铝箔轧制油雾净化方法的应用及展望

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1、铝箔轧制油雾净化方法的应用及展望马文宏;邱钧 【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.【期刊名称】有色金属设计 【年(卷)，期】2011(038)003 【总页数】6页(P32-37) 【关键词】铝箔;轧制油雾;净化方法 【作者】马文宏;邱钧【作者单位】上海神火铝箔有限公司，上海201319;上海方久轧制油净化技术有限 公司，上海200127【正文语种】中文【中图分类】TG335.5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

2、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。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

3、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5pm的称为液态油雾，将油滴5pm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。目前我国轧制油雾的排放标准3规定

4、的浓度排放限值为120x10- 6kg/m3。（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

5、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，适当的操作速度和合适的波纹挡板配置， 是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

6、在环隙内迂回前进、 反复碰撞、充分接触，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10pm的较小油雾颗粒净 化效果不理想，特别是对粒径5pm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5pm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

7、压力下的沸点差异，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利用并且可配置多台轧机的特性。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

8、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，Achenbach 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 Achenbach公司提供了 70余套这种高效净化系统，见图3、表2。我国铝轧制油雾净化技术从无到有，从引进到消化吸收再创新，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。20世纪90年前，中国从德国、意大利、英国、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等著名轧机制造商。

9、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。(1) 引进项目。2001年厦顺铝箔有限公司2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：服务轧机数量/台3烟气处理量/(m3h1) 150，000油雾设计排放浓度/(mgm-3) 95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

10、 3。(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：服务轧机数量/台3烟气处理 /(m3-h- 1) 260 000油雾设计排放浓度/(mg-m-3) 952008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，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

11、下： 服务轧机数量/台3;烟气处理量/(m3-h- 1) 150 000;油雾设计排放浓度/(mg-m-3) 95。以上2套设备投产至今，运行良好，截止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。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，

12、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。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

13、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

14、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，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。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。【相关文献】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，1997.3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.