氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)的能耗分析及節(jié)能探索

劉源

（國家電投集團山西鋁業(yè)有限公司，山西 原平 034100）

近年來隨著我國環(huán)保形勢越來越嚴峻，氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)已經(jīng)成為高能耗和環(huán)保壓力最大的行業(yè)。同時，隨著原材料價格的增長以及人工成本的增加，也導(dǎo)致了氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)的經(jīng)濟效益大大下降。另外，在能源的使用上，不可再生能源使用率的增加也影響了氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)的利潤。因此，氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)在雙重壓力的影響下，降低氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)能耗，對其節(jié)能措施進行探索，將是我國氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)未來的整改方向。

一、氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)采取節(jié)能措施的必要性

科學技術(shù)的蓬勃發(fā)展加大了對氧化鋁的需求量，從而擴大了氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)的規(guī)模。雖然，氧化鋁生產(chǎn)工藝在技術(shù)上的發(fā)展也不斷進步，為我國社會經(jīng)濟的發(fā)展做出了有力貢獻，然而在能耗方面，仍然屬于高能耗產(chǎn)業(yè)。

（一）開采的不合理性

在鋁資源的開采中，除了正規(guī)生產(chǎn)企業(yè)以外，私人采礦現(xiàn)象屢見不鮮，導(dǎo)致采礦秩序混亂。私人在開采過程中，設(shè)備技術(shù)都相對落后，導(dǎo)致在開采和運送過程中對鋁資源的浪費。除了在開采過程中的不合理，在氧化鋁的生產(chǎn)過程中同樣不合理，造成能耗過高。因此，有必要對氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)進行節(jié)能。

（二）對先進設(shè)備的引入較少

隨著科技水平的提高，我國自動化水平也在逐步提高當中，在氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)中，使用自動化設(shè)備能夠提高生產(chǎn)效率，降低能耗。尤其是在礦石擊碎環(huán)節(jié)，耗能量最大，需要引進先進設(shè)備。然而，在氧化鋁生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)中，還是以人工為主，設(shè)備為輔，不僅在生產(chǎn)效率上較為低下，在能耗上仍然居高不下。

二、氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)的能耗分布分析

對于氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)過程中的能耗分布，我們可以從兩個方面來分析，第一個方面從進入氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的能源消耗分布來看，如表2.1.（1）所示。從表中可以看出，在氧化鋁生產(chǎn)過程當中，蒸汽耗能較大，占總比重的60.23%，其次為發(fā)生爐煤氣，即燃料的消耗，占比重的26.79%，而在電能和水能的消耗中，所占比重也不小。

從第一個方面可以看出蒸汽耗能較大，所以第二個方面我們從氧化鋁各生產(chǎn)工藝中蒸汽的能耗分布來分析，如圖2.1.（2）所示。從表中可以看出，在眾多工藝當中，溶出和蒸發(fā)階段耗能量消耗最大，約占氧化鋁生產(chǎn)過程中蒸汽總量的67%。因此，氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)想要進行節(jié)能減排研究，就需要從以上兩個方面來綜合考慮，結(jié)合自身企業(yè)的具體情況，研究出最適合本企業(yè)的節(jié)能降耗措施。

進入氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的能源消耗分布圖

表2.1.（1）

氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)各工序蒸汽能量消耗分布圖

工序名稱數(shù)值（GJ/t）比例（%）預(yù)脫硅0.404 16.14溶出1.081 43.21蒸發(fā)0.594 23.74氫氧化鋁過濾0.041 1.66

表2.1.（2）

三、氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)節(jié)能措施探討

（一）引進先進生產(chǎn)設(shè)備

想要降低氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)的能耗，最先需要的就是引進先進的生產(chǎn)設(shè)備，降低消耗率。目前，在氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)中已經(jīng)引入自動化設(shè)備，像懸浮焙燒、降膜蒸發(fā)等設(shè)備與技術(shù)的應(yīng)用，提高了生產(chǎn)效率，并最大限度的降低了能耗。同時，在生產(chǎn)工藝上，最常用的降低能耗的工藝有拜耳法、余熱利用技術(shù)等，在降低能耗的同時還提升了能源的利用率。

（二）采用科學的生產(chǎn)工藝

科學的生產(chǎn)工藝對降低能耗有著重要的作用?，F(xiàn)階段常用的工藝是拜耳-燒結(jié)法。拜耳法與燒結(jié)法的結(jié)合，增加了可回收利用的氧化鋁數(shù)量，并降低了對堿的耗用率，從而降低了對能耗的使用。

（三）提高氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)的循環(huán)利用率

由氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)能耗分布圖可以看出，在氧化鋁生產(chǎn)工藝中，溶出工藝耗能最高，其溶出率決定著鋁土質(zhì)量的高低。溶出是在高溫高濃度的堿性條件下將鋁土礦資源中的氧化鋁溶出，因此，在氧化鋁溶出工藝當中，可以通過控制減濃度的高低來提高生產(chǎn)系統(tǒng)的循環(huán)利用率，以此來降低氧化鋁溶出工藝中的能量消耗。另外，在溶出工藝中，溶出液苛性比值過高，將會導(dǎo)致分解率降低，系統(tǒng)循環(huán)效率也會下降，從而引起設(shè)備產(chǎn)能降低，增加了能源消耗量。反之，如果溶出液苛性比值降低，將會提高系統(tǒng)循環(huán)利用率，降低能耗。因此，在氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)節(jié)能措施中，可以通過調(diào)節(jié)溶出液苛性比值來提高系統(tǒng)的循環(huán)利用率，從而減少能量的消耗率。

（四）蒸發(fā)工藝階段對熱能的循環(huán)再利用

氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)系統(tǒng)當中，每個環(huán)節(jié)的用水都是通過生產(chǎn)上水的方式來完成的，其排出的水經(jīng)過循環(huán)水池后進入供水系統(tǒng)，通過降溫將循環(huán)水和末效二次氣進行回收，從而做到蒸汽水的循環(huán)再利用。然而在整個蒸汽水的循環(huán)再利用過程當中，循環(huán)水所攜帶的熱能沒有更好的被利用起來，造成了能量的浪費，并且還增加了能源的消耗量。為了降低系統(tǒng)能耗，使熱能發(fā)揮它應(yīng)有的效用，在氧化鋁生產(chǎn)過程中，可以改變循環(huán)水的利用方式，例如可以將循環(huán)水作為氫氧化鋁洗水等洗滌用水來使用，從而使循環(huán)水所攜帶的熱能得到有效的利用，并減少了能量的消耗量。

四、總結(jié)

綜上所述，氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)屬于高耗能產(chǎn)業(yè)，為了適應(yīng)我國綠色生態(tài)發(fā)展目標，氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)要對其能源分布情況進行分析，結(jié)合生產(chǎn)中實際情況，提高在溶出工藝中系統(tǒng)能量的循環(huán)利用率，以及在蒸汽循環(huán)利用中熱能的使用，利用污水處理技術(shù)，減少水資源的使用率，并對發(fā)生爐煤氣采取節(jié)能措施，從而降低氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)對能源的消耗率。