管道—停留罐溶出系統節能

摘 要：文章從本廠生產實際出發，介紹了管道-停留罐溶出系統的有關節能措施，主要從提高機組運轉率、優化技術指標、提高熱能綜合利用率、流程改進等方面進行了論述。

關鍵詞：管道-停留罐溶出；機組運轉率；結疤；閃蒸換熱系統

1 引言

溶出是拜耳法氧化鋁生產的主要工序之一，拜耳法鋁土礦溶出是在一定溫度、壓力的條件下用苛性堿溶液將鋁土礦中的氧化鋁溶出成為鋁酸鈉溶液的過程，鑒于我國鋁土礦的構成主要是一水硬鋁石為主，一水硬鋁石溶出性能最差，工業生產中常采用260℃以上溶出溫度高溫強化溶出。因此，溶出系統是氧化鋁生產的高耗能工序之一，占到整個氧化鋁生產能耗的30%以上。同時，隨著鋁土礦資源的緊缺，國內可用鋁土礦品位逐步下降，也導致溶出能耗有所升高。因此，對高壓溶出系統節能的研究應用提上了日程。本文僅從我廠生產實踐出發，對溶出系統節能的措施作相關論述。

2 現狀

我廠溶出系統采用的是管道-停留罐溶出技術，主要由原礦漿預脫硅、高壓隔膜泵、一級礦漿預熱（LWT）、8級乏汽預熱（BWT）、熔鹽預熱段（SWT）、六個停留罐保溫溶出、九級礦漿自蒸發、熔鹽加熱系統（采用低熱值煤氣）等部分組成。主要工藝技術指標為：溶出溫度265-270℃，溶出時間60min，預脫硅溫度95-105℃，相對溶出率大于95%，溶出苛性比值小于1.46。

3 節能降耗措施

3.1 現場調查科學分析，多措并行提高溶出機組運轉率

溶出機組運轉率的高低直接影響整個氧化鋁廠的生產效率和能耗水平。長期的生產實踐證明，只有加強計劃停車檢修管理，合理安排檢修周期，提高檢修質量，同時加強生產過程管理，才能減少非計劃停車事故發生提高機組運轉率。通過對2009年-2011年期間造成非計劃停車事故原因的調查分析，發現除外部不可控原因外，內部原因主要包括隔膜泵故障（單向閥刺料、卡閥、大隔膜破裂）、過料管磨損刺穿等，針對此狀況，我們采取了如下措施：（1）做好原礦漿細度跑粗的預防與處置。礦漿跑粗極易造成隔膜泵卡閥或刺料，并且粗粒子嚴重加劇了對過料管道的磨損，通過嚴格監控原礦漿細度指標，發現指標超標及時開啟返砂流程返回磨機重新磨制合格，使隔膜泵由于原礦漿跑粗引起的單向閥卡閥、刺料停泵次數大為降低，過料管磨損減輕；（2）科學、合理地組織檢修，詳細排查檢修項目，加強檢修質量過程控制，堅持應修必修、修必修好的原則，提高設備運轉率及運行可靠性，確保溶出機組安全、穩定、連續運行；（3）高度重視測厚工作，對所有過料管道尤其對彎道處、汽液混合過料管道等易磨損部位都要作為測厚重點，測厚要保證盡量多取點、疑點重復測量確認、歷次測厚數據對比分析，確保過料管道磨損嚴重處及時發現予以處理消除隱患。

通過持續加強管理，溶出機組非計劃停車事故大為減少。目前，我廠兩線溶出機組運轉率已達到93%以上，由于生產穩定，主要工藝技術指標也得到優化，工廠產能超過設計能力10%以上。

3.2 礦漿自蒸發器第九級乏汽充分利用

礦漿自蒸發第九級乏汽溫度約130℃，壓力0.15-0.23Mpa，原流程為僅通過熱交換器與冷水熱交換，熱能利用率較低，現場熱水槽上方大量乏汽排空，造成了溶出機組熱量的損失。為充分利用第九級乏汽，我們將其通過管道連接至預脫硅槽內部加熱盤管，替代新蒸汽作為礦漿加熱源。這項改造完成并投入運行以來，機組運行平穩，E、K系統壓力與之前差別較小，乏汽冷凝水化驗結果含堿0.07g/L、0.04g/L，水質清澈無雜物，乏汽與新蒸汽的物理性質基本相同，只要控制好E9液位，不會造成管道結疤、堵塞。改造后新蒸汽完全被乏汽取代，蒸汽單耗從0.28t/t-AO降至0.001t/t-AO以下，節能效果顯著，且預脫硅溫度從97℃提高100℃左右，平均脫硅率從25%上升到27%以上，經過E9乏汽加熱的礦漿預脫硅效果和新蒸汽加熱無甚差別，甚至有所提高。另外，還有一種乏汽增值利用技術，將低壓乏汽通過此技術轉化為高壓乏汽，其使用效果應該更優于直接利用低壓乏汽。

3.3 自壓流程改造

原設計為保守起見，多數單元之間均設計有泵類設備輸送介質，保證輸送料的穩定性和可調整性。現場實踐發現某些上下單元之間憑借自有壓力差或高位差完全可以完成輸送功能，不需開啟泵類設備。于是，我們進行了一系列改造，這類改造均是在保留原流程的基礎上增加短路過料，實現雙保險。K8、B8流程就實現了自壓改造，K8冷凝水罐的壓力約為0.2Mpa，B8壓力約為0.4Mpa，熱水槽內部壓力約在0.05Mpa左右，P8-k8之間壓力差為0.2Mpa，K8-熱水槽之間壓力差0.15Mpa，依靠壓力差可以滿足輸送料要求，省去K8泵（3KW）、B8泵（15KW），即節約了電耗和機封冷卻水的消耗，又減少了備件材料費用。我廠還計劃將隔膜泵前進料流程改為自壓送料，撇除高位槽、出料泵、增壓泵，屆時只要出料脫硅槽液位保持25m以上，就能滿足隔膜泵進料壓力要求（≥0.35Mpa），這項改造已有其他氧化鋁廠改造的成熟經驗，經考察系統運行良好。

4 結束語

目前國內各氧化鋁廠針對各自的技術特點在節能降耗方面都進行了許多有益的嘗試。我廠依靠技術改造、強化管理、抓好技術指標等措施來達到降低溶出系統能耗的目的。溶出工序能耗的降低，需要大家相互取長補短，從提高溶出機組運轉率、熱能回收利用率、流程改進等方面出發，在原有基礎上大膽進行技術創新。隨著我國氧化鋁生產技術的進步，必將有更多的節能措施涌現出來，氧化鋁生產能耗成本將進一步降低。

參考文獻

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