论溶出余热回收,降低汽耗的措施-赵新涛

论溶出余热回收，降低汽耗的措施赵新涛香江万机铝业有限公司河南洛阳471000摘要由于孔板直径选择不合理，造成闪蒸压力分布不平衡，末级闪蒸压力较高，大量乏汽随矿浆进入稀释槽，排入大气中。由于热水泵出口管道结疤严重，导致热水送不出去，水冷器注入大坝回水时流量过大热水槽就会冒槽，严重受到注水限制，影响了加注水量沉降洗水由于溶出送水量过低，需要增加循环水补水，但循环水温度只有24度左右，要及时补入新蒸汽提高热水温度，来满足洗水量。关键词：溶出汽耗；热量散失；余热回收；降低汽耗在拜尔法生产氧化铝中，高压蒸汽消耗占溶出总成本的80%以上，而其中一部分蒸汽由于各种途径散失，得不到充分利用，造成蒸汽不必要消耗，增加溶出成本。而在蒸汽所有的不必要消耗中，余热散失是不可避免、但却可以采取措施部分回收的。因此余热回收对降低蒸汽消耗起到关键性作用，也对节能减排具有重大的现实意义。1拜耳法溶出流程简介本厂采用拜耳法生产氧化铝，其中溶出工艺采用十级预热、十级闪蒸、压煮器带机械搅拌间接加热高压溶出技术，其中溶出矿浆预热前采用单套管预热器，被来自相应闪蒸槽的二次蒸汽把约85℃的矿浆预热至160℃，送进预热压煮器中被来自相应闪蒸槽的二次汽预热到220℃；继而进入加热压煮器被来自热电厂的高压新蒸汽加热至260℃，然后到保温压煮器停留45-60分钟，进行溶出反应。然后，由末级压煮器出料，进入闪蒸槽，通过节流孔板的控制，对料浆降温降压，同时，料浆降温降压所产生的二次蒸汽用与加热与其相对应的单管预热器和预热段压煮器。末级闪蒸槽的料浆温度在135℃左右，再经过沉降洗液的稀释作用，最后进入停留罐，进行深度脱硅，溶出工序完成。具体流程如下图所示：2蒸汽散失的主要途径蒸汽散失的途径有很多，既有设备选用不当、维护保养不充分的原因，也有人为操作失误、调节滞后的原因。例如，在设备投产初期，如果闪蒸孔板尺寸选择不合适、压煮器加热管束结疤清理不及时、单套管清洗不彻底等，会导致溶出矿浆的预热温度低，为了提高反应温度，不得不增加新蒸汽通入量，则不仅造成溶出汽耗高，而且导致闪蒸槽压力高，末级闪蒸出料温度高，二次蒸汽产出量少，从而使热回收率降低。另外，由于本厂溶出水冷器(利用汽、水对流来实现余热回收的设备之一)回收余热时，加入的是赤泥大坝回水，而大坝回水总含有一定的氧化铝、氧化钠，和其他杂质，因此，当回水受热至80度以上就会产生结疤，附于管道内壁和水冷器槽壁，严重时会发生堵塞，不仅造成沉降洗水不足，更降低了汽、水的热交换量，使余热散失。矿浆Nt109Rd101Rd102Ra106Ra107Ra108Ra109Ra110Ra101Ra103Ra102Ra105Ra104稀释Nt110Nt108Nt107Nt106Nt105Nt104Nt103Nt102Nt101溶出反应段压煮器注：蒸汽管线矿浆管线因此，通过经验积累和实际分析，我们总结了溶出余热散失的几点途径，具体如下：2.1如前文所述，如果闪蒸孔板尺寸选择不合理，造成闪蒸压力分布不平衡，末级闪蒸压力较高，二次汽产出量不足，而大量乏汽随矿浆进入稀释槽，排入大气，造成热量散失。2.2由于水冷器及热水泵管道结疤严重，导致汽、水换人不充分，热水送不出去，水冷器注入大坝回水时，流量过大热水槽就会冒槽，严重受到注水限制，影响了加注水量。2.3、沉降洗涤赤泥时，需用热水，如果溶出送水量过低，则需要增加循环水补水，但循环水温度只有24度左右，要及时补入新蒸汽提高热水温度，来满足洗水量，造成新蒸汽的额外消耗。3余热回收措施经过多年来的摸索与尝试，我们对闪蒸孔板直径进行多次试验，又改造了喷头与孔板的连接方法，增加了闪蒸末级乏汽出口通往水冷器的管道，同时我们又尝试十一级闪蒸效果，增大了溶出送沉降热水管径，经过一系列措施，溶出乏汽大量回收，提高了赤泥洗水温度、增大了热水量，满足了沉降用水，节约了新蒸汽对沉降热水站的用量。下面对溶出矿浆的散失及采取的措施具体分析。3.1改变孔板直径，平衡闪蒸压力，保证热回收率：我们对闪蒸孔板进行摸索试验，对闪蒸压力、液位进行有效控制。首先我们采用十一级闪蒸来降低闪蒸压力，提高预热温度，降低热损失。再者我们对闪蒸孔板进行调整，对第四、五、六、七级孔板根据现场实际情况进行变动。调整前后压力统计如表：闪蒸器代号首级第2级第3级第4级第5级第6级第7级第8级第9级末级调整前压力（bar）28.422.317.413.6118.56.34.72.91.7调整后压力（bar）23.918.714.110.77.34.93.321.20.63.2对闪蒸末级蒸汽出口进行改造进入水冷器Nc201，将末级的二次汽用于加热水冷器或扩容槽注水，这样闪蒸末级乏汽可以被充分利用，又使闪蒸末级的热量释放出来，便于闪蒸操作，优化了指标。同时能使送到沉降的水冷器下水温度得到提高，使乏汽资源得到合理的利用。3.3改变热水泵出口管径，降低沉降热水槽通蒸汽量，满足沉降用水。（通过溶出废酸送沉降管道改造）蒸发废酸去沉降150说明：红色为新增部分150热水站溶出二期水冷器下水管改造原二期内部打循环管250原一期内部打循环管250热水去沉降蒸发来循环水200蒸发来母液管母液去单管二期母液管150原二期内部打循环管250废酸去赤泥过滤溶出废酸去沉降250原一期内部打循环管热电污水去二期好水槽循环水一期溶出机组二期溶出机组200250注水管200水冷器扩容槽热水槽坏水槽坏水槽由于溶出热水送沉降洗水管道内径为150mm，不能满足沉降用水，沉降车间要利用新蒸汽对冷水进行加热方能解决用热水问题，为了保证沉降用水，溶出车间对送沉降赤泥洗水管道增加到内径为250mm，并且利用管架闲置管道，不再给公司增加费用，大大减轻了沉降用热水负担，给公司节约了生产成本费用。四经济效益评估由于上述措施的实施，闪蒸末级乏汽进水冷器改造材料及人工3000元，热水泵出口管道改造材料利用管架闲置管道，人工5万元，闪蒸孔板为检修备件费用不计入技改费用，三项总投资不足5.5万元。但乏汽回收后加热废水温度有原来的80度上升至90度，保证了沉降用水，热水槽停止了新蒸汽加热，即每小时节约了8吨蒸汽，前后相抵，全年可节约蒸汽7万吨，节约生产成本840万元。五总结溶出汽耗高是多方面原因造成，错综复杂的，而余热回收则是降低汽耗最直接最有效的方法。通过本厂的生产实践证明，只要措施得当、操作合理，溶出余热的大部分是可以及时回收利用，从而实现汽耗成本降低的。我们相信，只要在生产技术管理上努力克服不利因素，采取一些行之有效的措施，提高溶出余热回收，降低新蒸汽消耗是可行的，效益是显著的，是一项非常有益的工作。六感谢本人从事氧化铝行业时间较短，对溶出工艺也知之有限，因此，在本文的撰写过程中，得到了香江万机氧化铝有限公司总工程师金立业先生、生产部潘加裕部长、苏旭部长、溶出车间邓晨主任的大力支持，他们通过自己多年的工作经验，对溶出工序的蒸汽消耗、热量散失、余热回收等方面给予我详细而耐心的指导，弥补了我的不足，我在这里对他们表示诚挚的感谢。同时，本文的完成也离不开车间各位同仁的鼎力相助，他们积极参与并协助我，提供工艺、设备、蒸汽消耗等各方面的数据与信息，使我能够完成科学的分析、严谨的论证、得出一些浅薄的结论，我对他们也表示衷心的谢意。七参考文献[1]杨重愚，氧化铝生产工艺学，冶金工业出版社，1986[2]H.U.叶列明，氧化铝生产过程及设备(中译本)，冶金工业出版社，1989[3]邱竹贤，铝冶金物理化学，上海科学技术出版社，1990[4]郭万里，氧化铝制取工，山西人民出版社，2006