??? 2 試驗裝置簡介

??? 　　本試驗利用生產裝置，試驗內容與生產同步進行。還原反應裝置由臥式還原罐、加熱爐和真空系統組成。圖1 是還原罐結構示意圖，罐內填裝原料，罐外加熱。將煅燒后的白云石與一定比例的硅鐵、螢石充分磨細混勻后壓成球形，定量裝入罐中，密閉罐口；同時啟動真空排氣和還原爐加熱，使罐內真空度達到13.3Pa調節不同反應溫度和反應持續時間的條件下，由單罐產量考察還原反應的轉化效率。能耗由生產統計報表分析得出。

??? 3 結果與討論

??? 3.1 燃煤還原爐和燃氣還原爐的比較

??? 　　我國鎂產業體系的能源結構以煤為主，煉鎂還原爐有兩種爐型，分別以發生爐煤氣和原煤作燃料。圖2是一種燃氣還原爐的結構簡圖，從環保角度考慮，專業設計院傾向于推薦這種爐型。

??? 　　但是近幾年來，為了降低燃料費用和噸鎂投資成本，各生產廠家不愿選用燃氣爐型，以至于九成以上的新建還原爐均為直接燃煤的爐型，從而加劇了煙塵污染。這兩種爐型的生產工藝參見下表。

??? 　　分析下表數據可知，兩種還原爐各有優勢，但燃氣爐仍具有明顯優勢，這為后續開展的工藝技術改造奠定了基礎。燃氣還原爐的劣勢是需要增加制氣工段，常見的煤氣發生爐用無煙煤制氣，增大了噸鎂成本。這就是本文要重點解決的問題。

??? 3.2 節能還原爐操作制度的改進

??? 　還原工序是皮江法煉鎂的重點耗能部位，據熱平衡估算，有2個現象值得注意。一是還原爐加熱所需的燃料消耗，約占煉鎂生產過程燃料總消耗的2/3；二是還原爐能耗中，用于加熱原料球團和提供反應熱的能量，僅分別占還原爐總能耗的3.66％和19.83％；而無效熱損失卻高達76.51％。現有的皮江法工藝，間接加熱還原罐內的球團原料，導致熱量的有效利用率大幅下降，這是無法改變的工藝現狀。關于取代傳統皮江法落后工藝裝備的方案，我們將另文陳述。本文希望強調，還原工序節能的空間還很大，工程技術人員完全可以因勢利導，有所作為。

??? 　理論分析和實踐表明，消除煉鎂還原爐污染的最佳途徑可包含兩個要素：第一是節能，即通過降低噸鎂燃料消耗來減少排放；第二是采用無污染清潔能源。鎂廠可根據自身條件，選擇施行。

??? 　仔細分析上表中兩類還原爐的性能特征，可知選用燃氣爐作為皮江法還原工序的主體爐型，是實現清潔化節能方案的必要條件，在清潔化改造中將會被淘汰。為了確定燃氣爐生產過程的最佳工藝制度，本文分別考察了還原周期為6、7、8、9、10h條件下的單位爐和單罐產量。結果表明，在其它工藝規程被嚴格遵守的生產條件下，這些還原時間有很大差別的還原過程，并不和產量構成正比關系。由于燃氣爐準備工序耗時少，升溫快，空燒時間短； 爐內溫度均勻，易實現自動控制。這些優勢可使燃氣爐在8h周期內保持穩定生產。

? 　燃氣還原爐實現8h生產周期對降低煙氣排放有重要意義，這主要是通過降低能耗，減少無效運行時間來實現的。從常見的12h壓縮至8h，即每天可以多產出一個班次，生產效率明顯提高。
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