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1、铝箔轧制油雾净化方法的应用及展望马文宏1 ，邱钧2( 1 上海神火铝箔有限公司，上海 201319; 2 上海方久轧制油净化技术有限公司，上海 200127)摘要: 阐述了铝箔加工过程中轧制油雾的产生、特性及净化方法，回顾了国内外净化技术的发展历程，指出采用吸收法的油雾净化系统将成为现代化铝箔生产线的主流配置。关键词: 铝箔; 轧制油雾; 净化方法中图分类号:TG335. 5文献标识码:A文章编号:1004 2660( 2011) 02 0032 06Application on Purification Technique of Aluminum Foil Rolling OilMist a
2、nd Its ProspectMA Wen hong，QIU Jun( 1 Shanghai Shenhuo Aluminium Foil Co Ltd，Shanghai 201319，China;2 Shanghai Fronject Purify Technology Co Ltd，Shanghai 200127，China)Abstract: The generation，properties and purification method of rolling oil mist in aluminum foil rolling process were expounded，and th
3、e development history of purification technology at home and abroad was reviewed It is pointed out that the oil mist purification system by using absorption technology will become the mainstream con- figuration of modern aluminium foil production lineKey words: Aluminium foil; rolling oil mist; puri
4、fication technique0 引 言铝箔加工过程中要消耗大量的轧制油，单位铝 箔成品轧制油的消耗量根据产品种类、轧制速度、 温度和气候条件等因素决定，一般双零箔约 60 90 kg / t，单零箔 30 60 kg / t，据有关资料统计1， 轧制油散失途径见图 1，排烟含油量，也即轧制油 雾散失量约占总油耗的 50% 。因此，净化并回收 利用轧制油雾是企业降低轧制油消耗量的重要途 径，也是企业节能减排、清洁生产、保护大气环境的 目的。图 1 轧制油散失比例图Fig 1 Proportion of Rolling Oil Wastage铝箔轧制油雾的净化方法11. 1轧制油雾的产生及
5、特性铝箔轧制过程中由于金属发生变形而产生变形热，工艺上为带走热量以及合理润滑，需采用轧收稿日期:2011 08 18作者简介:马文宏( 1965 ) ，男，甘肃人，工程师 主要研究方向: 铝板带箔加工生产、研发及管理第 3 期马文宏，邱钧: 铝箔轧制油雾净化方法的应用及展望33制油作为润滑冷却液。轧制油由基础油添加醇、酸及脂等配置而得，其中基础油主要为煤油成分，一 般是常减压切割的润滑油馏分，经过酸碱或溶剂精 制所得的成品润滑油2。轧制油以连续的方式由 喷嘴喷至轧辊和轧料上，由于受变形热作用部分轧 制油被雾化，形成粒径大小不同的油滴悬于轧辊上 方，俗称轧制油雾，工程上习惯将油滴粒径 5m 的称
6、为液态油雾，将油滴 5m 的称为气态油雾。 通常在轧机上部设置排烟罩及时收集与排走轧制油雾、改善工作环境，并防止火灾隐患。排烟罩通过钢制管道与排烟风机连接，在生产过程中排 烟风机连续运转，在排烟罩处形成负压，烟罩下部 大量的空气连同轧制油雾被同时排出，形成轧制烟 气或称之为轧制废气。轧制烟气主要由空气成分 和粒径大小不同的油雾组成，其特点是气量大、温 度低、污染物( 轧制油) 单一、易燃以及可回收价值 高，轧机大小、轧制速度的不同，轧制烟气所含的轧 制油雾浓度及粒径分布有很大变化见表 1。表 1 铝箔轧制油雾主要特性Tab. 1 Main Features of Aluminium Foil
7、Rolling Oil mist粒径分布 / %名称废气量 / ( 104 m3 h 1 )油雾浓度 / ( 10 6 kgm 3 )烟气温度 / 5 10 6 m 5 10 6 m单零铝箔4 8350 70010 2090 8030 50双零铝箔3 7500 11005 1095 90目前我国轧制油雾的排放标准3 规定的浓度排放限值为 120 10 6 kg / m3 。这种净化设施的关键。设备的特点是，结构简单，维护管理简便。3) 填料式油雾净化器。采用充填塑料阶梯环 的滤组净化油雾。当含油气流穿过阶梯环滤组时， 阶梯环复杂的几何形状所形成的较大表面积使油 雾在环隙内迂回前进、反复碰撞、充
8、分接触，从而达 到去除较大油雾颗粒的目的。4) 波纹挡板与丝网组合式油雾净化器。分为 二级处理，其中第一级为波纹挡板，第二级为丝网。过滤法设备具有投资小、操作方便等优点，但 对于粒径 10m 的较小油雾颗粒净化效果不理 想，特别是对粒径 5m 的油雾几乎没有任何效 果，而由表 1 可知，轧制油雾恰恰是以 5m 的气 态油雾为主。实际应用中，由于设备本身的净化效 果低、设备风量、风机选取不合适等因素，经常发生 设备收油很少或收不到油的现象，大量的气态油雾 被排入大气，既污染了环境又造成巨大的浪费。( 2) 吸收法。吸收法以洗油为吸收介质，利用 洗油与轧制油的相似相溶特性以及在不同温度和 压力下的
9、沸点差异，通过设置吸收与解吸工艺单 元，实现在吸收塔中以洗油对气体中的气、液两相 轧制油雾的吸收，在解吸塔中分离洗油与轧制油的 目的，分离后的洗油循环使用，回收的轧制油回用 于生产。吸收法具有净化效率高、回收的轧制油可直接铝箔轧制油雾的净化方法( 1) 过滤法。过滤法是利用油雾的粒径、重量 等物理特性与空气的不同，通过在净化设备中设置 过滤组块，将油雾颗粒由小聚大，最后落入净化器 的下部，几种典型设备的工艺过程如下:1) 丝网式油雾净化器。用多层松散的波浪状 不锈钢丝及其与玻璃丝的混编丝网组成过滤组。 当油雾气流穿过丝网填层时，通过吸附、扩散、凝聚 及过滤等过程，使油雾颗粒逐渐由小聚大、形成油
10、 滴，并沿丝网滴入集油槽汇集回收。在上述油雾净 化过程的同时，由于油滴的冲洗作用，对丝网也有 相当的自净作用。该型式净化器常分为两级，其中 第一级为粗过滤，第二级为精过滤。2) 波纹挡板式油雾净化器。利用挡板间的波 纹状几何间隙，使油雾气流急剧、反复地改变流向; 并借助油雾颗粒自身的惯性作用，使雾滴与波纹挡 板表面充分接触，从而分离出液态的油雾颗粒。在 分离过程中，大颗粒雾滴较小颗粒雾滴更易于被分 离。气流速度愈高，曲率半径( 波纹板) 愈小，气流 方向改变次数越多，净化效率越高。但同时，也带 来压力损失愈大的问题。太高的流速还易使挡板 上的被粘附油滴再次被吹起，从而降低净化效率。 所以，适当
11、的操作速度和合适的波纹挡板配置，是1. 2有色金属设计第 38 卷34利用并且可配置多台轧机的特性。化工公司研制，由于其良好的环境效果和经济效益，迅速在欧美等发达地区得到应用，见图 2。欧洲作为轧机制造技术最先进的地区，也是吸 收法油雾净化设备的主要使用地和输出地，Achen- bach 公司和 SMS 公司在提供轧机的同时，配套提 供了吸收法设备，并做了大量的研发工作。目前欧 美地区估计有 100 余套系统在运行，其中 Achen- bach 公司提供了 70 余套这种高效净化系统，见图3、表 2。2 国外铝箔轧制油雾净化技术的应用20 世纪中期世界范围内油雾净化的方法基本 采用过滤法，这一
12、方法目前在经济欠发达的地区和 国家仍主要的净化处理措施。70 年代中期，由于欧美国家越来越严格的环 保法规要求，过滤法设备已不能满足油雾的排放标 准。1975 年，第一台吸收法设备首先由一家瑞士图 3 Achenbach 公司油雾吸收塔Fig 3 Oil mist Absorption Column of Achenbach图 2 80 年代油雾回收系统Fig 2 Oil mist Purification System in 80s表 2 Achenbach 公司制造的油雾回收系统Tab. 2 Oil mist Purification System Made by Achenbach处理气
13、量范围 / ( m3 h 1 )数量 / 套地区分布德国 18 套、俄罗斯 5 套、瑞典 3 套、意大利 2 套、卢森堡 2 套、西班牙 2 套、南非 2 套、加拿大 2 套、奥地利 1 套、美国 1 套、中国 1 套、日本 1 套;德国 4 套; 加拿大 2 套; 卢森堡 1 套; 西班牙 1 套; 斯洛文尼亚 1 套; 巴西 1套; 中国 2 套; 奥地利 1 套; 法国 1 套; 美国 2 套;法国 1 套; 德国 2 套; 中国 2 套;德国 5 套; 法国 1 套; 意大利 1 套; 西班牙 1 套;中国 1 套; 意大利 1 套; 4 10 10440 10 15 10416 15
14、 20 104 20 25 104 25 104582消化吸收再创新，特别是进入新世纪以来，吸收法设备得到了快速的发展与应用。国内铝箔轧制油雾净化技术的发展回顾我国铝轧制油雾净化技术从无到有，从引进到3第 3 期马文宏，邱钧: 铝箔轧制油雾净化方法的应用及展望353. 1过滤式净化器全部国产化20 世纪 90 年前，中国从德国、意大利、英国、期铝箔生产线在引进 3 台铝箔轧机的同时配套引进了国内第一套 Airpure 系统，其主要技术规格为:日本、法国等引进了铝板带箔轧机，在引进主机的同时，配套引进了过滤法油雾净化器，这些公司包 括德国 SMS、英国 Davy、法国克莱希姆、日本 IHI 等
15、著名轧机制造商。90 年后，随着国内轧机制造技术的发展，国内 轧机配套厂商研制出自己特色的油雾净化器并被 广泛应用至今，这些设备主要有 CW 型、神钢型、 RMPE 型、YWJQ 型等，其内部结构型以 2 级丝网 和 1 级波纹板加 1 级丝网的方式为主。服务轧机数量 / 台烟气处理量 / ( m3 h 1 ) 油雾设计排放浓度 / ( mgm 3 ) 设计净化效率 / %3150，0005095该系统 2003 年建成投入使用，效果良好，随后许多引进的铝箔轧机项目配套引进了该类型的油 雾回收系统。截止 2010 年底国内引进了多套铝箔 油雾回收系统见表 3。3. 2吸收法油雾净化系统引进与国
16、产化并行( 1) 引进项目。2001 年厦顺铝箔有限公司 2表 3 截止 2010 年底国内已建成的铝箔油雾回收系统(引进)Tab. 3 New Oil mist Purification System at Home Built by the End of 2010 (Introduced)公司名称服务的轧机情况处理气量 / ( m3 h 1 )厦顺铝箔有限公司( 2 期)3 台 1 850 mm 铝箔轧机150 000美铝上海铝业有限公司1 台 1 850 mm 铝箔轧机50 000南山铝业有限公司( 铝箔)4 台 2 000 mm 铝箔轧机260 000厦顺铝箔有限公司( 3 期)3 台
17、 2 000 mm 铝箔轧机165 000江苏中基复合材料有限公司3 台 2 000 mm 铝箔轧机165 000( 2) 国内研制项目。2006 年 12 月，国内第一套采用吸收法技术的油雾净化系统诞生在上海神 火铝箔有限公司见图 4，该系统为 VAI 公司 3 台2 150 mm 铝箔轧机配套，其主要技术规格为:设计净化效率 / %95。服务轧机数量 / 台烟气处理量 / ( m3 h 1 ) 油雾设计排放浓度 / ( mgm 3 ) 设计净化效率 / %3260 00050952008 年 8 月，第一套国产化改造项目在大亚铝业有限公司通过江苏环保部门、上海技术监督局 和厂家的整体验收，
18、该项目将原有 3 台过滤式油雾 净化器拆除，新配置了 1 套处理量为150 000 m3 / h 的油雾回收系统供 3 台铝箔轧机使用见图 5，该项 目对现有净化系统的升级改造提供了很好的借鉴。 系统的主要技术规格如下:图 4 上海神火铝箔油雾回收系统Fig 4 Purification System of Shenhuo AluminiumFoil Rolling Oil mist in Shanghai服务轧机数量 / 台烟气处理量 / ( m3 h 1 )油雾设计排放浓度 / ( mgm 3 )3;150 000;50;有色金属设计第 38 卷36以上 2 套设备投产至今，运行良好，截止
19、 2010年 12 月国内已有近 20 套自行制造的油雾回收系统成功运行在铝箔生产线上见表 4、图 6。图 5 大亚铝业油雾回收系统解吸塔Fig 5 Desorption Column of Oil mist Purification System in Dare Technology Co ，Ltd图 6 江苏丰源铝业油雾吸收塔Fig 6 Absorption Column of Oil mistin Fineyear Aluminium Industry，Jiangsu表 4 截止 2009 年 10 月已建成的国产油雾回收系统Domestic Oil mist Purification
20、System Built by the End of 2009Tab. 4公司名称服务的轧机情况系统处理量 / ( m3 h 1 )备注上海神火铝箔有限公司4 台 2 150 mm 箔轧( 其中预留 1 台)260 000新建江苏大亚铝业有限公司1 台 1 600 mm + 2 台 1 480 mm 箔轧技改150 000江苏中基复合材料有限公司2 台 2 000 mm 箔轧100 000新建江苏丰源铝业有限公司2 台 1 700 mm 箔轧100 000新建华北铝业有限公司4 台 1 850 mm 箔轧( 其中预留 1 台)新建240 000华北铝业有限公司3 台 1 500 mm 箔轧15
21、0 000技改云南新美铝业有限公司1 台 1 850 mm 冷轧 + 1 台 1 600 mm 箔轧技改130 000杭州鼎福铝业有限公司3 条铝箔生产线180 0003 套技改镇江鼎胜铝业股份有限公司3 条铝箔生产线150 000 + 180 000 + 200 000技改洛阳龙鼎铝业有限公司2 条铝箔生产线180 0002 套新建第 3 期马文宏，邱钧: 铝箔轧制油雾净化方法的应用及展望37引起皮肤、内脏和神经系统的疾病，甚至有致癌作用。油气挥发到大气中，在紫外线的作用下，与大 气中的污染物氮氧化物发生一系列光化学反应，生 成以臭氧( 占反应物的 85% 以上) 为主的二次污染 物; 如果
22、大气中有二氧化硫存在，就会生成硫酸盐 气溶胶( 即光化学气溶胶) ，形成光化学烟雾，而光 化学烟雾有很强的氧化性，产生的有毒物质对眼 睛、咽喉有强烈的刺激，使人头痛、呼吸道疾病恶 化，直接挥发到大气中所造成的危害，远比油品燃 烧变成 CO2 、NOX 等对环境造成的危害更大。环境、资源是我们面临的共同问题，企业可持续发展的科学发展观，不仅是环境保护的要求，也 是企业和企业家的社会责任，从环境和社会责任角 度，选用高效的油雾回收系统，根治油雾废气的污 染，义不容辞。国家和各地区近年来出台了许多相关的指导 政策，鼓励和引导企业成为环境友好型企业，也为 企业在节能减排方面提供了有力的政策保障，4我国
23、铝箔轧制油雾净化技术的应用展望4. 1 经济效益促使吸收法设备成为现代化轧机的主流配置改革开放以来，经过不懈努力，我国整体铝带 箔加工工艺技术及设备装机水平有了长足的发展。 我国现在是全世界拥有大型宽幅现代化铝箔轧机 最多的国家，铝箔产量超过美国，成为世界第一铝 箔国，1 400 mm 级以上的现代化了冷轧机也占到 了 50% 。现代化轧制厂的特点包括轧机的宽幅、高速和 生产线的多台配置，轧机单位时间生产率和产品质 量进一步提升，单位时间的油耗增大，油雾浓度增 加，特别是油雾中的气相组分增高，通过设置油雾 回收系统回收大量的轧制油已成为现实。吸收法设备相比过滤法具有回收油量多但投 资和运行费用
24、大的特点，从经济效益角度衡量油雾 净化方法选择的最主要因素是油雾浓度的大小，据 笔者估计，当油雾浓度达到 250 mg / m3 时，在扣除 运行费用后，油雾回收系统将产生正效益，浓度800 mg / m3 时设备的投资回收期在 2 年以内，表 5为神火铝箔和大亚铝业年回收轧制油情况。5结 语国内近几年来在轧制设备提高的同时，进一步完善配套了轧制油雾回收系统。经过近几年的努力，国内技术人员在消化国内先进技术的同时，进 行了大量的自主创新和国产化工作，并在实践中积 累了经验，持续地进行了优化和改进。从目前的实 际效果来看，多套国产化系统的主要技术性能已达 到了国外先进技术水平，具有较高的性价比。
25、相信 经过持续努力、创新和完善，将为我国铝轧制技术 的进步贡献积极的力量。参考文献:1 沈建林 铝箔生产轧制油排放源参数的确定J 有色 金属加工，2005( 3) 2 刘国均 机械设备用油手册M 北京: 石油工业出版 社，19973 中华人民共和国建设部 GB 162971996 大气污染物 综合排放标准S 北京: 中国标准出版社，1998表 5 2 套油雾回收系统年回收轧制油情况Tab. 5 Annual Capacity of Two Set Purification Systems上海神火铝箔有限公司江苏大亚铝业有限公司公司名称单位产品油耗/ ( kgt 1 )年回收轧制油量 / t20 2520 251 100600同期产品年产量 / kt2013 5节能减排政策为吸收法的广泛应用 创 造 了条件以单零箔估算，产品将产生约 20 kg / t 的轧制 油雾。轧制油及其挥发物本身具有一定的毒性，会4. 2