов на внутреннем заводе рассчитывается как 0;Внешние отходы от переработки включаются в выбросы углерода при обработке дроби и сортировкиВклад кислорода, охлаждающей воды и аргона очень мал и игнорируется в расчетах.Углеродный след равен потреблению различных материалов умноженному на соответствующие коэффициенты выбросов углерода, и накапливается для получения эквивалента CO2 на тонну продукта.