楊保平，劉晶晶

（山東南山東海氧化鋁有限公司，山東 龍口 265706）

拜耳法生產(chǎn)氧化鋁工藝大致分為原礦制備、高壓溶出、分離洗滌、精種分解、蒸發(fā)、氫氧化鋁分級(jí)與洗滌、氫氧化鋁焙燒等工序，其中主要采用的能源包括：蒸汽、電、水、壓縮空氣、燃料，這些工序中又已溶出、蒸發(fā)消耗的蒸汽和焙燒消耗的天然氣為主要的能耗工序，通過(guò)對(duì)其能耗的控制和循環(huán)利用可以有效的降低生產(chǎn)成本。

1 溶出工序能耗的分析與控制

溶出工序是利用蒸汽加熱礦漿使其中的氧化鋁充分溶出的過(guò)程，并在加熱的礦漿中閃蒸二次蒸汽預(yù)熱換熱器中的低溫礦漿，因此溶出工序的節(jié)能措施主要體現(xiàn)在提高機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)率和換熱的效率

1.1 提高溶出機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)率

氧化鋁生產(chǎn)溶出機(jī)組一般運(yùn)轉(zhuǎn)率是96%左右，以200萬(wàn)噸產(chǎn)量的規(guī)模進(jìn)行計(jì)算機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)率每提高0．1%，將增產(chǎn)氧化鋁1000噸，可見(jiàn)提高溶出機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)率是增加產(chǎn)能、降低氧化鋁消耗的一項(xiàng)行之有效的措施，實(shí)際生產(chǎn)中機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)率與檢修的質(zhì)量、壓力容器和管道的結(jié)疤有很大的關(guān)系，因此提高溶出機(jī)組的檢修質(zhì)量減少故障停機(jī)次數(shù)是氧化鋁的產(chǎn)量，降低單位生產(chǎn)成本的一項(xiàng)基礎(chǔ)性措施。

1.2 提高換熱效率對(duì)熱量進(jìn)行綜合利用

在溶出工序中影響換熱效率的主要因素是結(jié)疤因此要利用清洗技術(shù)和停車檢修的時(shí)間進(jìn)行定期的清理將結(jié)疤的影響降至最低，增大溶出工序中礦漿與蒸汽的換熱面積提高傳熱速度，并且要對(duì)礦漿中閃蒸的二次蒸汽進(jìn)行充分利用把握好閃蒸過(guò)程中的料位，控制好閃蒸過(guò)程的壓力，從而提高閃蒸操作水平；

在實(shí)行溶出工序節(jié)能的措施前，必須先保證溶出效果，因?yàn)檫@樣能有效地預(yù)防沉降跑渾的現(xiàn)象。影響溶出效果的因素包括：反應(yīng)時(shí)間、溶出溫度、循環(huán)母液濃度、攪拌強(qiáng)度、礦石的粒度等。

2 蒸發(fā)工序能耗的分析與控制

蒸發(fā)工序的主要目的是保持整個(gè)生產(chǎn)流程中的水量平衡，是循環(huán)母液中的水分蒸發(fā)濃縮至符合溶出要求的濃度并排除生產(chǎn)過(guò)程中的雜質(zhì)，通過(guò)蒸汽加熱使母液中的水分蒸發(fā)濃縮，該工序的蒸汽消耗巨大占蒸汽總消耗量的30%--50%，因此工序中可以采取的節(jié)能措施為：

2.1 確定合理的蒸發(fā)效數(shù)增加高效的閃蒸裝置

表1 蒸汽消耗量與蒸發(fā)效數(shù)的關(guān)系

由上表可知蒸發(fā)效數(shù)越多，單位蒸水量所消耗的新蒸汽越少，從這方面來(lái)說(shuō)，要降低蒸汽的消耗就要增加蒸發(fā)效數(shù)以及增加高效的閃蒸裝置，閃蒸設(shè)備的增加可以提高蒸汽的利用率利用蒸發(fā)器和閃蒸器結(jié)合的方式，來(lái)提高蒸發(fā)器的產(chǎn)能，從而降低能耗，但增加蒸發(fā)效數(shù)和高效閃蒸裝置相應(yīng)的設(shè)備投資也會(huì)增大所以應(yīng)該充分考慮未來(lái)能源的價(jià)格趨勢(shì)與當(dāng)前設(shè)備的投資，通過(guò)最優(yōu)化的方法來(lái)確定蒸發(fā)效數(shù)。

2.2 減少結(jié)疤結(jié)垢充分換熱

蒸發(fā)工序的結(jié)疤和結(jié)垢也是影響不同介質(zhì)之間換熱效率的主要因素，一方面結(jié)垢使得傳熱效率降低從而降低了蒸發(fā)效率另外結(jié)垢的速度過(guò)快也使得蒸發(fā)器的清洗周期變短設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率下降故障率升高，因此必須對(duì)蒸發(fā)器中的結(jié)垢進(jìn)行控制以保持傳熱性能和較高的產(chǎn)能，同時(shí)在蒸發(fā)工序還要保持母液和精液之間能夠充分的換熱，這樣就使得熱量交換可以在母液和精制液體之間進(jìn)行，節(jié)省了蒸汽消耗。

3 其他工序的節(jié)能措施和能量綜合利用

3.1 赤泥洗滌用水的控制

赤泥洗滌效率與洗滌次數(shù)、洗水量以及外排赤泥的含水量均有較大關(guān)系，赤泥洗滌的用水量越多則蒸發(fā)需要更多蒸汽蒸發(fā)流程中多余水份所需能耗就越大，因此控制赤泥的洗水量也是降低生產(chǎn)能耗的一項(xiàng)重要措施，在分離與洗滌赤泥的工序中，控制赤泥的洗水量，就能提高溶出礦漿的堿液濃度，這既能降低沉降過(guò)程中氧化鋁的水解損失，也能夠使母液的濃縮度減小，從而降低蒸發(fā)負(fù)荷，降低能耗。

3.2 焙燒煙氣的綜合利用

氫氧化鋁經(jīng)過(guò)高溫焙燒過(guò)程脫除其中的附著水和結(jié)晶水才能生成氧化鋁，目前氧化鋁生產(chǎn)多采用已天然氣為燃料的氣體懸浮焙燒爐，懸浮焙燒爐能夠高效地使用熱量，由于經(jīng)過(guò)高溫燃燒其中含有的熱量非常高根據(jù)相關(guān)資料顯示這些煙氣的熱量占焙燒所消耗的總煙量的30%以上，合理利用這些煙氣將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和環(huán)保價(jià)值，目前主要的利用方式是在煙氣外排過(guò)程中利用換熱器對(duì)水或其他介質(zhì)進(jìn)行熱交換，再通過(guò)加熱后的水對(duì)其他工序的介質(zhì)進(jìn)行加熱從而合理利用煙氣熱量，以減少其他工序單獨(dú)加熱介質(zhì)所需要的能耗。

4 氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能降耗的主要方向展望

（1）減少非生產(chǎn)水進(jìn)入流程，控制入磨礦石以及各洗滌工序的用水量盡量減少進(jìn)生產(chǎn)流程中的無(wú)用水；

（2）要降低蒸汽的消耗量就要控制管道內(nèi)的結(jié)疤數(shù)量和生成速度，這就需要對(duì)礦漿進(jìn)行充分的脫硅或采取其他工藝控制措施，并對(duì)閃蒸二次蒸汽進(jìn)行充分的利用；

（3）清洗管道換熱器夾套增加管道化的傳熱面積和傳熱效率，可以充分的降低管道化換熱過(guò)程中的能耗；

（4）增加自動(dòng)化設(shè)備提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)率、淘汰高能耗的落后設(shè)備，加強(qiáng)設(shè)備管理以減少因設(shè)備故障導(dǎo)致的非計(jì)劃停車。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著目前企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)的激烈程度和環(huán)境保護(hù)壓力的不斷提高節(jié)能降耗成為制約企業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要因素也是企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中不可忽視之處，尤其對(duì)于氧化鋁的生產(chǎn)來(lái)說(shuō)其生產(chǎn)能耗巨大也就擁有更大的挖掘潛力，同時(shí)對(duì)任何企業(yè)而言節(jié)能降耗是永遠(yuǎn)不過(guò)時(shí)也永遠(yuǎn)走不完的發(fā)展之路。