淺析氧化鋁生產(chǎn)降低低壓蒸汽消耗的有效途徑

曹國楚（河南能源化工義煤公司義翔鋁業(yè)，河南　三門峽　472435）

淺析氧化鋁生產(chǎn)降低低壓蒸汽消耗的有效途徑

曹國楚（河南能源化工義煤公司義翔鋁業(yè)，河南三門峽472435）

本文結(jié)合某氧化鋁廠近幾年來低壓蒸汽消耗大幅下降的生產(chǎn)實際，從提高余熱利用、優(yōu)化主要經(jīng)濟技術(shù)指標、大力開展技術(shù)改造以及加強、完善并落實蒸汽管理制度等方面，重點分析了影響低壓蒸汽消耗的因素，為進一步降低低壓蒸汽消耗提高借鑒。

低壓蒸汽；余熱利用；技術(shù)指標；技術(shù)改造；汽耗。

拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中，能耗約占產(chǎn)品成本的20%～30%，而蒸汽消耗占總能耗的60%以上，是氧化鋁生產(chǎn)的最主要能耗【1】。因此，要降低生產(chǎn)成本，降低蒸汽消耗就顯得尤為重要，蒸汽耗量的高低直接影響生產(chǎn)企業(yè)效益和競爭力。而蒸汽在氧化鋁生產(chǎn)過程中主要用于溶出礦漿的加熱和分解母液的濃縮，另外也有少量蒸汽用于預脫硅礦漿的加熱、AH洗水加熱、化學清洗液加熱等。2015年某廠高壓蒸汽單耗由設(shè)計1.8t/ t-AO降低至目前1.5t/t-AO，低壓蒸汽單耗由設(shè)計的1.0t/t-AO降低至目前0.6t/t-AO，獲得了與同行業(yè)先進水平相當?shù)妮^好成績。本文結(jié)合該廠生產(chǎn)實際，重點分析總結(jié)了降低低壓蒸汽消耗的經(jīng)驗，為我國氧化鋁生產(chǎn)降低蒸汽消耗和生產(chǎn)成本提供借鑒。

1　提高高壓溶出系統(tǒng)乏汽利用率，降低低壓新蒸汽的消耗

1.1提高高壓溶出稀釋槽乏汽余熱利用率

1.1.1運行現(xiàn)狀分析：文獻【1】報道通過將高壓溶出末級礦漿自蒸發(fā)器所產(chǎn)生的乏汽去第一級套管預熱器外，通過技改替代了低壓新蒸汽去預脫硅加熱槽加熱礦漿，節(jié)約新蒸汽用量8.2 t/ h，產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟效益，但在后續(xù)生產(chǎn)中，隨著溶出機組進料量的提高，稀釋槽乏汽外排量依然較大，大量熱能損失，余熱利用不充分。

1.1.2技改措施：在高壓溶出車間稀釋槽北側(cè)管網(wǎng)上架設(shè)兩套提溫夾套：一套4級3套管用于分解車間種分母液提溫夾套和一套2級4套管用于平盤AH洗水提溫夾套，夾套冷凝水回溶出熱水槽；在高壓溶出臨稀釋槽北側(cè)主體框架上架設(shè)一套2級4套管用于赤泥濾液回水提溫夾套，夾套冷凝水回溶出熱水槽。技改后種分母液（蒸發(fā)原液）溫度由63℃提高至95℃，赤泥濾液回水溫度由60℃提高至93℃，平盤AH洗水由70℃提高至95℃。通過改造，節(jié)約技改前用于加熱平盤AH洗水和赤泥濾液回水用的低壓新蒸汽15t/h，在稀釋槽乏汽冷凝水回收量暫不計入的情況產(chǎn)生經(jīng)濟效益已達982萬元/年。同時，通過此三項改造，稀釋乏汽外排量得到了有效抑制，溶出稀釋槽乏汽余熱利用率顯著提升。

1.2提高高壓溶出新蒸汽高溫冷凝水閃蒸乏汽余熱利用率

1.2.1運行現(xiàn)狀：高壓溶出新蒸汽冷凝水閃蒸乏汽通過技改用于鍋爐除鹽水進行第二級加熱和蒸發(fā)器強制效加熱汽。通過改造提高了熱能利用率，保證了生產(chǎn)安全【2】。而在后續(xù)的改造中又將新蒸汽高溫冷凝水閃蒸乏汽用于加熱平盤AH洗水和堿煮用化學清洗液提溫夾套用汽，節(jié)約了此兩處低壓新蒸汽的消耗量，卻改變了蒸發(fā)器強制效運行工況，造成蒸發(fā)器強制效蒸發(fā)效率下降，為改善工況，不得不重新使用低壓新蒸汽。同時，又由于乏汽加熱平盤AH洗水為直接提溫，換熱效果不佳，造成熱水槽外冒蒸汽量大；堿煮提溫夾套高溫冷凝水回水進種濾樓熱水槽，除冬季供暖期間做職工宿舍供暖水外，平時僅靠其自身冷卻降溫后作立盤沖洗用水用，水位高時通過溢流管外排進地下官網(wǎng)回污水處理。由此可見，此兩處熱能損失比較大，余熱利用不充分。

1.2.2技改措施：隔離高壓溶出新蒸汽高溫冷凝水閃蒸乏汽提溫平盤AH洗水乏汽管，改用稀釋槽乏汽提溫洗水（本文1.1.2已述）；堿煮提溫高溫冷凝水回水在保留現(xiàn)有流程基礎(chǔ)上，重新引管進赤泥洗滌熱水槽，做赤泥洗水用。通過技改，改善了蒸發(fā)器強制效運行工況，強制效也不再消耗低壓新蒸汽。堿煮提溫夾套高溫冷凝水余熱亦得到了充分利用。

2　優(yōu)化主要經(jīng)濟技術(shù)指標

主要經(jīng)濟技術(shù)指標的優(yōu)化也是降低低壓汽耗的有效途徑。見表1

表1　2012——2016年主要經(jīng)濟技術(shù)指標

從上表可以看出因為2012年經(jīng)濟技術(shù)指標較差，循環(huán)效率等重要指標較低，導致礦漿折合比較高，2012年產(chǎn)一噸AO需蒸水量高達6.52t，嚴重制約了我廠低壓蒸汽單耗的降低。從2013年開始隨著主要經(jīng)濟技術(shù)指標的逐步優(yōu)化，礦漿折合比和噸氧化鋁的蒸水量呈現(xiàn)出逐年下降趨勢，特別是2016年產(chǎn)一噸AO蒸水量在2012年的基礎(chǔ)上下降了1.07t，降幅達16.41%，按目前蒸發(fā)蒸水單耗0.6計算，節(jié)約低壓蒸汽量為1.07*0.6=0.642t/t-AO。

可以看出，主要經(jīng)濟技術(shù)指標的優(yōu)化可以使中間產(chǎn)品消耗量減少，為各項單耗如低壓蒸汽單耗的降低創(chuàng)造了有利條件，所以主要經(jīng)濟技術(shù)指標的優(yōu)化是降低低壓蒸汽單耗的有效途徑。

3　大力開展技術(shù)改造

運行現(xiàn)狀：利用高壓溶出末級礦漿自蒸發(fā)閃蒸乏汽和高壓溶出新蒸汽高溫冷凝水閃蒸乏汽和稀釋槽乏汽替代低壓新蒸汽加熱預脫硅加熱槽礦漿、AH洗水、化學清洗液、赤泥濾液回水、種分母液（蒸發(fā)原液）等技改項目的先后實施，該廠40萬噸線低壓汽耗在14年0.78t/t-AO的基礎(chǔ)上已降低至15年低的0.68t/t-AO，取得了可觀的經(jīng)濟效益。

但通過與同行先進水平間的對標管理，發(fā)現(xiàn)該廠10萬噸線和40萬噸線蒸發(fā)器負擔較同行業(yè)同等產(chǎn)能下的蒸水量要高出66t。其中10萬噸線的汽水比0.33較40萬噸線0.25要高出0.08，同時噸氧化鋁低壓蒸汽單耗1.2t也較40萬噸線高出0.5—0.6，是該廠低壓蒸汽綜合單耗高于同行的關(guān)鍵所在。

改造措施：①降低兩個平盤AH洗水量、提高兩條線稀釋濃度以及TCA改造調(diào)配使用降低石灰乳用量，減少系統(tǒng)進水量；②40萬噸蒸發(fā)器增加一臺850m3/h循環(huán)泵和2800m3/h冷、熱水泵各一臺，將一效循環(huán)量提高至800m3/h、水冷器上水量提至2500m3/h；③40萬噸蒸發(fā)器增加四級閃蒸器和原液閃蒸器，原液先進原液閃蒸進行濃縮后進入六效，閃蒸二次氣和四閃二氣合并后進入五效氣室。三閃出料進入四閃經(jīng)閃蒸后進行出料，蒸發(fā)器蒸水量可達220～230t/h，從而實現(xiàn)停開10萬噸蒸發(fā)器，汽水比降至0.18～0.22，最終達到降低系統(tǒng)低壓蒸汽單耗的目的。全廠低壓汽耗降低0.15t/t-AO，節(jié)電5度/t-AO，節(jié)約成本15元/t-AO，年節(jié)約成本825萬元/年。

4　加強、完善并落實蒸汽管理制度

相比10萬噸線，該廠40萬噸線自08年投產(chǎn)以來，加強了蒸汽消耗管理和計量管理制度。增設(shè)了蒸汽流量臺賬，調(diào)度室及各用汽工序建立高低壓蒸汽臺賬，每天對高低壓蒸汽的消耗實時跟蹤，發(fā)現(xiàn)問題及時解決處理。同時，對一二期高低壓管網(wǎng)進行不定期檢查，嚴格用汽要求，對各用汽點下發(fā)了用汽規(guī)定。最終實現(xiàn)了一二期溶出、蒸發(fā)專管專供，其他所有用蒸汽點全部使用兩個溶出產(chǎn)生的乏汽管網(wǎng)，兩個蒸發(fā)器的強制效都是用溶出產(chǎn)生乏汽。這些對降低低壓蒸汽起到了重要作用。

5　結(jié)語

某氧化鋁廠通過近幾年的蒸汽消耗情況表明，要從根本上降低蒸汽消耗，必須提高系統(tǒng)余熱利用；不斷優(yōu)化拜耳法循環(huán)效率、種分分解率、精液產(chǎn)出率等主要經(jīng)濟技術(shù)指標，走經(jīng)濟運行之路；堅持科技興企方針，大力開展技術(shù)改造；同時加強、完善并落實蒸汽管理制度。從以上4個基本點出發(fā)，不斷挖潛改造，一定會促進氧化鋁廠低壓蒸汽消耗進一步降低，并取得良好的經(jīng)濟效益。

［1］馮延磊.淺析氧化鋁生產(chǎn)降低能耗的幾項措施［J］.廣東化工.2013年，40卷15期，101.

曹國楚(1984-)，男，湖南新化人，本科，助理工程師，主要研究方向為氧化鋁生產(chǎn)工藝