南非正在研制可用于鋁業(yè)加工的旋轉(zhuǎn)式光熱窯爐
來(lái)源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評(píng)論 | 7264查看 | 2015-06-18 20:27:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道：南非的太陽(yáng)能資源非常豐富，同時(shí)，該國(guó)鋁加工產(chǎn)業(yè)規(guī)模也很龐大，那么兩者有沒有可能結(jié)合在一起呢？答案是肯定的，目前，南非一些研究人員正在與鋁加工行業(yè)合作進(jìn)行一項(xiàng)名為SOLAM的研發(fā)項(xiàng)目，即通過(guò)使用旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能窯爐進(jìn)行熔鋁，并希望開發(fā)出一種鋁鑄造企業(yè)熔化金屬的新方法。該方法不僅可以很大程度上降低企業(yè)的能源損耗，而且還可以大幅減少二氧化碳的排放量。據(jù)悉，在DLR（德國(guó)宇航中心）的組織下，眾多南非與德國(guó)的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)都參與了這個(gè)合作研發(fā)項(xiàng)目。
減排二氧化碳的巨大潛力
南非自然資源儲(chǔ)備豐富，該國(guó)發(fā)電量的90%以上仍然是利用燃煤發(fā)電；因此南非也是世界上15個(gè)排放溫室氣體最多的國(guó)家之一，而南非本身也正日益感受到氣候變化所帶來(lái)的不利影響。金屬加工行業(yè)是南非規(guī)模最大的制造業(yè)門類，約占南非全國(guó)制造業(yè)30%的份額。而利用上述太陽(yáng)能熔煉金屬的新方法可以大量的減少二氧化碳的排放量并降低能源的使用成本。
圖：南非正在研制的太陽(yáng)能回轉(zhuǎn)窯爐
位于德國(guó)亞琛的AixProcess公司是DLR在該研發(fā)項(xiàng)目中的合作伙伴之一，該公司正在利用其專業(yè)技術(shù)來(lái)模擬一個(gè)合適的系統(tǒng)。另外，該項(xiàng)目的合作方還包括南非科學(xué)與工業(yè)研究委員會(huì)（CSIR）、南非國(guó)家鑄造技術(shù)網(wǎng)（NFTN）、南非最大的電力公司Eskom和南非科技部（DST）。此外，德國(guó)聯(lián)邦教育與研究部（BMBF）自2015年4月到2018年3月將會(huì)對(duì)這個(gè)項(xiàng)目持續(xù)提供資助。
將采用塔式光熱技術(shù)
首先，項(xiàng)目合作方將會(huì)開發(fā)一個(gè)“旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能窯爐”，用來(lái)熔化和回收鋁。該旋轉(zhuǎn)爐類似于一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的轉(zhuǎn)筒式洗衣機(jī)，以低速進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。持續(xù)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作可以有效的將位于滾筒內(nèi)的鋁融合在一起，因此確保了熱量能夠均勻分布。同時(shí)，將利用搜集到的太陽(yáng)能來(lái)熔鋁。研究人員將利用反射鏡收集太陽(yáng)能，并達(dá)到熔鋁過(guò)程所需要的約700°C左右的溫度。該項(xiàng)目所開發(fā)的系統(tǒng)將從2017年開始在DLR位于德國(guó)Jülich的塔式實(shí)驗(yàn)電站進(jìn)行檢測(cè)。該系統(tǒng)計(jì)劃采用2000多個(gè)反射鏡來(lái)把太陽(yáng)能聚焦在一個(gè)高60米的集熱塔頂部的吸熱器上。
物流概念與商業(yè)計(jì)劃書
除了系統(tǒng)以外，該項(xiàng)目的合作方還會(huì)推出一個(gè)物流的概念，來(lái)詳細(xì)地介紹液態(tài)鋁是如何從旋轉(zhuǎn)太陽(yáng)能窯爐的融化中心被輸送到鋁制品加工的設(shè)備。示范階段的調(diào)查結(jié)果也將被當(dāng)作依據(jù)來(lái)制作一個(gè)商業(yè)系統(tǒng)的計(jì)劃書。項(xiàng)目經(jīng)理Martina Neises-von Puttkamer總結(jié)道，“該項(xiàng)目的研發(fā)目的是開發(fā)一種可以根據(jù)不同客戶使用需求制作出不同規(guī)模的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)能源的有效利用并降低成本。”
旋轉(zhuǎn)太陽(yáng)能窯爐將在科隆進(jìn)行首次測(cè)試
首先，科學(xué)家們將會(huì)利用位于科隆區(qū)的DLR太陽(yáng)爐進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的小型旋轉(zhuǎn)式太陽(yáng)能窯爐的測(cè)試。測(cè)試內(nèi)容將包括融化小批量廢鋁的檢測(cè)，并分析液態(tài)鋁的質(zhì)量。然后AixProcess將利用其在過(guò)程工藝和流動(dòng)模擬方面的豐富經(jīng)驗(yàn)來(lái)對(duì)反應(yīng)器和加工過(guò)程進(jìn)行建模。研究人員將利用仿真模擬得出的數(shù)據(jù)來(lái)優(yōu)化反應(yīng)器，然后再擴(kuò)大它的規(guī)模并找出可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化利用的合適參數(shù)，從中得出的全面數(shù)據(jù)模型也將被用作熔鋁過(guò)程的技術(shù)可行性評(píng)估和經(jīng)濟(jì)性評(píng)估。
BMBF對(duì)SOLAM項(xiàng)目的資助是其參與“國(guó)際氣候和環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)技術(shù)和服務(wù)合作計(jì)劃”所采取的支持措施的一部分。該計(jì)劃支持下的研究開發(fā)項(xiàng)目是為了強(qiáng)化與新興國(guó)家間的合作，并為各參與國(guó)制訂減少環(huán)境影響的解決方案。
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