氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能降耗的途徑

李艷軍

（中鋁山西新材料有限公司，山西 河津 043300）

中國鋁業(yè)山西新材料公司位于山西省河津市，是中國鋁業(yè)股份有限公司下屬氧化鋁企業(yè)之一，經(jīng)過“六五”至“八五”期間一期工程、二期工程的建設(shè)和“十五”期間三期工程擴(kuò)建，累計(jì)形成年產(chǎn)250萬t氧化鋁的生產(chǎn)能力，一、二期形成的120萬t氧化鋁系統(tǒng)采用的是混聯(lián)法生產(chǎn)工藝，三期建成投產(chǎn)的氧化鋁系統(tǒng)采用拜耳法生產(chǎn)工藝。2008年金融危機(jī)爆發(fā)后，為降低能源及各種原材物料的消耗，進(jìn)而降本增效，公司經(jīng)過一年多的創(chuàng)新研究與改造，2010年形成了國內(nèi)首個(gè)創(chuàng)新串聯(lián)法氧化鋁生產(chǎn)工藝，技術(shù)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

1 節(jié)能降耗的主要途徑

1.1 創(chuàng)新生產(chǎn)工藝，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

2008年10月份以來，為應(yīng)對(duì)金融危機(jī)，公司組織技術(shù)人員對(duì)氧化鋁工藝進(jìn)行了全面測(cè)算，提出十余種生產(chǎn)組織方案。通過對(duì)各種方案的反復(fù)論證與比選，改造與試驗(yàn)，最終確定“224”運(yùn)行模式為最佳方案。該方案以組織能效比高的拜耳法工藝滿負(fù)荷運(yùn)行為主，通過流程改造，實(shí)現(xiàn)燒結(jié)法粗液合流，壓停高能耗的燒結(jié)法脫硅及碳分系統(tǒng)，形成了獨(dú)有的創(chuàng)新串聯(lián)法生產(chǎn)工藝，該方案實(shí)施后節(jié)能降耗效果顯著，氧化鋁能耗下降301kgce/t，并且該工藝方法2010年已申請(qǐng)國家專利。

1.2 實(shí)施技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

在母液蒸發(fā)工序，2015年新建一組330t/h蒸發(fā)器，采用二段進(jìn)料六效+外掛效管式降膜蒸發(fā)器，汽水比達(dá)到0.19噸.汽/噸.水，該項(xiàng)目投用后替代第四蒸發(fā)站，第四蒸發(fā)站為老式的三效外加熱循環(huán)蒸發(fā)器，機(jī)組的產(chǎn)能和熱效率低，屬于高能耗設(shè)備（汽水比為0.5t/t-水）。新建一組330t/h蒸發(fā)器投用后，氧化鋁蒸汽汽耗完成2.28t/t-AO，較此前降低0.25t/t-AO。

1.3 開展技術(shù)研發(fā)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

（1）低A/S熟料燒結(jié)攻關(guān)。低A/S熟料燒結(jié)攻關(guān)，將熟料A/S由原3.0降低至1.6～1.8，是公司科技研發(fā)成果轉(zhuǎn)化為先進(jìn)生產(chǎn)力的典型項(xiàng)目，為公司生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型奠定了基礎(chǔ)，并且通過熟料窯采用四通道燃燒器、新型柔性密封、冷卻機(jī)提料裝置改進(jìn)等新技術(shù)，提高煤粉燃燒效率，降低煤耗，噸熟料煤耗降低30kg/t-熟料。

（2）煙氣余熱利用攻關(guān)。焙燒爐節(jié)能與余熱利用攻關(guān)，成功地研制出了適宜焙燒爐余熱回收的“煙氣與水直接熱交換裝置”，研發(fā)了一整套適宜的工藝操作條件及工藝控制技術(shù)，填補(bǔ)了低溫?zé)煔庥酂嶂苯踊厥盏膰鴥?nèi)技術(shù)空白。該工藝通過管路將焙燒爐煙氣引出后，采用冷水直淋式換熱方法，將煙氣中的水蒸汽及氧化鋁粉塵和熱量進(jìn)行回收，用于成品洗滌，回收后的尾氣返回?zé)焽枧欧拧Ｔ摴に嚳苫厥毡簾隣t煙氣中水蒸汽潛熱和氣體顯熱，熱回收率高，水蒸汽回收率可達(dá)91.5%。該工藝2011年已在4#焙燒爐工業(yè)應(yīng)用，可以將工藝用水溫度提高至70℃以上，年煙氣余熱回收熱量折合標(biāo)準(zhǔn)煤6933t，節(jié)能減排效果良好。目前其它氧化鋁企業(yè)均在不同程度實(shí)施焙燒爐煙氣余熱利用項(xiàng)目，有部分企業(yè)利用此項(xiàng)目為居民區(qū)供暖。

2 優(yōu)化生產(chǎn)流程，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

2.1 氧化鋁高壓溶出EDP流程的優(yōu)化

高壓溶出EDP由原來的送熱電回水箱改為直接進(jìn)熱電除氧器。通過在每個(gè)高壓溶出系列高閃罐新增一臺(tái)熱水泵，將合格的冷凝水送往熱電高溫除氧器，減少回水降溫造成的損失，通過回收的熱量節(jié)約標(biāo)煤量每年為8908t。

2.2 立盤液封系統(tǒng)的優(yōu)化

在立盤系統(tǒng)，每臺(tái)立盤過濾機(jī)有2～3臺(tái)液封泵，各自有各自獨(dú)立的液封系統(tǒng)，液封槽、真空泵與種子過濾機(jī)采用一一對(duì)應(yīng)的方式。立盤液封系統(tǒng)改造后，采用母液槽外掛壁式濾液液封槽，去掉獨(dú)立液封槽及相對(duì)應(yīng)液封泵、液封管，吸干區(qū)受液總管與過濾區(qū)受液總管濾液出口進(jìn)行合并。通過本次改造，生產(chǎn)流程簡(jiǎn)化，增加設(shè)備產(chǎn)能的同時(shí)，立盤過濾機(jī)對(duì)應(yīng)的液封泵停開，節(jié)約大量的用電量。按照每年立盤運(yùn)轉(zhuǎn)率70%計(jì)，液封泵停下來的負(fù)荷總計(jì)785kW，每年節(jié)約481萬kW·h電。

圖1 液封槽改造圖

2.3 引入合同能源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

2010年，公司引入合同能源管理新機(jī)制，出臺(tái)了合同能源項(xiàng)目管理辦法。積極開展與節(jié)能公司洽談合作，對(duì)五臺(tái)熟料窯排煙機(jī)及一臺(tái)石灰窯的引風(fēng)機(jī)高壓電機(jī)，通過安裝變頻實(shí)施合同能源管理，年節(jié)約電能約900萬kW·h。

2.4 加強(qiáng)能源管理，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗

①加大主要能源消耗指標(biāo)考核力度，促進(jìn)節(jié)能降耗工作。根據(jù)能耗目標(biāo)，公司進(jìn)行詳細(xì)分解并下達(dá)到各二級(jí)單位。主管部門及各二級(jí)單位都有明確的能耗指標(biāo)，能耗指標(biāo)作為關(guān)鍵指標(biāo)納入單位績效考核，并與單位領(lǐng)導(dǎo)班子績效掛鉤考核。②做好生產(chǎn)系統(tǒng)水平衡，實(shí)現(xiàn)節(jié)水減排，降低汽耗。為進(jìn)一步做好生產(chǎn)系統(tǒng)水平衡，加大蒸發(fā)、高壓溶出EDP回水送熱電分廠回用量，氧化鋁流程多配吃工業(yè)廢水（污水、循環(huán)水、赤泥回水），達(dá)到經(jīng)濟(jì)、合理利用不同品質(zhì)的水，減少工業(yè)污水處理站的污水量，有效降低氧化鋁汽耗，進(jìn)行氧化鋁系統(tǒng)水平衡調(diào)查，查明系統(tǒng)存在的問題，提出解決方案，制定下發(fā)《生產(chǎn)系統(tǒng)水平衡考核辦法》，設(shè)置蒸發(fā)回水及中水回用單項(xiàng)獎(jiǎng)，加大獎(jiǎng)罰力度，取得明顯的效果。③強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)節(jié)能檢查，杜絕能源浪費(fèi)現(xiàn)象。公司堅(jiān)持進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)節(jié)能檢查，并不定期組織各單位進(jìn)行交叉檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)通報(bào)整改，要求各單位每周上報(bào)節(jié)能自查整改結(jié)果，規(guī)范生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)用能管理，杜絕跑、冒、滴、漏等違章用能現(xiàn)象。

3 結(jié)語

能耗對(duì)標(biāo)，爭(zhēng)創(chuàng)一流的理念已貫串在公司整個(gè)生產(chǎn)經(jīng)營過程中，近年來也取得了一定成績，但與同行業(yè)先進(jìn)水平相比，在汽耗、噸熟料煤耗等指標(biāo)上依然有優(yōu)化的空間。下一步，公司將堅(jiān)持不懈強(qiáng)化節(jié)能基礎(chǔ)管理，加大節(jié)能項(xiàng)目研發(fā)及投資力度，淘汰高能耗設(shè)備和落后生產(chǎn)工藝，積極引進(jìn)新技術(shù)、新工藝，沿著科技含量高、資源消耗低、環(huán)境污染少、經(jīng)濟(jì)效益好的新型工業(yè)化道路發(fā)展，為加快構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)，為完成國家“十三五”節(jié)能目標(biāo)再立新功！