趙永景

摘 要：為了推動工業(yè)發(fā)展，保證氧化鋁生產(chǎn)質(zhì)量與效率，需要合理應(yīng)用管式降膜蒸發(fā)器，并對其進行改造。首先介紹管式降膜蒸發(fā)器設(shè)備以及運行原理，對其進行理解，其次分析了目前設(shè)備的運行現(xiàn)狀，明確以雙流程技術(shù)進行改造的必要性，再次闡述了管式降膜蒸發(fā)器雙流程技術(shù)在氧化鋁生產(chǎn)中的應(yīng)用，最后則總結(jié)了改造之后的蒸發(fā)器在氧化鋁生產(chǎn)中應(yīng)用的作用，了解到這一改造的優(yōu)勢，并且得出結(jié)論，使用管式降膜蒸發(fā)器進行氧化鋁生產(chǎn)，無論是生產(chǎn)效率還是成本都有重要意義。

關(guān)鍵詞：管式降膜蒸發(fā)器；雙流程技術(shù)；氧化鋁；料液

中圖分類號：TF821 文獻標志碼：A

管式降膜蒸發(fā)器在氧化鋁生產(chǎn)過程中應(yīng)用，最為直接的目的是可以將氧化鋁蒸發(fā)期間形成的多余水分去除，從而獲得滿足質(zhì)量要求的堿液，以此來配置氧化鋁生產(chǎn)需要的生料漿。實際組織氧化鋁生產(chǎn)工作時，由于生產(chǎn)波動這一因素，可能導(dǎo)致蒸發(fā)器無法支撐負荷的正常運行，出現(xiàn)蒸發(fā)器頻繁的開?，F(xiàn)象，增加設(shè)備的能耗。為了將這一問題解決，需要將管式降膜蒸發(fā)器的運行模式更改為雙流程，在氧化鋁生產(chǎn)的過程中實現(xiàn)節(jié)能降耗。

1 管式降膜蒸發(fā)器設(shè)備與運行原理

管式降膜蒸發(fā)器主要是以立式管殼式換熱器結(jié)構(gòu)為主，工作壓力設(shè)置為常壓，殼程則是采用加熱流體，管程是物料。設(shè)計管式降膜蒸發(fā)器的過程中，一般設(shè)計人員需要對設(shè)備主體材料、布液裝置、管板結(jié)構(gòu)等幾個方面予以考慮，將設(shè)備性能最大程度地體現(xiàn)出來。管式降膜蒸發(fā)器運行過程中，原理如下：將料液加入蒸發(fā)器內(nèi)，添加料液一般在蒸發(fā)器的頂部，當蒸發(fā)原液添加到蒸發(fā)器之后，料液會沿著循環(huán)管道將其傳輸?shù)秸舭l(fā)器頂部位置的布膜器中，布膜器可以將料液輸入所有加熱管內(nèi)壁，使溶液順延加熱管內(nèi)壁下降，料液為膜狀液體。期間料液會在熱的作用下沸騰蒸發(fā)，汽液兩相混合之后形成的物體流入加熱室內(nèi)設(shè)置的汽液分離室當中，隨后再通過二次蒸汽以及汽液分離室內(nèi)的霧沫分離器將其排出，此時溶液就會在尖底部的循環(huán)泵、循環(huán)管道作用下，被傳輸?shù)郊訜崾翼敳课恢玫牟寄て鳟斨?，通過加熱管受熱實現(xiàn)料液的循環(huán)蒸發(fā)，從而增加其濃度，最終匯集到蒸發(fā)器的底部就可以獲得濃縮液。管式降膜蒸發(fā)器本身有極高的傳熱效率，物料受熱時間也比較短，憑借這些優(yōu)勢在各個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，象食品行業(yè)、醫(yī)藥行業(yè)以及輕工行業(yè)等，尤其是輕功行業(yè)，可以被用于水、有機溶媒溶液蒸發(fā)濃縮、廢液處理等相關(guān)流程。

2 管式降膜蒸發(fā)器運行現(xiàn)狀

管式降膜蒸發(fā)器投入生產(chǎn)隊列之后，有關(guān)部門和技術(shù)人員對其進行了改進，確保蒸水量能夠滿足設(shè)計規(guī)定要求。此外，氧化鋁產(chǎn)量和物料發(fā)生了一定的變化，管式降膜蒸發(fā)器在其運行過程中也隨之出現(xiàn)了一定的改變。象某企業(yè)針對管式降膜蒸發(fā)器的蒸水量、運行周期展開實驗，1月份的蒸水量為200.53 t·h-1，運行周期為33天，從2月份開始蒸水量逐月降低，分別為195.36 t·h-1、189.52 t·h-1、173.11 t·h-1、166.69 t·h-1、158.22 t·h-1、146.18 t·h-1，運行周期也不斷減少，從2月份開始分別為32天、31天、30天、28天、28天、27天。通過以上數(shù)據(jù)可知，管式降膜蒸發(fā)器的蒸水量相繼減少，最低一個月只有146.18 t·h-1，無法滿足設(shè)計產(chǎn)能要求。運轉(zhuǎn)周期也從1月份的30天逐漸減少到27天，經(jīng)過分析可以確定其根本原因，即一效加熱器結(jié)疤速度加快，影響到傳熱性能，從而導(dǎo)致蒸水量減少。

3 管式降膜蒸發(fā)器雙流程技術(shù)在氧化鋁生產(chǎn)中的應(yīng)用

應(yīng)用雙流程技術(shù)對管式降膜蒸發(fā)器進行改造，為組織平衡開車提供便利。在種分母液蒸發(fā)期間，可以將一效結(jié)疤清除，并且達到一套種分蒸發(fā)器停開的效果，有利于節(jié)省電汽。 第二，立足于管式蒸發(fā)器實際情況，必須要對蒸發(fā)器進行改善，使蒸發(fā)效率達到最大，將一效加汽壓力方面存在的問題及時解決，保證加汽操作不受限，蒸汽量按照需求進行調(diào)整，確保一效液室壓力超過0.035 MPa，并且提高蒸發(fā)器進出料量的均衡性，如此就可以按照生產(chǎn)液量的具體狀況對蒸發(fā)器操作方案進行調(diào)整，最大程度地提升蒸水性能，減少汽耗。

結(jié)合以上分析，某企業(yè)內(nèi)的專業(yè)技術(shù)人員研究之后制定了如下方案：首先，將管式降膜蒸發(fā)器調(diào)整為二段進料，碳種則采用同時蒸、一至三效加閃蒸蒸種分以及四至六效蒸碳分幾種；其次，由新蒸汽管道到四效技術(shù)，連接型號為DN100的蒸汽管道，方便四效二次蒸汽缺失時及時補充；最后，四效過料泵的出口連接一條型號為DN200寸管道，并且將其與出料備用泵的進口相連接，達到碳分四效出料的成效。設(shè)備經(jīng)過改進之后，管式降膜蒸發(fā)器依然采用蒸發(fā)碳分原液，結(jié)合種分原液的實際狀況對其展開調(diào)整，保證碳種分原液均衡性。

4 管式降膜蒸發(fā)器雙流程技術(shù)在氧化鋁生產(chǎn)的作用

4.1 運行方面

管式降膜蒸發(fā)器應(yīng)用雙流程技術(shù)進行改進之后在氧化鋁生產(chǎn)中應(yīng)用，期間的一次試車環(huán)節(jié)成功，碳種分二段混蒸過程中，所有參數(shù)的控制均非常穩(wěn)定，提高了一效液室壓力、加汽量、進料量、蒸水量，且汽耗也得到優(yōu)化。由此可見，蒸發(fā)器改造之后獲得了滿意的運行效果，具體表現(xiàn)為以下幾個方面：第一，加汽量、進料量和蒸水量不斷提升，改造之前一效液室壓力為0.013 MPa，改造之后增加為0.048 MPa，加汽量從改造之前的35.8 t·h-1增加到45.2 t·h-1，進料量從改造之前的260 m3·h-1增加到350 m3·h-1，蒸水量從改造前的136.1 t·h-1增加到185 t·h-1，運行效率提高的過程中汽耗有所降低，從之前的0.258 t-汽·t-回水-1降低至0.245 t-汽·t-回水-1；第二，設(shè)備的運轉(zhuǎn)周期得到延長。管式降膜蒸發(fā)器的創(chuàng)新與改造需要在洗罐運行之后進行，在改造的過程中持續(xù)運行時間延長，與改造前相比變化十分顯著。

4.2 經(jīng)濟效益方面

4.2.1 運行周期延長增加經(jīng)濟效益

管式降膜蒸發(fā)器的運轉(zhuǎn)周期不斷延長，使清檢作業(yè)的次數(shù)減少，進而節(jié)省了相關(guān)費用，具體計算主要分為2個方面：第一，清檢費用；第二，每年清檢次數(shù)；第三，包括人工、水電等在內(nèi)的其他費用。經(jīng)過計算之后，了解到運行周期的延長對于經(jīng)濟效益的影響是非常明顯的。

4.2.2 蒸水單耗減少增加經(jīng)濟效益

管式降膜蒸發(fā)器改造之后，蒸水單耗也有減少，如果每噸蒸汽的價格為100元，管式運轉(zhuǎn)率為75 %，那么企業(yè)每年可以節(jié)省非常多的成本。

5 結(jié)語

綜上所述，管式降膜蒸發(fā)器應(yīng)用雙流程技術(shù)進行改造，并且將其應(yīng)用在氧化鋁生產(chǎn)當中，可以有效提高生產(chǎn)效率以及設(shè)備協(xié)調(diào)生產(chǎn)性能，減少成本投入，減輕了作業(yè)人員的勞動強度與工作量，保證其人身安全的同時，也貢獻了巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]肖小龍，張華，孫偉華，等.影響水平管和垂直管降膜蒸發(fā)器蒸發(fā)含鹽污水過程中傳熱系數(shù)的因素分析[J].化學(xué)與生物工程，2018，35（11）：16-20.

[2]丁鑫，陳曄，賈可俊.基于VOF模型的水平管蒸發(fā)器液膜流動數(shù)值研究[J].輕工機械，2018，36（5）：40-44，52.

[3]凌浩宇，謝永芳，王曉麗.基于能耗最優(yōu)的管式降膜蒸發(fā)器液位控制方法[J].高?；瘜W(xué)工程學(xué)報，2018，32（5）：1164-1170.

[4]楊紅，陳鑫，李鵬飛，等.豎直管降膜蒸發(fā)器冷膜成形及流動特性數(shù)值模擬[J].武漢工程大學(xué)學(xué)報，2018，40（4）：451-454，472.