管道化熔鹽段傳熱規(guī)律初探

和林濤++邱繼銳

[摘 要]根據(jù)管道化熔鹽段生產(chǎn)實際情況，綜合傳熱規(guī)律，對生產(chǎn)中的清洗及檢修周期做初步分析，達到指導生產(chǎn)的目的。

[關鍵詞]管道化 熔鹽 傳熱

中圖分類號：TG156.3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）06-0319-01

l 前言

自拜爾法問世以來，氧化鋁生產(chǎn)溶出工藝和設備的研究與開發(fā).取得了很大的進步。目前世界上拜爾法溶出器主要有兩大類：壓煮溶出器和管道化溶出器。自從中國鋁業(yè)公司在1990年引進了德國上世紀70年代研制的300m3/h RA一6型管道化溶出裝置，管道化技術逐漸被我國消化吸收，與傳統(tǒng)的壓煮器工藝相比，管道化技術具有產(chǎn)能高，能耗低等等特點，所以大量被新建的氧化鋁項目采用，主體加熱段采用熔鹽加熱，現(xiàn)根據(jù)生產(chǎn)實際情況，對熔鹽段的傳熱規(guī)律作簡要分析：

2、工藝流程描述

我公司溶出生產(chǎn)線工藝流程如下：每條生產(chǎn)線對應三臺隔膜泵，采用單臺隔膜泵對應單內管的方式，其中外套管尺寸426*10；內管尺寸133*11，每臺隔膜泵的最大流量均為100 m3/h；最高工作壓力：12MPa；熔鹽加熱段分為五段，總長為440m，由2臺熔鹽爐加熱，由2臺鹽泵向熔鹽加熱段輸送熔鹽，單臺鹽泵設計流量Q=300m3/h。

3、計算的工藝參數(shù)

①、生產(chǎn)中使用鋁土礦的化學組成為（%）：

②、使用石灰化學組成（%）：

總有效CaO：80%；SiO2：2.5%

③、使用循環(huán)母液成分：NT：251g/L；Nk：240 g/L。

單條生產(chǎn)線對應三臺隔膜泵，隔膜泵的最大流量100 m3/h；最高工作壓力：12MPa；采用一外管套三內管技術，其中外套管尺寸426*10；內管尺寸133*11；熔鹽加熱段劃分為五段，總長為440m，由2臺熔鹽爐加熱，對應2臺鹽泵，單臺鹽泵流量Q=300m3/h，根據(jù)實際流量值計算。礦漿比重：按照固含比重對應表取算術平均數(shù)計算；礦漿流量以實際進料量計算。熱焓等以試驗測定為準。

我廠現(xiàn)在生產(chǎn)中使用的熔鹽采用三元系熔鹽，是由硝酸鉀 （KNO3）、亞硝酸鈉（NaNO2）及硝酸鈉 （NaNO3）的混合組成。常規(guī)配比：KNO353%，NaNO240%，NaNO37%。其商品名稱為希特斯（又稱HTS）。熔鹽的主要物理參數(shù)如下：

4、規(guī)律總結及結論

根據(jù)以上條件可以進行下列計算：

單位時間（一小時）內，設熔鹽放熱為Qs，設礦漿吸熱為Qw，綜合傳熱系數(shù)效率K= Qw/Qs，（其他計算過程簡略）利用管道化清洗后26天不間斷的實際生產(chǎn)數(shù)據(jù)（平均進料量不低于220m3/h），計算的結果列得表一如下。

通過綜合傳熱系數(shù)K-累積流量Q的曲線，可以得出以下結論：

1、傳熱系數(shù)K隨累積流量Q的增加逐漸變小，但是變小的趨勢越來越緩。

2、圖中A、B為間斷性停車，采用母液沖洗，發(fā)現(xiàn)前期的沖洗效果要好于后期，說明在生產(chǎn)過程中，前期用母液沖洗有一定效果。

3、按照曲線發(fā)展規(guī)律計算，累積流量達到140000m3時，綜合傳熱系數(shù)下降到較低值，進行管道沖洗經(jīng)濟合理，約為連續(xù)運轉28天左右；按規(guī)律推算，平均進料量若達到240m3/h以上，累積流量達到320000m3時，綜合傳熱系數(shù)下降到較低值，進行管道沖洗經(jīng)濟合理，即連續(xù)運轉56天以上。

4、低流量情況的傳熱規(guī)律比較。

根據(jù)取以往歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在較低進料量情況下（低于180m3/h），得到傳熱規(guī)律如下：

5、低于265度的傳熱規(guī)律情況

通過觀察規(guī)律圖可以發(fā)現(xiàn)：在較低進料量情況下（低于180m3/h）傳熱系數(shù)下降較快，能耗增高，相應的運行成本變高，因為低流量導致流速變慢，為可溶性結疤的附著累積創(chuàng)造了條件，所以，盡可能保證高進料量可以節(jié)能降耗。