氧化鋁生產(chǎn)能耗分析及節(jié)能研究

張卿軒

（中國鋁業(yè)廣西分公司氧化鋁廠蒸發(fā)車間，廣西 百色 531400）

當(dāng)今社會，隨著人們環(huán)保節(jié)能意識的不斷增強(qiáng)，任何行業(yè)都只有秉持著“綠色環(huán)保，節(jié)能減排”的基本原則，才能最大程度上增加能源資源的利用效率，擴(kuò)大企業(yè)的市場占有份額。

就我國氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)而言，雖然其為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)，但氧化鋁的工業(yè)生產(chǎn)依然存在著極大的問題，不僅在一定程度上造成了能源資源的極大浪費(fèi)，而且生產(chǎn)過程中污水、廢氣等的排放也給周圍環(huán)境帶來了巨大的破壞。在此基礎(chǔ)上，本文對氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)過程中能源消耗分布進(jìn)行了一定的研究和分析，并進(jìn)一步探討了氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能降耗的有關(guān)措施方案，旨在為我國氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)的發(fā)展帶來一定的思考和啟迪[1,2]。

1 氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)過程中的能源消耗分布

通常情況下，氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)過程中能源消耗分布可大致分為兩個方面：①進(jìn)入氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的能源消耗分布。在氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)過程中，能源消耗主要集中在蒸汽耗能、電力耗能等方面。蒸汽可分為高壓蒸汽和低壓蒸汽兩部分，其所消耗的能量占據(jù)能源消耗總量的60%。水則分為新水和循環(huán)水，而氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的燃料消耗主要有石灰石、氫氧化鋁等焙燒所需能源[3]?？傊?，進(jìn)入氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的能源消耗分布圖大致如表1所示。②氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)過程中蒸汽的能源消耗分布[4]。

眾所周知，氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)工序主要有預(yù)脫硅、溶出、蒸發(fā)等階段，而在眾多工藝過程中，溶出和蒸發(fā)兩個生產(chǎn)過程所消耗的蒸汽能量高達(dá)系統(tǒng)消耗蒸汽總量的67%，且占據(jù)了整個氧化鋁生產(chǎn)過程能源消耗總量的40%?？傊?，氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)各工序蒸汽能量消耗分布圖如表2所示。因此，有關(guān)工作人員若需降低氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)整個系統(tǒng)的能源消耗，可從上述兩個方面考慮，采取適合本企業(yè)工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況的節(jié)能降耗措施。

表1 進(jìn)入氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的能源消耗分布圖

表2 氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)各工序蒸汽能量消耗分布圖

2 節(jié)能降耗措施探討

2.1 提高系統(tǒng)循環(huán)利用效率

通常情況下，我國鋁土礦資源需在高溫高濃度的堿性條件下溶出，因此，氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)過程中堿濃度的大小和溫度的高低是影響其溶出作用的重要因素。故在氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備等條件不發(fā)生變化的前提下，通過控制氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)過程中堿濃度以提高系統(tǒng)的循環(huán)利用效率，從而降低氧化鋁生產(chǎn)的能源消耗。眾所周知，在溶出礦液苛性比固定的情況下，溶出礦液中苛性鈉的含量越高，其分解率差值也就越低；而在溶出漿液中苛性鈉含量固定的前提下，隨著溶出液苛性比的不斷增加，循環(huán)效率差值卻在逐漸升高。

因此，若氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)采用后加礦增濃溶出技術(shù)，能在一定程度上提高其分解率，從而增加循環(huán)效率，降低氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)的能源損耗。

2.2 提高冷凝水利用效率

通常情況下，氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)過程中溶出、蒸發(fā)兩階段所產(chǎn)生的冷凝水主要有新蒸汽冷凝水和二次蒸汽冷凝水兩大類，而新蒸汽冷凝水所攜帶的能量占氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)蒸汽總能量的10%～25%左右，主要用于氧化鋁工藝系統(tǒng)的內(nèi)部消化和返回電廠作為鍋爐水的二次循環(huán)利用。在氧化鋁工藝系統(tǒng)的內(nèi)部消化時，氧化鋁溶出階段新蒸汽冷凝水的能量回收約為0.75，氧化鋁蒸發(fā)階段新蒸汽冷凝水的能量回收則約為0.16；而在返回電廠作為鍋爐水的二次循環(huán)利用時，溶出階段鍋爐補(bǔ)水的能量回收約為0.84，蒸發(fā)階段鍋爐補(bǔ)水的能量回收則約為0.21。因此，氧化鋁工藝系統(tǒng)中冷凝水的利用還存在極大的潛力，工作人員應(yīng)增強(qiáng)對其的合理利用以有效降低系統(tǒng)對能源的消耗。

2.3 蒸發(fā)階段循環(huán)回水的合理利用

眾所周知，氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中，為增加末效二次汽的循環(huán)利用效率，系統(tǒng)在蒸發(fā)工藝階段設(shè)置了單獨(dú)的循環(huán)水利用系統(tǒng)，通過水冷器等將低溫循環(huán)水和末效二次汽回收降溫，從而完成整個蒸發(fā)水循環(huán)利用的過程。而在此過程中，系統(tǒng)中循環(huán)回水所攜帶的熱能并不能得到有效利用，且還增加了消耗的額外熱能。因此，為有效降低氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的能源消耗，工作人員可改變循環(huán)回水的利用方式，將其作為氫氧化鋁洗水、種子洗水等工藝洗滌用水，以此有效利用循環(huán)回水中所攜帶的能量并降低額外電能消耗。

2.4 降低溶出漿液蒸汽加熱耗能量

通常情況下，氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)過程中溶出漿的加熱可大致分為二次汽預(yù)熱和新蒸汽加熱兩大類。而在目前生產(chǎn)過程中，二次汽預(yù)熱常采用礦漿自身蒸發(fā)所產(chǎn)生的熱氣，因此，二次汽預(yù)熱設(shè)備的出口處礦漿溫度越高，加熱新蒸汽所需的能耗量越低。因此，工作人員可根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)情況和設(shè)備的配套情況選擇合適的套管，盡可能地延長套管換熱器的使用時間，增加二次汽預(yù)熱設(shè)備的出口溫度，從而降低新蒸汽加熱系統(tǒng)所需要的耗能量。

3 結(jié)語

總之，在可持續(xù)性經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念的指導(dǎo)下，節(jié)能環(huán)保不僅成為各行各業(yè)發(fā)展的重要原則，還是企業(yè)增強(qiáng)社會影響力的重要方式。

因此，我國氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)對節(jié)能降耗的重視程度，根據(jù)企業(yè)自身的實(shí)際情況制定出環(huán)保節(jié)能方案，并在企業(yè)內(nèi)部形成節(jié)能降耗的良好氛圍，盡可能地引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)以降低氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)過程中的耗能量，為我國氧化鋁工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。