Nella produzione diFuse di magnesio, la realizzazione dei requisiti di protezione ambientale deve essere effettuata attraverso l'intero processo di fusione, fusione e post-elaborazione, e il trattamento dei gas di combustione della fusione è un collegamento chiave.La seguente è una spiegazione in due aspetti: sistema di misure di protezione dell'ambiente e tecnologia di trattamento dei gas di combustione:
一- misure di protezione ambientale per l'intero processo diFusione di magnesioproduzione
1- Collegamento di fusione: controllo dell'inquinamento da fonte e ottimizzazione dell'energia
Tecnologia di fusione a basso inquinamento
Utilizzare la fusione di protezione dei gas inerti (come il gas misto CO2, SF6) per sostituire il flusso di sale fluorurato tradizionale e ridurre l'emissione di gas tossici come il fluoruro di idrogeno (HF) e il cloro (Cl2).Per esempio:, una fabbrica tedesca utilizza una protezione SF6 al CO2+0,1% e la concentrazione di fluoruro nei gas di combustione è ridotta da 50 mg/m3 a meno di 5 mg/m3 (la norma UE per le emissioni è di 10 mg/m3).
Promuovere l'uso di forni elettrici di fusione a induzione per sostituire i forni ad olio, aumentare il tasso di conversione dell'energia all'85% (i forni ad olio sono circa il 60%) e ridurre le emissioni di NOx del 40% al 60%.
Riciclaggio dei rifiuti e controllo del consumo di energia
Stabilire un sistema di circolazione chiusa per il trattamento dei frammenti di magnesio, dei materiali di cancello e di altri materiali di scarto attraverso la frantumazione, lo screening e la rifusione, con un tasso di recupero superiore al 95%.Un'impresa domestica riduce le emissioni di rifiuti solidi di 2L'industria del carbone ha aumentato il consumo energetico di oltre 100.000 tonnellate e il consumo energetico del 12% all'anno grazie alla tecnologia di refusione diretta dei rifiuti.
2- Fusione e post-elaborazione: innovazione dei processi per ridurre l'inquinamento
Meno/nessun processo di taglio
La fusione a pressione alta consente la formazione quasi nettaFuse di magnesio(tolleranza dimensionale ± 0,1 mm), riduce i processi di lavorazione, riduce l'utilizzo del fluido di taglio del 70% e riduce la generazione di rifiuti del 50%.
Trattamento delle superfici verdi
utilizzare una passivazione priva di cromo (come il trattamento con silano, pellicola di conversione di terre rare) al posto della galvanoplastica con cromo esavalente,e la COD (domanda di ossigeno chimico) delle acque reflue è ridotta da 500 mg/l a meno di 100 mg/lAd esempio, una conchiglia della batteria di un veicolo a nuova energia utilizza un rivestimento in silano, che ha un test di spruzzo di sale di 1.000 ore senza corrosione e riduce i costi di trattamento delle acque reflue del 30%.
3Gestione completa dei rifiuti
Trattamento delle acque reflue
Impostare un sistema di trattamento a tre livelli: serbatoio di regolazione (valore di pH neutralizzante) → precipitazione chimica (eliminazione degli ioni metallici pesanti) → filtrazione a membrana (tasso di rimozione del COD 90%),l'effluente può essere riutilizzato nel sistema di raffreddamento, e il tasso di riutilizzo dell'acqua raggiunge l'85%.
Classificazione e smaltimento dei rifiuti solidi
Dopo che la scorie di fusione è separata magneticamente per recuperaremagnesioLa scorie residue vengono utilizzate per produrre materiali refrattari; l'agente di rilascio dei rifiuti viene rigenerato mediante distillazione e il tasso di recupero raggiunge l'80%.
二Tecnologia di base permagnesiotrattamento dei gas di combustione della fusione
1. Composizione e caratteristiche dei gas di combustione
Principali inquinanti: polveri MgO (che rappresentano il 60-70%), fluoruro (HF, MgF2), vapori di tracce di metalli (come Zn, Pb) e volatili organici (prodotti di decomposizione dell'agente di rilascio).
Caratteristiche dei gas di combustione: alta temperatura (300-500°C), dimensioni delle particelle di polvere fine (0,1-10μm) e fluoruro altamente corrosivo.
2Tecnologie di trattamento tradizionali e combinazioni di processi
(1) Tecnologia di depurazione a secco
Rimozione della polvere da sacchetto + assorbimento del carbone attivo
Principio: il gas di combustione viene prima raffreddato a 120-150 °C dalla caldaia a calore di scarico, quindi passato attraverso un raccoglitore di polveri in sacchetto (il materiale del sacchetto filtro è PTFE, efficienza di filtrazione ≥ 99,9%) per rimuovere la polvere MgO,e infine attraverso una torre di assorbimento del carbonio attivo per rimuovere il fluoruro e gli inquinanti organici.
Caso: una fabbrica di mozziconi di ruote in lega di magnesio adotta questo processo e la concentrazione di emissioni di polvere è < 10 mg/m3, e il fluoruro è < 1 mg/m3,che soddisfa i valori limite di emissione specifici della "norma cinese per le emissioni di inquinanti atmosferici nei forni industriali" (GB 9078-1996).
Precipitatore elettrostatico + defluorazione a secco
Principio: il precipitatore elettrostatico (ESP) utilizza un campo elettrico ad alta tensione per catturare la polvere (efficienza ≥99%),e quindi genera CaF2 (efficienza di reazione ≥95%) spruzzando calcio in polvere (CaO) e HF, e infine il prodotto viene catturato da un bag collector di polvere.
Vantaggi: adatto a scenari con grandi volumi di gas di combustione (>100.000 m3/h), basso costo di polvere di calcio (circa 500 yuan/t), ma occorre prestare attenzione allo smaltimento dei rifiuti solidi CaF2 in conformità.
(2) Tecnologia di depurazione umida
Pulizzatore + Demisting + trattamento di neutralizzazione
Processo:
Il gas di combustione passa attraverso lo scrubber (spruzzo di NaOH, pH=10-12) per assorbire HF e reagire per generare NaF;
Demister (maglia di filo o piastra ciclonica) rimuove il vapore acqueo, contenuto di goccioline < 50 mg/m3;
Dopo che le acque reflue sono passate attraverso il serbatoio di neutralizzazione (aggiungendo H2SO4 per regolare il pH a 6-9), Mg (OH) 2 e altri sedimenti vengono rimossi attraverso il serbatoio di sedimentazione.
Efficienza: tasso di rimozione del fluoruro ≥98%, polvere ≤5mg/m3, ma è necessario un sistema di trattamento delle acque reflue e si verifica un problema di "piuma bianca" di gas di combustione (condensazione del vapore acqueo).
(3) Processo composito integrato
Ricupero del calore di scarico + rimozione della polvere secca + defluorazione umida combinazione
Scenario di applicazione: linea di produzione di fusioni di magnesio di fascia alta (come le parti aerospaziali), che richiede emissioni di inquinanti ultrabasse (polvere ≤ 5 mg/m3, fluoruro ≤ 0,5 mg/m3).
Punti tecnici:
La caldaia del calore di scarico recupera il calore dei gas di combustione per riscaldare l'aria di combustione, con un tasso di risparmio energetico del 15-20%;
La sezione a secco utilizza un raccoglitore di polveri a sacchetto a impulsi (precisione di sacchetto filtro 0,2 μm);
La sezione umida utilizza uno scrubber a due fasi (soluzione NaOH+Na2S) per garantire la rimozione profonda dei fluoruri.
三- Innovazione e tendenze nelle tecnologie di protezione dell'ambiente
1- Sviluppo di nuovi flussi ecologici
Sviluppare flussi privi di fluoro (come il sistema MgO-CaO-Al2O3) per ridurre le emissioni di fluoruro dalla fonte.Un flusso composito di ossidi sviluppato da un'azienda giapponese riduce la concentrazione di fluoruro nei gas di scarico a meno di 1 mg/m3, e la scorie possono essere utilizzate direttamente come pavimentazione.
2Sistema intelligente di monitoraggio dei gas di scarico
Impiegare strumenti di monitoraggio online (come i monitor laser per la polvere e gli analizzatori a infrarossi del fluoruro) per regolare in tempo reale i parametri delle apparecchiature per la rimozione della polvere e la desolforazione.Un impianto di fusione a stiro di leghe di magnesio utilizza un sistema di controllo PLC per controllare la fluttuazione del consumo energetico di trattamento dei gas di combustione entro ± 5%., risparmiando 100.000 kWh di elettricità all'anno.
3Gestione dell'impronta di carbonio e neutralità delle emissioni di carbonio
Alcune aziende compensano le emissioni di carbonio nel processo di fusione acquistando elettricità verde e installando centrali fotovoltaiche.Il laboratorio di fusione del magnesio della fabbrica di Tesla a Shanghai utilizza elettricità 100% rinnovabile, e le emissioni di carbonio del sistema di trattamento dei gas di combustione sono inferiori dell'80% a quelle dei processi tradizionali.
Riassunto: dal "trattamento della fine del tubo" alla "produzione verde"
La protezione ambientale della produzione di fusioni di magnesio deve essere guidata da "innovazione tecnologica + ottimizzazione della gestione":necessità di trattamento dei gas di combustione per la fusione per selezionare processi a secco/umido/compositi in base alle capacità di produzione e ai requisiti di emissione, e la produzione pulita (come la fusione senza fluoro e il riciclaggio dei rifiuti) dovrebbero essere implementate durante tutto il processo.Con il rafforzamento delle norme in materia di protezione dell'ambiente (come i limiti di emissione speciali per l'industria del magnesio che la Cina prevede di attuare nel 2025), la tecnologia di produzione di fusione di magnesio a basso impatto ambientale e basso consumo di energia diventerà la competitività fondamentale per l'accesso dell'industria.
Email:cast@ebcastings.com
Nella produzione diFuse di magnesio, la realizzazione dei requisiti di protezione ambientale deve essere effettuata attraverso l'intero processo di fusione, fusione e post-elaborazione, e il trattamento dei gas di combustione della fusione è un collegamento chiave.La seguente è una spiegazione in due aspetti: sistema di misure di protezione dell'ambiente e tecnologia di trattamento dei gas di combustione:
一- misure di protezione ambientale per l'intero processo diFusione di magnesioproduzione
1- Collegamento di fusione: controllo dell'inquinamento da fonte e ottimizzazione dell'energia
Tecnologia di fusione a basso inquinamento
Utilizzare la fusione di protezione dei gas inerti (come il gas misto CO2, SF6) per sostituire il flusso di sale fluorurato tradizionale e ridurre l'emissione di gas tossici come il fluoruro di idrogeno (HF) e il cloro (Cl2).Per esempio:, una fabbrica tedesca utilizza una protezione SF6 al CO2+0,1% e la concentrazione di fluoruro nei gas di combustione è ridotta da 50 mg/m3 a meno di 5 mg/m3 (la norma UE per le emissioni è di 10 mg/m3).
Promuovere l'uso di forni elettrici di fusione a induzione per sostituire i forni ad olio, aumentare il tasso di conversione dell'energia all'85% (i forni ad olio sono circa il 60%) e ridurre le emissioni di NOx del 40% al 60%.
Riciclaggio dei rifiuti e controllo del consumo di energia
Stabilire un sistema di circolazione chiusa per il trattamento dei frammenti di magnesio, dei materiali di cancello e di altri materiali di scarto attraverso la frantumazione, lo screening e la rifusione, con un tasso di recupero superiore al 95%.Un'impresa domestica riduce le emissioni di rifiuti solidi di 2L'industria del carbone ha aumentato il consumo energetico di oltre 100.000 tonnellate e il consumo energetico del 12% all'anno grazie alla tecnologia di refusione diretta dei rifiuti.
2- Fusione e post-elaborazione: innovazione dei processi per ridurre l'inquinamento
Meno/nessun processo di taglio
La fusione a pressione alta consente la formazione quasi nettaFuse di magnesio(tolleranza dimensionale ± 0,1 mm), riduce i processi di lavorazione, riduce l'utilizzo del fluido di taglio del 70% e riduce la generazione di rifiuti del 50%.
Trattamento delle superfici verdi
utilizzare una passivazione priva di cromo (come il trattamento con silano, pellicola di conversione di terre rare) al posto della galvanoplastica con cromo esavalente,e la COD (domanda di ossigeno chimico) delle acque reflue è ridotta da 500 mg/l a meno di 100 mg/lAd esempio, una conchiglia della batteria di un veicolo a nuova energia utilizza un rivestimento in silano, che ha un test di spruzzo di sale di 1.000 ore senza corrosione e riduce i costi di trattamento delle acque reflue del 30%.
3Gestione completa dei rifiuti
Trattamento delle acque reflue
Impostare un sistema di trattamento a tre livelli: serbatoio di regolazione (valore di pH neutralizzante) → precipitazione chimica (eliminazione degli ioni metallici pesanti) → filtrazione a membrana (tasso di rimozione del COD 90%),l'effluente può essere riutilizzato nel sistema di raffreddamento, e il tasso di riutilizzo dell'acqua raggiunge l'85%.
Classificazione e smaltimento dei rifiuti solidi
Dopo che la scorie di fusione è separata magneticamente per recuperaremagnesioLa scorie residue vengono utilizzate per produrre materiali refrattari; l'agente di rilascio dei rifiuti viene rigenerato mediante distillazione e il tasso di recupero raggiunge l'80%.
二Tecnologia di base permagnesiotrattamento dei gas di combustione della fusione
1. Composizione e caratteristiche dei gas di combustione
Principali inquinanti: polveri MgO (che rappresentano il 60-70%), fluoruro (HF, MgF2), vapori di tracce di metalli (come Zn, Pb) e volatili organici (prodotti di decomposizione dell'agente di rilascio).
Caratteristiche dei gas di combustione: alta temperatura (300-500°C), dimensioni delle particelle di polvere fine (0,1-10μm) e fluoruro altamente corrosivo.
2Tecnologie di trattamento tradizionali e combinazioni di processi
(1) Tecnologia di depurazione a secco
Rimozione della polvere da sacchetto + assorbimento del carbone attivo
Principio: il gas di combustione viene prima raffreddato a 120-150 °C dalla caldaia a calore di scarico, quindi passato attraverso un raccoglitore di polveri in sacchetto (il materiale del sacchetto filtro è PTFE, efficienza di filtrazione ≥ 99,9%) per rimuovere la polvere MgO,e infine attraverso una torre di assorbimento del carbonio attivo per rimuovere il fluoruro e gli inquinanti organici.
Caso: una fabbrica di mozziconi di ruote in lega di magnesio adotta questo processo e la concentrazione di emissioni di polvere è < 10 mg/m3, e il fluoruro è < 1 mg/m3,che soddisfa i valori limite di emissione specifici della "norma cinese per le emissioni di inquinanti atmosferici nei forni industriali" (GB 9078-1996).
Precipitatore elettrostatico + defluorazione a secco
Principio: il precipitatore elettrostatico (ESP) utilizza un campo elettrico ad alta tensione per catturare la polvere (efficienza ≥99%),e quindi genera CaF2 (efficienza di reazione ≥95%) spruzzando calcio in polvere (CaO) e HF, e infine il prodotto viene catturato da un bag collector di polvere.
Vantaggi: adatto a scenari con grandi volumi di gas di combustione (>100.000 m3/h), basso costo di polvere di calcio (circa 500 yuan/t), ma occorre prestare attenzione allo smaltimento dei rifiuti solidi CaF2 in conformità.
(2) Tecnologia di depurazione umida
Pulizzatore + Demisting + trattamento di neutralizzazione
Processo:
Il gas di combustione passa attraverso lo scrubber (spruzzo di NaOH, pH=10-12) per assorbire HF e reagire per generare NaF;
Demister (maglia di filo o piastra ciclonica) rimuove il vapore acqueo, contenuto di goccioline < 50 mg/m3;
Dopo che le acque reflue sono passate attraverso il serbatoio di neutralizzazione (aggiungendo H2SO4 per regolare il pH a 6-9), Mg (OH) 2 e altri sedimenti vengono rimossi attraverso il serbatoio di sedimentazione.
Efficienza: tasso di rimozione del fluoruro ≥98%, polvere ≤5mg/m3, ma è necessario un sistema di trattamento delle acque reflue e si verifica un problema di "piuma bianca" di gas di combustione (condensazione del vapore acqueo).
(3) Processo composito integrato
Ricupero del calore di scarico + rimozione della polvere secca + defluorazione umida combinazione
Scenario di applicazione: linea di produzione di fusioni di magnesio di fascia alta (come le parti aerospaziali), che richiede emissioni di inquinanti ultrabasse (polvere ≤ 5 mg/m3, fluoruro ≤ 0,5 mg/m3).
Punti tecnici:
La caldaia del calore di scarico recupera il calore dei gas di combustione per riscaldare l'aria di combustione, con un tasso di risparmio energetico del 15-20%;
La sezione a secco utilizza un raccoglitore di polveri a sacchetto a impulsi (precisione di sacchetto filtro 0,2 μm);
La sezione umida utilizza uno scrubber a due fasi (soluzione NaOH+Na2S) per garantire la rimozione profonda dei fluoruri.
三- Innovazione e tendenze nelle tecnologie di protezione dell'ambiente
1- Sviluppo di nuovi flussi ecologici
Sviluppare flussi privi di fluoro (come il sistema MgO-CaO-Al2O3) per ridurre le emissioni di fluoruro dalla fonte.Un flusso composito di ossidi sviluppato da un'azienda giapponese riduce la concentrazione di fluoruro nei gas di scarico a meno di 1 mg/m3, e la scorie possono essere utilizzate direttamente come pavimentazione.
2Sistema intelligente di monitoraggio dei gas di scarico
Impiegare strumenti di monitoraggio online (come i monitor laser per la polvere e gli analizzatori a infrarossi del fluoruro) per regolare in tempo reale i parametri delle apparecchiature per la rimozione della polvere e la desolforazione.Un impianto di fusione a stiro di leghe di magnesio utilizza un sistema di controllo PLC per controllare la fluttuazione del consumo energetico di trattamento dei gas di combustione entro ± 5%., risparmiando 100.000 kWh di elettricità all'anno.
3Gestione dell'impronta di carbonio e neutralità delle emissioni di carbonio
Alcune aziende compensano le emissioni di carbonio nel processo di fusione acquistando elettricità verde e installando centrali fotovoltaiche.Il laboratorio di fusione del magnesio della fabbrica di Tesla a Shanghai utilizza elettricità 100% rinnovabile, e le emissioni di carbonio del sistema di trattamento dei gas di combustione sono inferiori dell'80% a quelle dei processi tradizionali.
Riassunto: dal "trattamento della fine del tubo" alla "produzione verde"
La protezione ambientale della produzione di fusioni di magnesio deve essere guidata da "innovazione tecnologica + ottimizzazione della gestione":necessità di trattamento dei gas di combustione per la fusione per selezionare processi a secco/umido/compositi in base alle capacità di produzione e ai requisiti di emissione, e la produzione pulita (come la fusione senza fluoro e il riciclaggio dei rifiuti) dovrebbero essere implementate durante tutto il processo.Con il rafforzamento delle norme in materia di protezione dell'ambiente (come i limiti di emissione speciali per l'industria del magnesio che la Cina prevede di attuare nel 2025), la tecnologia di produzione di fusione di magnesio a basso impatto ambientale e basso consumo di energia diventerà la competitività fondamentale per l'accesso dell'industria.
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