試析氧化鋁蒸發(fā)工序的用能分析及節(jié)能途徑

王震

摘 要：時代的快速發(fā)展也存在著一定的弊端，由于過度的開采自然資源，進而造成生態(tài)環(huán)境破壞問題日益嚴重，在這種情況下，我國越來越注重對于生態(tài)環(huán)境的保護，并且對生產(chǎn)企業(yè)的能耗情況進行了嚴格的規(guī)定。我國作為有色金屬生產(chǎn)制造大國，每年的有色金屬生產(chǎn)總量非常多，尤其是氧化鋁的產(chǎn)量更是位居世界前列，極大的推進了我國經(jīng)濟的發(fā)展進步。但是氧化鋁的生產(chǎn)需要消耗巨大的能源，而且對于環(huán)境的破壞也比較嚴重。在這種情況下，就要將節(jié)能減排技術(shù)運用到氧化鋁生產(chǎn)過程中，降低氧化鋁生產(chǎn)過程中的能源消耗。

關(guān)鍵詞：氧化鋁;蒸發(fā)工序;用能分析;節(jié)能途徑

近年來，我國氧化鋁生產(chǎn)總量不斷的提升，對于我國經(jīng)濟和社會的發(fā)展進步起了重要的推動作用，但是目前我國氧化鋁生產(chǎn)中產(chǎn)量較低，相應(yīng)的能耗比也較小，不僅大大的降低了氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟收益，大量的能耗還會對生態(tài)環(huán)境造成一定的破壞，在這種情況下，就要將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到氧化鋁蒸發(fā)工序中。本文對氧化鋁蒸發(fā)工序中節(jié)能控制要點進行了分析，并且提出了相應(yīng)的節(jié)能途徑，希望可以為我國氧化鋁生產(chǎn)行業(yè)提供一定的參考。

1氧化鋁生產(chǎn)蒸發(fā)工序原理

氧化鋁在蒸發(fā)工序就是利用高溫的作用，使液態(tài)氧化鋁化合物沸騰并且部分汽化，進而提取出濃度較高的氧化鋁化合物，也就是說，在蒸發(fā)的過程中，液態(tài)氧化物中的部分溶劑被汽化揮發(fā)，最后留下不會汽化揮發(fā)的溶質(zhì)。在氧化鋁蒸發(fā)工序中需要使用預(yù)熱器、冷凝器、蒸發(fā)器以及泵等多種設(shè)備和器具，而且氧化鋁蒸發(fā)工序較為復(fù)雜，蒸發(fā)器的形式和運行效能都會影響氧化鋁蒸發(fā)的最終效果。目前氧化鋁蒸發(fā)器的分類方法較多，按照蒸發(fā)壓力的差異可以分為減壓和常壓兩種方法，按照循環(huán)方式的不同可以分為強制和自然兩種形式，按照其他的分類方法還可以分為多級和單級、降模和升模等。所以說，可以從蒸發(fā)器入手降低氧化鋁蒸發(fā)工序中的能耗率。

2氧化鋁蒸發(fā)工序節(jié)能控制措施

在氧化鋁蒸發(fā)工序中，最重要的就是蒸發(fā)的這一過程，在氧化鋁生產(chǎn)過程中發(fā)揮著重要的作用，具體如下，首先，在氧化鋁生產(chǎn)過程中，通過蒸發(fā)能夠有效的濃縮母液，進而提升化合物中堿的濃度，進而制備出質(zhì)量合格的循環(huán)母液。其次，在氧化鋁生產(chǎn)過程中，通過蒸發(fā)能夠有效的排除出母液中的各種雜質(zhì)，確保最終生產(chǎn)出氧化鋁的質(zhì)量能夠達到標準。最后，在氧化鋁生產(chǎn)過程中，如果氧化鋁化合物中的水分過高，就無法提取出質(zhì)量合格的氧化鋁，通過蒸發(fā)能夠?qū)⑵渲卸嘤嗟乃謸]發(fā)掉，將化合物中溶液和溶劑的量始終維持在一個較為平衡的狀態(tài)中，確保氧化鋁生產(chǎn)過程能夠穩(wěn)定的進行。

2.1選擇合適的蒸發(fā)器

在氧化鋁生產(chǎn)過程中，選擇適合的蒸發(fā)器至關(guān)重要，不僅決定著氧化鋁蒸發(fā)過程的穩(wěn)定性和安全性，還決定著最終生產(chǎn)出的氧化鋁質(zhì)量。一般來說，從液模形成這一方面來看的話，降膜蒸發(fā)器具有較為良好的性能，從溶液的循環(huán)方式來看，自然循環(huán)蒸發(fā)器也具有較大的優(yōu)勢，如果使用外加熱自循環(huán)蒸發(fā)器，在氧化鋁蒸發(fā)工序開始一段時間之后，就會在其加熱內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)中形成一定的結(jié)疤，進而大大的降低循環(huán)系統(tǒng)運行的傳熱系數(shù)，氧化鋁生產(chǎn)工序中的能耗就會相應(yīng)的提升。一般來說，外加熱循環(huán)蒸發(fā)器運行時的能耗大約為每噸水消耗0.45到0.5噸汽左右，降膜蒸發(fā)器在40d左右時就會產(chǎn)生一定程度的結(jié)疤，但是降膜蒸發(fā)器在運行過程中具有較強的穩(wěn)定性，而且相應(yīng)的工藝參數(shù)都明顯高于其他類型的蒸發(fā)器，運行指標的合格率高達百分之九十五。降膜蒸發(fā)器的能源消耗約為每噸水消耗0.3到0.33噸汽之間，相應(yīng)的能量消耗明顯低于其他類型的蒸發(fā)器，所以說，在目前大部分氧化鋁蒸發(fā)工序中普遍運用這一種降膜蒸發(fā)器，降膜蒸發(fā)器主要有管式和板式兩種形式，可以根據(jù)氧化鋁蒸發(fā)工序的實際需求進行相應(yīng)的選擇。首先是管式降膜蒸發(fā)器，這種蒸發(fā)器內(nèi)部由加熱室、分離室以及布膜器等構(gòu)成，其加熱元件為一組列管，在進行生產(chǎn)時，料液會由布膜器進入到加熱管內(nèi)，這時候，料液就會在外部力量的作用下，從上部到下部均勻的分布，在料液分布的過程中，在加熱管內(nèi)就會有部分被汽化，液體汽化產(chǎn)生的蒸汽就會和料液共同進入到分離式內(nèi)，進而提取出濃度較高的氧化鋁。其次，板式降膜蒸發(fā)器，這種蒸發(fā)器內(nèi)部由加熱室、分離室以及布膜器等構(gòu)成，不同于上一種，這種蒸發(fā)器的加熱元件是一組雙面焊接的不銹鋼板，在進行生產(chǎn)時，料液會由布膜器進入到加熱管內(nèi)，這時候，料液就會在外部力量的作用下，從上部到下部均勻的分布，在料液分布的過程中，在加熱管內(nèi)就會有部分被汽化，液體汽化產(chǎn)生的蒸汽就會和料液共同進入到分離式內(nèi)，進而提取出濃度較高的氧化鋁。在氧化鋁蒸發(fā)工序中，能量消耗量主要受到結(jié)疤效果的影響，結(jié)疤越厚越大，能量消耗量也就會越高，所以，可以選擇管式降膜蒸發(fā)器，這種蒸發(fā)器占用空間較大，但是其生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)量也較大，而且能量消耗的比例也明顯低于其他類型的蒸發(fā)器。

2.2適當提升蒸發(fā)原液的溫度

在氧化鋁蒸發(fā)工序的過程中，分母液是需要運用到的蒸發(fā)原液，一般情況下都是在40攝氏度左右，當料液經(jīng)過板式換熱器時，最高溫度能夠達到83攝氏度，經(jīng)過生產(chǎn)實踐證明，蒸發(fā)原液的溫度越高，溫度梯度分布的越小，在蒸發(fā)工序中換熱的效果就會越好，這是因為，蒸發(fā)原液的溫度越高，換熱的過程就會越簡單，相應(yīng)的能量消耗也就會越低，實現(xiàn)蒸發(fā)工序過程中的節(jié)能減排。

2.3合理利用蒸發(fā)循環(huán)中的余熱

蒸發(fā)工序的運行效果是由上水的溫度決定的，一般來說，蒸發(fā)循環(huán)中的上水溫度越低，蒸發(fā)末端的溫度也就就會相應(yīng)的降低，當蒸發(fā)水的溫度在經(jīng)過冷卻之后，水的溫度就會相應(yīng)的提升，水循環(huán)的運行效率也會越來越高，一般氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)中使用的填料冷卻器是強制性的，也就是在生產(chǎn)過程中，蒸發(fā)下水會由水泵運送到換熱器上方，化合物填料也會進入到下方，塔頂?shù)膹娭骑L機就會楷書運行，不斷的向上抽風，這時候就會形成一個熱量交換，從而實現(xiàn)水的冷卻。如果利用熱泵技術(shù)將水的余熱進行回收，并且用于后期的換熱循環(huán)中，就能夠大幅度的降低生產(chǎn)過程中的能源消耗。

結(jié)束語：目前我國氧化鋁生產(chǎn)中產(chǎn)量較低，相應(yīng)的能耗比也較小，不僅大大的降低了氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟收益，大量的能耗還會對生態(tài)環(huán)境造成一定的破壞，在這種情況下，就要將節(jié)能技術(shù)應(yīng)用到氧化鋁蒸發(fā)工序中，確保氧化鋁生產(chǎn)行業(yè)可持續(xù)的發(fā)展。

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