淺談降低氫氧化鋁含水率及脫水劑的運用

摘 要：氫氧化鋁含水率是衡量過濾效率的一個重要指標，它是指在平盤取樣的氫氧化鋁中附著水的質量百分比含量。氫氧化鋁含水率是影響焙燒爐產能及能耗的重要原因。通過對中美鋁業有限公司焙燒車間平盤工序實際生產運行狀況的分析，采取多種措施改進作業方法，最大限度的降低氫氧化鋁含水率，以達到降低氫氧化鋁焙燒時的能耗，提高產品質量的目的。

關鍵詞：氫氧化鋁含水率；降低；脫水劑；效益

1 概述

在氧化鋁生產中，氫氧化鋁含水率是平盤過濾工序必須嚴格控制的一項技術指標，它對穩定焙燒爐的操作起到重要作用。氫氧化鋁含水率過高，在焙燒過程中需要消耗大量的熱能使附著水脫除，更重要的是使進爐的氫氧化鋁燒成氧化鋁的折合比大大降低，造成焙燒爐產能降低。降低氫氧化鋁附水不僅可以降低焙燒時的各種消耗，而且還可以由于濾液回收率的提高降低堿耗，同時提高產品質量。

2 現狀分析

2008年三季度至2010年四季度的氫氧化鋁含水率都在5%以上，附堿也在0.02%左右，隨著生產條件逐步正常化各項技術指標也趨于穩定，公司在2010年第四季度下達各車間節能降耗任務指標，下調氫氧化鋁含水率的考核值，面對當前的嚴峻形勢，車間從內部入手狠練內功深度挖潛并結合當前的實際生產操作環境，根據從2008年至今平盤工序運行狀況的分析，合理的制定出針對降低氫氧化鋁含水率的措施，最大限度的降低氫氧化鋁含水率，以達到公司節能減排的要求，全面降低成品氧化鋁各項單耗。

3 影響氫氧化鋁含水率的原因分析及改進措施

根據日常操作過程中的分析以及化驗分析結果的反饋，影響氫氧化鋁含水率的主要原因有平盤過濾真空度、過濾介質的過濾效果、操作控制等方面因素，針對以上這些影響因素，采取了以下措施進行改進：

3.1 增加平盤過濾真空度提高過濾效率

更換平盤底部的耐磨盤，調整動靜盤之間的間隙，在原有的基礎上，在反吹風處增設平盤底部自動調整機構，保證運行距離的自行調整，減少運行當中的漏真空現象出現，并在靜盤內圈增設去污機構，保證靜盤排水槽內的清潔，并根據生產實際情況，調整反吹風區域調節閥片，適時減少反吹區域，加大洗劑區域面積，排除整個平盤系統管道的漏風點，并進行相應的堵漏處理。改造后平盤真空度較以前有所增高，洗劑區域增大，氫氧化鋁附堿降低0.001%左右，氫氧化鋁附著水降低0.3%以上。

3.2 改善過濾介質的過濾效果

根據實際生產及記錄統計調整工藝操作，每周期更換濾布時清理一次濾板孔，采取調節反吹風、每日熱水沖洗濾布1小時等濾布再生的方法改善過濾介質的透水性，通過采取以上措施后，保證了過濾介質的過濾效果，氫氧化鋁附堿降低0.001%左右，氫氧化鋁附著水降低0.4%以上，同時延長濾布的使用周期（由原來的30天提高到45天）。

4 使用脫水劑后的效益計算

以下計算都以30g/t·AH的脫水劑加入量、脫水率按2%和不使用脫水劑時附水為5%做為計算標準。

4.1 節約洗水的計算

從實驗數據表可得知，使用氫氧化鋁脫水劑后洗水量平均約為24m3/h，不用氫氧化鋁脫水劑的洗水量平均約為32m3/h，即每小時可節約洗水8m3，則全年可節省洗水：8m3/h×24h×365=70080m3。

4.2 關于下料量的計算

假定焙燒爐下料90t/h，按5%的含水率計算，則實際下料：90×（1-5%）=85.5 t-AH，需處理水：90×5%=4.5t，使用氫氧化鋁脫水劑后，含水率按3%計算，假定焙燒爐下料仍為90t/h，則實際下料：90×（1-3%）=87.3t-AH；需處理水：90×3%=2.7t水，即在總下料量不變的情況下，實際多下：87.3-85.5=1.8t-AH，少處理1.8t水。

在焙燒爐下AH量一定的情況下（按現在85.5t-AH/h）計算，按未使用脫水劑時需下料85.5÷（1-5%）=90t/h，而使用脫水劑后，需下料85.5÷（1-3%）=88.14t/h即可達到預期產能。

4.3 關于附水減少后節能的計算

由上一步計算可知在AH的產量不變的情況下焙燒爐每小時少處理90-88.14=1.86t洗水。

將物料中的水份蒸發掉需要的熱量分兩部分：一是將附水先加熱到沸點的熱量，二是將沸水變成水蒸汽的熱量。

每小時將1.86噸水加熱所需的熱量為：4.2×103×1000×1.86×（100-30）=5.468×108J.（按水的沸點100，水的常溫為30計算，水的比熱為4.2×103 J/Kg·℃）。

每小時將1.86噸沸水汽化所需的熱量為：2.26×106×1000×1.86=4.204×109J

（水的汽化熱：2.26×106J/Kg）

則每小時將2.67噸水蒸發所需的熱量Q為：5.468×108J+4.204×109J=4.7508×109J。

即每小時可節約的煤氣量為：

Q÷[煤氣熱值（1500×4.2×103）×焙燒爐換熱效率（70%）]

=4.7508×109÷（1500×4.2×103×70%）

=1077.3Nm3

則每天可節約：1077.3×24=25855.2Nm3

按每標方煤氣0.4元計算，每天可節約10342.08元，每天的脫水劑消耗為30×88.14×24÷1000=64.5kg，按每天消耗70kg、每公斤35元計算，則在每小時下料88.14t的情況下，每天可節約：10342.08-70×35=7892.08元。

4.4 關于使用脫水劑后焙燒爐煙氣溫度上升方面

在使用脫水劑后，焙燒爐AO2溫度上升，焙燒爐熱平衡重新建立，焙燒爐煙氣溫度較以前上升15℃左右，此部分熱量會排入大氣中損失掉。空氣的定壓比熱容取值1004J/kg.℃，密度1kg/m3，焙燒爐煙氣150000m3/h，則每小時損失的熱量為：1004×1×150000×15=2.259×109J，折合煤氣2.259×109÷（1500×4.2×103）÷70%=512Nm3，則每天損失煤氣512×24=12288Nm3。

綜合以上，使用氫氧化鋁脫水劑后，按照每年330天生產時間計算，可節約用水7m3/天，55440m3/年。節約煤氣25855-12288=13567Nm3/天，13567×330=4477110Nm3/年。按每標方煤氣0.4元計算，每天可節約13567×0.4=5426元，每天的脫水劑消耗為30×88.14×24÷1000=64.5kg，按每天消耗70kg、每公斤35元計算，則在每小時下料88.14t的情況下，每天可節約：5426-70×35=2976元，合98萬元/年。

5 結束語

綜合以上，通過對以上問題的剖析并改進多種措施使氫氧化鋁含水率有效控制在3.5%以下，進一步節約了生產成本，有效的提高焙燒爐的產能降低消耗，也提高了產品質量為焙燒爐的安全穩定運行創造了良好的操作條件；同時也降低了氧化鋁的能耗，降低了氧化鋁的生產成本。給公司生產帶來可觀的經濟效益和社會效益，起到雙贏效果，完成了公司節能減排的要求。

參考文獻

[1]中美鋁業焙燒車間技術參數及數據-車間原始資料[Z].

[2]國家職業資格培訓教程-《氧化鋁制取工》[Z].

[3]中美鋁業氫氧化鋁脫水劑試驗效益分析[Z].

[4]中美鋁業有限公司生產年報[Z].