淺析管式降膜蒸發器雙流程技術在氧化鋁生產中的作用

趙永景

摘 要：為了推動工業發展，保證氧化鋁生產質量與效率，需要合理應用管式降膜蒸發器，并對其進行改造。首先介紹管式降膜蒸發器設備以及運行原理，對其進行理解，其次分析了目前設備的運行現狀，明確以雙流程技術進行改造的必要性，再次闡述了管式降膜蒸發器雙流程技術在氧化鋁生產中的應用，最后則總結了改造之后的蒸發器在氧化鋁生產中應用的作用，了解到這一改造的優勢，并且得出結論，使用管式降膜蒸發器進行氧化鋁生產，無論是生產效率還是成本都有重要意義。

關鍵詞：管式降膜蒸發器；雙流程技術；氧化鋁；料液

中圖分類號：TF821 文獻標志碼：A

管式降膜蒸發器在氧化鋁生產過程中應用，最為直接的目的是可以將氧化鋁蒸發期間形成的多余水分去除，從而獲得滿足質量要求的堿液，以此來配置氧化鋁生產需要的生料漿。實際組織氧化鋁生產工作時，由于生產波動這一因素，可能導致蒸發器無法支撐負荷的正常運行，出現蒸發器頻繁的開?，F象，增加設備的能耗。為了將這一問題解決，需要將管式降膜蒸發器的運行模式更改為雙流程，在氧化鋁生產的過程中實現節能降耗。

1 管式降膜蒸發器設備與運行原理

管式降膜蒸發器主要是以立式管殼式換熱器結構為主，工作壓力設置為常壓，殼程則是采用加熱流體，管程是物料。設計管式降膜蒸發器的過程中，一般設計人員需要對設備主體材料、布液裝置、管板結構等幾個方面予以考慮，將設備性能最大程度地體現出來。管式降膜蒸發器運行過程中，原理如下：將料液加入蒸發器內，添加料液一般在蒸發器的頂部，當蒸發原液添加到蒸發器之后，料液會沿著循環管道將其傳輸到蒸發器頂部位置的布膜器中，布膜器可以將料液輸入所有加熱管內壁，使溶液順延加熱管內壁下降，料液為膜狀液體。期間料液會在熱的作用下沸騰蒸發，汽液兩相混合之后形成的物體流入加熱室內設置的汽液分離室當中，隨后再通過二次蒸汽以及汽液分離室內的霧沫分離器將其排出，此時溶液就會在尖底部的循環泵、循環管道作用下，被傳輸到加熱室頂部位置的布膜器當中，通過加熱管受熱實現料液的循環蒸發，從而增加其濃度，最終匯集到蒸發器的底部就可以獲得濃縮液。管式降膜蒸發器本身有極高的傳熱效率，物料受熱時間也比較短，憑借這些優勢在各個領域得到廣泛應用，象食品行業、醫藥行業以及輕工行業等，尤其是輕功行業，可以被用于水、有機溶媒溶液蒸發濃縮、廢液處理等相關流程。

2 管式降膜蒸發器運行現狀

管式降膜蒸發器投入生產隊列之后，有關部門和技術人員對其進行了改進，確保蒸水量能夠滿足設計規定要求。此外，氧化鋁產量和物料發生了一定的變化，管式降膜蒸發器在其運行過程中也隨之出現了一定的改變。象某企業針對管式降膜蒸發器的蒸水量、運行周期展開實驗，1月份的蒸水量為200.53 t·h-1，運行周期為33天，從2月份開始蒸水量逐月降低，分別為195.36 t·h-1、189.52 t·h-1、173.11 t·h-1、166.69 t·h-1、158.22 t·h-1、146.18 t·h-1，運行周期也不斷減少，從2月份開始分別為32天、31天、30天、28天、28天、27天。通過以上數據可知，管式降膜蒸發器的蒸水量相繼減少，最低一個月只有146.18 t·h-1，無法滿足設計產能要求。運轉周期也從1月份的30天逐漸減少到27天，經過分析可以確定其根本原因，即一效加熱器結疤速度加快，影響到傳熱性能，從而導致蒸水量減少。

3 管式降膜蒸發器雙流程技術在氧化鋁生產中的應用

應用雙流程技術對管式降膜蒸發器進行改造，為組織平衡開車提供便利。在種分母液蒸發期間，可以將一效結疤清除，并且達到一套種分蒸發器停開的效果，有利于節省電汽。 第二，立足于管式蒸發器實際情況，必須要對蒸發器進行改善，使蒸發效率達到最大，將一效加汽壓力方面存在的問題及時解決，保證加汽操作不受限，蒸汽量按照需求進行調整，確保一效液室壓力超過0.035 MPa，并且提高蒸發器進出料量的均衡性，如此就可以按照生產液量的具體狀況對蒸發器操作方案進行調整，最大程度地提升蒸水性能，減少汽耗。

結合以上分析，某企業內的專業技術人員研究之后制定了如下方案：首先，將管式降膜蒸發器調整為二段進料，碳種則采用同時蒸、一至三效加閃蒸蒸種分以及四至六效蒸碳分幾種；其次，由新蒸汽管道到四效技術，連接型號為DN100的蒸汽管道，方便四效二次蒸汽缺失時及時補充；最后，四效過料泵的出口連接一條型號為DN200寸管道，并且將其與出料備用泵的進口相連接，達到碳分四效出料的成效。設備經過改進之后，管式降膜蒸發器依然采用蒸發碳分原液，結合種分原液的實際狀況對其展開調整，保證碳種分原液均衡性。

4 管式降膜蒸發器雙流程技術在氧化鋁生產的作用

4.1 運行方面

管式降膜蒸發器應用雙流程技術進行改進之后在氧化鋁生產中應用，期間的一次試車環節成功，碳種分二段混蒸過程中，所有參數的控制均非常穩定，提高了一效液室壓力、加汽量、進料量、蒸水量，且汽耗也得到優化。由此可見，蒸發器改造之后獲得了滿意的運行效果，具體表現為以下幾個方面：第一，加汽量、進料量和蒸水量不斷提升，改造之前一效液室壓力為0.013 MPa，改造之后增加為0.048 MPa，加汽量從改造之前的35.8 t·h-1增加到45.2 t·h-1，進料量從改造之前的260 m3·h-1增加到350 m3·h-1，蒸水量從改造前的136.1 t·h-1增加到185 t·h-1，運行效率提高的過程中汽耗有所降低，從之前的0.258 t-汽·t-回水-1降低至0.245 t-汽·t-回水-1；第二，設備的運轉周期得到延長。管式降膜蒸發器的創新與改造需要在洗罐運行之后進行，在改造的過程中持續運行時間延長，與改造前相比變化十分顯著。

4.2 經濟效益方面

4.2.1 運行周期延長增加經濟效益

管式降膜蒸發器的運轉周期不斷延長，使清檢作業的次數減少，進而節省了相關費用，具體計算主要分為2個方面：第一，清檢費用；第二，每年清檢次數；第三，包括人工、水電等在內的其他費用。經過計算之后，了解到運行周期的延長對于經濟效益的影響是非常明顯的。

4.2.2 蒸水單耗減少增加經濟效益

管式降膜蒸發器改造之后，蒸水單耗也有減少，如果每噸蒸汽的價格為100元，管式運轉率為75 %，那么企業每年可以節省非常多的成本。

5 結語

綜上所述，管式降膜蒸發器應用雙流程技術進行改造，并且將其應用在氧化鋁生產當中，可以有效提高生產效率以及設備協調生產性能，減少成本投入，減輕了作業人員的勞動強度與工作量，保證其人身安全的同時，也貢獻了巨大的社會效益和經濟效益。

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