氧化鋁母液蒸發(fā)器增加效數(shù)節(jié)能降耗改造

萬 明，郝曉明

（山東南山東海氧化鋁有限公司，山東 龍口 265713）

蒸發(fā)器主要是將氧化鋁生產(chǎn)過程中的溶液加熱到沸騰，從而使其中部分的溶劑汽化，這樣能夠起到提升溶液中溶質的濃度。在一定程度上蒸發(fā)器是氧化鋁化工單元之一，特別是在鋁生產(chǎn)行業(yè)。氧化鋁生產(chǎn)過程中的母液蒸發(fā)主要的任務就是將其濃度進行濃縮的過程去進行母液的循環(huán)，從而起到堿液的循環(huán)利用，與此同時，蒸發(fā)氧化鋁母液也是該生產(chǎn)耗能最高的工序之一。當前諸多氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)為了能夠降低成本，對氧化鋁生產(chǎn)做出較多的學術研究，我國不僅從設備的更新和技術的優(yōu)化方面去應對氧化鋁生產(chǎn)中耗能問題，并且還在蒸發(fā)器中選擇借鑒其他行業(yè)上的技術，從而來達到降低氧化鋁母液蒸發(fā)增加效數(shù)節(jié)能降耗的改造問題。

1 先進工藝流程的應用

1.1 兩段進料、兩段出料流程的實際應用

我國氧化鋁母液蒸發(fā)器降膜蒸發(fā)工藝和設備開始是由平果鋁所引進的，通過十多年來的改進，目前已經(jīng)形成了相對成熟的六效降膜的蒸發(fā)工藝。雖然都是六效降膜陣法，但是其蒸發(fā)的母液過程是大不相同的，氧化鋁母液的蒸發(fā)系統(tǒng)耗能也不同。以往的蒸發(fā)工藝母液大多數(shù)出料的過程都是為一段出料流程。其中一段出料的流程是為IV和VI原液各自占有百分之五十，從進VI效的原液中通過V效的出料在進入到IV效當中，這樣能夠起到形成IV、III、II、I的效之后，在通過三級自蒸發(fā)進行出料，出料就能夠成為氧化鋁蒸發(fā)母液。在某種程度上兩段出料的流程也是原料的各自一半進料的VI、IV，在進料的VI原液通過I效出料時，原液也會通過四級到一級的效之后，在通過四級自蒸發(fā)器中除了，這樣也是能夠直接成為母液的?？偠灾?，上述的兩種蒸發(fā)母液流程除去溶液的流程工序不一樣，其他方面都是相同的，比如時間，和進出料口。雖然在某種程度上是轉變了從V效出來母液流程，但是對于蒸發(fā)的能耗影響是較小的（如表1所示）。

表1 一段出料與兩段出料流程計算的結果

計算結果沒有考慮到原液閃蒸，原液濃度在NK=184g/L。

1.2 原液閃蒸流程的實際應用

上面所描述的兩段出料工藝流程當中，若是加入原液的閃蒸流程，是能夠在進VI效之前的原液進行提前一次的閃蒸，蒸汽加熱效，也是能夠降低系統(tǒng)的能耗的。在某種程度上當原液的整體溫度達到了八十五度，是沒有原液閃蒸流程計算結果的（詳情見表二所示）。根據(jù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結果顯示，有原液的閃蒸流程是能夠起到降低汽耗，并且還能夠起到讓原液的溫度不斷提升，汽耗的降低也會越來越凸顯。

表2 有無原液閃蒸流程計算的結果顯示

1.3 新蒸汽冷凝水最優(yōu)流程的采用

當前我國氧化鋁蒸發(fā)工序流程期間，新的蒸汽冷凝水運用主要是有下面三種方式；第一種是氧化鋁蒸發(fā)原液換熱或者是低溫的二次汽冷凝水的換熱，在溫度降低時也是能夠直接返回到熱電廠中的；第二種是逐級的原液閃蒸，閃蒸的二次蒸汽能夠加熱蒸發(fā)的效果，最終也會在溫度達到七十度時冷凝水全部返回到熱電廠當中；第三種是直接返回到熱電廠中，這種方式主要是從能量的守恒角度去分析的，若是冷凝水的檢測達到標準，是可以直接進入到電廠高壓除氧器中的，在某種程度上這樣能夠起到降低熱電廠的自用蒸汽的使用。我們還可以從氧化鋁母液蒸發(fā)系統(tǒng)去分析，若是能夠更多的去使用新的蒸汽，那么在相同的蒸汽水量下蒸發(fā)器的換熱面積也會得到降低。當前國內有很多氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)都是實踐將蒸發(fā)中方式充分運用在低溫的新蒸汽冷凝水中，并且從前者的角度來看，相較于在蒸發(fā)過程中先降低溫度，然后在進行返回熱電廠，新的蒸發(fā)器冷凝水能夠直接返回熱電廠除氧器，其能耗的損失會不斷的降低。此外新的蒸汽冷凝水是能夠直接的作用在減壓器中的溫水，并且還可以減少能耗。

2 節(jié)能降耗新技術的采用

2.1 七效蒸發(fā)技術

當前國內現(xiàn)已經(jīng)有了七效蒸發(fā)器在運用，還有很多氧化鋁企業(yè)將六效蒸發(fā)器通過先進技術的優(yōu)化，將其變?yōu)槠咝д舭l(fā)。新建的氧化鋁企業(yè)對于使用七效蒸發(fā)或者是六效蒸發(fā)一直存在較多的爭議，其主要是溫度差對于實際蒸水的影響以及資金的投入上。在理論分析中，溫差若是使用三水鋁石生產(chǎn)氧化鋁廠家，因為自身的堿液濃度是比較高的，溶液的沸騰點也會不斷提升，若是使用七效蒸發(fā)，是可行的。

但是對于我國所使用水硬氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)來說，因為堿液的濃度較高，在實際蒸發(fā)水能力中是需要去充分的考慮到相關問題的。除此之外，我們還可以從資金投入的角度去分析，在相同的蒸水量七效蒸發(fā)器中，七效是要比六效的面積大接近一般左右，對于多出來的部分資金的投入也是較大的。我國有很多氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)，他們對于三百噸每小時的蒸發(fā)器組，當電費高達零點四元每千瓦時，蒸汽的價格也會得到提升，所以在實際設計過程中還是需要使用七效蒸發(fā)技術。

2.2 新型阻垢劑的應用

當前我國有很多高校都研發(fā)出很多的新型阻垢劑，并且還有很多已經(jīng)在氧化鋁生產(chǎn)廠商中得到了應用。在今后的設計期間，適當?shù)募尤胱韫竸┦悄軌蚱鸬郊骖櫼后w與固體的阻垢增加的，在一定程度上通過加入適量的阻垢劑，是能夠起到延長氧化鋁母液生產(chǎn)蒸發(fā)器組的實際運行周期的，優(yōu)化蒸發(fā)器換熱，通過這樣的方式能夠達到節(jié)能降耗的作用。

2.3 高效母液浮游物回收技術

當前母液浮游物的回收一般都是通過錐底的袋濾機和沉降槽以及葉濾機等多種設備所進行的回收。在通過相關技術的研究開發(fā)，充分運用沉降的原理去分析，我國深圳有一家大型的設計科研院已經(jīng)研發(fā)出了一整套的專業(yè)轉對回收氧化鋁母液浮游物的設備，在一定程度上充分運用該設備，能夠讓大多數(shù)的浮游物得到回收，從而起到降低蒸發(fā)能耗的作用。

2.4 原液自壓進蒸發(fā)系統(tǒng)技術

在一定程度上因為氧化鋁母液蒸發(fā)中的原液進料是閃蒸汽浴IV效蒸發(fā)器，設備都是有著負壓的實際操作，所以可以有效的使用自壓的實際操作，在設計過程中原液槽的高度是可以根據(jù)閃蒸氣的進料高度與閃蒸汽罐內的壓力與管路損失進行相應的研究并且進行確定，與此同時還可以設置報警與自動控制原液槽的位置，去保障蒸發(fā)系統(tǒng)的正常運行，使用該技術，能夠有效的降低原液泵的運行功率，實現(xiàn)蒸發(fā)能耗的減小。

2.5 新型循環(huán)水回水技術

目前我國蒸發(fā)使用的循環(huán)水回水基本上都是運用的自流回蒸發(fā)熱水池，再通過泵將其送到冷卻塔。在循環(huán)水自流的回水方式也是需要徑口較大的管道埋藏在地下該方式投資較大，并且也不節(jié)能。所以新型的循環(huán)水回水技術，所使用的冷卻塔給水泵所布置在蒸發(fā)區(qū)與循環(huán)水是能夠直接進入到泵里的，因此充分運用該技術，是能夠起到降低投資，實現(xiàn)電能消耗的減少。

3 結語

總而言之，通過氧化鋁母液蒸發(fā)器系統(tǒng)的先進技術和高效設備與保障蒸發(fā)系統(tǒng)高效運行的措施，是能夠起到節(jié)能降耗的作用。在一定程度上采用新型阻垢劑技術、原液自壓進蒸發(fā)系統(tǒng)技術、新型循環(huán)水回水技術、七效蒸發(fā)技術等先進節(jié)能降耗技術，是能夠起到氧化鋁母液蒸發(fā)過程中的降耗作用的，從而也提升了氧化鋁企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。