簡要分析氧化鋁生產(chǎn)過程中降低水耗的措施

郝鵬飛

摘? 要：文章對某氧化鋁廠水量消耗進(jìn)行了簡要分析，針對控制水耗采取了改進(jìn)現(xiàn)狀的幾種措施，通過對氧化鋁生產(chǎn)中循環(huán)水流程改造、生料漿水份控制、原液蒸汽加熱等項目技改，以及生產(chǎn)過程中循環(huán)水水利用，既降低了新水消耗，又節(jié)約了生產(chǎn)成本，為企業(yè)降本增效提供切實有效的技術(shù)保障，提升了企業(yè)市場競爭力。

關(guān)鍵詞：氧化鋁;新水消耗;技改;循環(huán)水;節(jié)約

中圖分類號：TQ133.1? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）21-0112-02

Abstract： In this paper， a brief analysis of the water consumption of an alumina plant is carried out. In the current situation， several measures are taken to control the water consumption. Through the transformation of the water circulating process in the production of alumina， the control of slurry water， the change of steam heating technique and the utilizing of circulating water， we can reduce the consumption of fresh water and save cost of production. Eventually， we can provide effective technical support for reducing cost and increasing efficiency and enhance the market competitiveness of enterprise.

Keywords： alumina; new water consumption; technical transformation; circulating water; save

前言

某氧化鋁年產(chǎn)280萬噸生產(chǎn)線采用串聯(lián)法、拜耳法生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)水、生活水進(jìn)系統(tǒng)，在零排放的前提下，用了多少水，就往系統(tǒng)加了多少水，而全廠水損失主要有這么幾個點，冷卻塔，焙燒爐煙囪排氣，燒結(jié)水分損失，槽子冒的蒸汽，赤泥帶走的水以及其他損失。為控制新水消耗，重點從生產(chǎn)過程中著手，以現(xiàn)有資源挖掘本身潛力，本文從控制燒結(jié)水份損失，循環(huán)水流程改造，以及提高閥汽利用效率等方面入手，闡述了降低水耗的幾個措施。

1 氧化鋁水消耗分布

1.1 循環(huán)水冷卻塔水份蒸發(fā)量

某氧化鋁廠循環(huán)水主要供給熱電區(qū)域、拜耳法區(qū)域、串聯(lián)法區(qū)域有閉式循環(huán)水冷卻塔，循環(huán)水塔蒸發(fā)量約為：Q1=16725m3/d。

1.2 焙燒煙囪排水蒸氣損失

通過折算氧化鋁商品產(chǎn)量，焙燒爐每小時下料量約為488噸，AH附水取4.0%，焙燒損失水=AH附水+AH轉(zhuǎn)AO的結(jié)晶水，根據(jù)質(zhì)量守恒AL2O3+3H2O=2AL（OH）3，內(nèi)部失水=488*（1-4%）*54/156，附488*4.0%。所以，焙燒煙囪排水蒸氣損失：Q2=4360m3/d。

1.3 燒結(jié)大窯蒸發(fā)水份

大窯蒸發(fā)水份=窯下料量*含水率，目前合格料漿日均含水率為41.66%，熟料平均產(chǎn)量為2738t，通過計算可得，燒結(jié)大窯蒸發(fā)水份：Q3=（2738/0.7/1.14）*41.66%=1429m3/d。其中0.7與1.14為生料下料與熟料產(chǎn)能折比系數(shù)。

1.4 赤泥帶走水損失

根據(jù)年產(chǎn)量折氧化鋁日產(chǎn)為7800噸，干赤泥為7800*1.3=10140（1.3=赤泥率*礦耗），目前濾餅含水率為32%。赤泥帶走水損失：Q4=7800*1.3*0.32/0.68=4772m3/d。

1.5 其他損失

溶出6個系列稀釋槽閃蒸汽，可以通過計算得到，一天累計約為2400噸，其余槽罐冒汽、綠化灌溉等損失約為1500噸。匯總：全廠用水損失=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=31186m3/d，以實產(chǎn)氧化鋁7800t/d計算，可知某氧化鋁廠水耗為4.00t.AO。

2 生產(chǎn)過程中控制水損失

2.1 針對生產(chǎn)水改造

通過對生產(chǎn)系統(tǒng)中水管網(wǎng)調(diào)查，我們可以發(fā)現(xiàn)大型設(shè)備及各種泵機(jī)封冷卻用水均為新水，經(jīng)過使用后外排，既增加了新水消耗，也導(dǎo)致廢水外排量增大。

針對這種情況，氧化鋁廠制定了一系列改造治理措施，如下：（1）大型設(shè)備如原料磨、空壓機(jī)使用新水冷卻后，二次水進(jìn)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)利用。（2）包括稀釋泵、熱水泵等泵的密封水改為循環(huán)水循環(huán)利用。（3）對冷卻水要求不高的設(shè)備，例如燒結(jié)法溶出磨使用循環(huán)水進(jìn)行冷卻。（4）梳理氧化鋁水管網(wǎng)流量計，進(jìn)行加裝、更換或修復(fù)，完善計量體系，實時監(jiān)控水耗。（5）注重對各級人員精益生產(chǎn)的理解，不斷提高員工節(jié)約用水意識。

2.2 針對提高工藝回水利用率方面改造

氧化鋁供新水主要為氧化鋁系統(tǒng)及熱電供熱系統(tǒng)，其中，熱電供熱主要以新水消耗為主，當(dāng)氧化鋁工藝回水回收量提高時，熱電消耗新水量將減少。氧化鋁廠工藝回水理論實際回收量如表1。

我們根據(jù)表1可得出：一期工藝回水回收量與理論計算數(shù)值基本相同，二期回收量與與理論計算相差較大，二期由于低壓管網(wǎng)用汽用戶少，溶出一次水閃蒸槽壓力較高（Ⅰ、Ⅱ系列0.55Mpa;Ⅲ、Ⅳ系列0.5Mpa），推算車間為保證溶出一次水閃蒸槽安全門不動作，會安排通過一次水至沉降熱水流程進(jìn)行泄壓，這就會導(dǎo)致溶出回水量會減少。為保證工藝回水穩(wěn)定回收，我們有如下技改：

2.2.1 蒸發(fā)原液加熱改造。目前，二期低壓蒸汽管網(wǎng)用戶端用汽量小，造成低壓蒸汽管網(wǎng)壓力高，需要通過浪費(fèi)工藝回水的方式進(jìn)行泄壓。我們制作4根套管，套管用汽使用低壓管網(wǎng)蒸汽，從蒸發(fā)四系列西側(cè)的低壓管網(wǎng)帶壓孔，接入套管中對內(nèi)管的母液進(jìn)行加熱，即可提高蒸發(fā)原液溫度，也可充分利用溶出乏汽，減少工藝回水管壓力。同時，套管的疏水臨時使用閥門將冷凝水就近排到蒸發(fā)循環(huán)水井內(nèi)，并在套管疏水處增加冷凝水水罐及冷凝水泵，冷凝水合格后進(jìn)工藝回水或好水槽，避免水浪費(fèi)。

可預(yù)期：（1）母液溫度可以降低蒸發(fā)的用氣量，同時提高蒸發(fā)器產(chǎn)能。（2）有效利用蒸汽，防止蒸汽在熱水站排空造成的浪費(fèi)。（3）利用溶出的二次乏汽作為加熱源，可有效降低低壓管網(wǎng)的蒸汽壓力，杜絕溶出新蒸汽冷凝水閃蒸罐因為壓力高而去熱水站泄壓減少工藝回水，如果4套原液加熱全開，每小時可以多回80方以上的工藝回水，相應(yīng)每天減少1920m3新水消耗。

2.2.2 提高工藝回水回收量的同時，要保證工藝回水穩(wěn)定，進(jìn)行如下措施。（1）梳理氧化鋁端及電廠端工藝回水電導(dǎo)儀，定期進(jìn)行校驗及修復(fù)，時刻監(jiān)測回水指標(biāo)。（2）增加溶出一次水進(jìn)工藝回水槽短接，當(dāng)蒸發(fā)檢修時溶出一次水直接走短接進(jìn)流程。（3）增加二期工藝回水倒一期流程，便于調(diào)節(jié)熱電廠化學(xué)一、二期回水吸收，均衡一、二期工藝回水量，穩(wěn)定水系統(tǒng)。某氧化鋁廠通過合理的工藝回水改造，充分利用了溶出、蒸發(fā)、脫硅的系統(tǒng)回水，有效降低了熱電供熱系統(tǒng)的新水消耗，降低了新水生產(chǎn)成本。

2.3 燒結(jié)法生料漿水份控制

配料為燒結(jié)法的第一道工序，生料漿指標(biāo)的好與壞直接影響到熟料的質(zhì)量，而且對氧化鋁水平衡起到很大的作用，低水份的生料漿可以降低水損失，也能節(jié)約各能耗，提高熟料燒制的質(zhì)量。控制生料漿水份有以下幾步措施：（1）控制原料成分，四洗底流首先需要經(jīng)過排鹽苛化過濾。目前，排鹽過濾機(jī)每小時可過濾120m3泥量，其中70m3由過濾機(jī)處理，50m3直接與過濾后泥進(jìn)行混合送至調(diào)配。（2）嚴(yán)格控制生料漿配置。通過對赤泥儲槽、調(diào)配槽的料漿成分進(jìn)行分析，分別進(jìn)行選槽計算，對各組指標(biāo)進(jìn)行分析，然后進(jìn)行生料漿的二次調(diào)配，來準(zhǔn)確地優(yōu)化配比來切實提高生料漿的質(zhì)量。（3）成份檢測規(guī)范化。化驗室要快速、準(zhǔn)確反饋各槽內(nèi)料漿成份，方便車間及時調(diào)整指標(biāo)，防止配比的滯后。

3 生產(chǎn)過程循環(huán)水利用

合理利用循環(huán)水是控制水消耗的重要途徑，根據(jù)自身氧化鋁各工段產(chǎn)生廢水的性質(zhì)采取不同的處理方法。首先，氧化鋁赤泥回水回收返回工藝系統(tǒng)使用;第二，對廢水實行分次處理，各級利用;第三，循環(huán)使用和冷卻塔填料更換。具體措施如下：

3.1 氧化鋁系統(tǒng)

3.1.1 循環(huán)水系統(tǒng)。根據(jù)各車間的用水特點，氧化鋁工藝分設(shè)氫氧化鋁焙燒循環(huán)水系統(tǒng)、種子分解系統(tǒng)循環(huán)水系統(tǒng)和工藝集中循環(huán)水系統(tǒng)3個循環(huán)水系統(tǒng)，產(chǎn)生的循環(huán)水排污水進(jìn)入二次利用水系統(tǒng)進(jìn)行二次利用。

3.1.2 赤泥回水回收系統(tǒng)。赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中提取氧化鋁后的固體廢物，含有大量水份。壓濾系統(tǒng)對赤泥進(jìn)行液固分離，其中濾液通過回水站返回生產(chǎn)系統(tǒng)。同時，回水站還能對雨排水進(jìn)行回收。

3.1.3 生活污水處理系統(tǒng)。氧化鋁廠生活污水利用串聯(lián)法生活污水處理系統(tǒng)，生活污水與生產(chǎn)循環(huán)水有一定聯(lián)系，循環(huán)水池和污水綜合池是一個聯(lián)系的整體，綜合池溢流進(jìn)入循環(huán)水，污泥池處理后廢水進(jìn)赤泥回水站，污泥排往赤泥堆場。

3.2 熱電廠系統(tǒng)

3.2.1 化學(xué)處理水。化學(xué)工序廢水為鍋爐給水處理系統(tǒng)排出的反滲透濃水和二級混床再生時排出的酸堿廢水，以及汽泵冷卻循環(huán)水廢水。反滲透濃鹽水經(jīng)中和后的酸堿廢水排入氧化鋁系統(tǒng)洗滌赤泥使用，替換部分氧化鋁系統(tǒng)補(bǔ)水。為進(jìn)一步增加廢水的利用率，新增濃鹽水反滲透系統(tǒng)對化學(xué)工序反滲透濃水進(jìn)行二次洗滌過濾，設(shè)計產(chǎn)能為120m3/h，減少了熱電用水壓力，提高廢水利用，減少新水補(bǔ)充。

3.2.2 循環(huán)水系統(tǒng)。為充分利用熱電循環(huán)水，生產(chǎn)嚴(yán)格控制熱電補(bǔ)水。一是針對改善循環(huán)水水質(zhì)，控制循環(huán)水的濃縮倍率在3.5～5之間，要求嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)控制補(bǔ)水，不準(zhǔn)私自補(bǔ)水。自備熱電循環(huán)水復(fù)用率為94.48%，循環(huán)水系統(tǒng)冷卻塔溢流水進(jìn)行二次利用。二是汽機(jī)冷卻使用生活水，嚴(yán)格控制給水量，減少生產(chǎn)新水補(bǔ)入量。三是熱電空壓機(jī)冷卻水系統(tǒng)為閉式除鹽水，除鹽水重復(fù)利用，減少新水補(bǔ)充。

3.3 冷卻水塔填料更換

隨著冷卻塔長時間運(yùn)行，循環(huán)水系統(tǒng)內(nèi)結(jié)垢與腐蝕嚴(yán)重，循環(huán)水的水質(zhì)變差濁度升高，降溫效果降低，為保證生產(chǎn)降溫效果，就必須補(bǔ)充一定新水來滿足生產(chǎn)。因此，我們適時更換冷卻塔填料，改善循環(huán)水水質(zhì)，減少系統(tǒng)結(jié)垢生成，提升降溫效果，減少新水補(bǔ)充。

4 結(jié)束語

對于我們來講，通過降本增效不斷提高企業(yè)市場競爭力將是今后幾年的主要任務(wù)。我們應(yīng)積極尋求降本增效的有效途徑，不斷改善工藝條件，加快技術(shù)革新，深化精益生產(chǎn)，采取統(tǒng)一協(xié)調(diào)，保證工業(yè)廢水不外排，實現(xiàn)循環(huán)系統(tǒng)水資源優(yōu)化利用，進(jìn)一步研究和探索相關(guān)節(jié)水技改項目，提高節(jié)水管理水平，降低生產(chǎn)成本。

參考文獻(xiàn)：

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