簡要分析氧化鋁生產過程中降低水耗的措施

郝鵬飛

摘? 要：文章對某氧化鋁廠水量消耗進行了簡要分析，針對控制水耗采取了改進現狀的幾種措施，通過對氧化鋁生產中循環水流程改造、生料漿水份控制、原液蒸汽加熱等項目技改，以及生產過程中循環水水利用，既降低了新水消耗，又節約了生產成本，為企業降本增效提供切實有效的技術保障，提升了企業市場競爭力。

關鍵詞：氧化鋁;新水消耗;技改;循環水;節約

中圖分類號：TQ133.1? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）21-0112-02

Abstract： In this paper， a brief analysis of the water consumption of an alumina plant is carried out. In the current situation， several measures are taken to control the water consumption. Through the transformation of the water circulating process in the production of alumina， the control of slurry water， the change of steam heating technique and the utilizing of circulating water， we can reduce the consumption of fresh water and save cost of production. Eventually， we can provide effective technical support for reducing cost and increasing efficiency and enhance the market competitiveness of enterprise.

Keywords： alumina; new water consumption; technical transformation; circulating water; save

前言

某氧化鋁年產280萬噸生產線采用串聯法、拜耳法生產工藝，生產水、生活水進系統，在零排放的前提下，用了多少水，就往系統加了多少水，而全廠水損失主要有這么幾個點，冷卻塔，焙燒爐煙囪排氣，燒結水分損失，槽子冒的蒸汽，赤泥帶走的水以及其他損失。為控制新水消耗，重點從生產過程中著手，以現有資源挖掘本身潛力，本文從控制燒結水份損失，循環水流程改造，以及提高閥汽利用效率等方面入手，闡述了降低水耗的幾個措施。

1 氧化鋁水消耗分布

1.1 循環水冷卻塔水份蒸發量

某氧化鋁廠循環水主要供給熱電區域、拜耳法區域、串聯法區域有閉式循環水冷卻塔，循環水塔蒸發量約為：Q1=16725m3/d。

1.2 焙燒煙囪排水蒸氣損失

通過折算氧化鋁商品產量，焙燒爐每小時下料量約為488噸，AH附水取4.0%，焙燒損失水=AH附水+AH轉AO的結晶水，根據質量守恒AL2O3+3H2O=2AL（OH）3，內部失水=488*（1-4%）*54/156，附488*4.0%。所以，焙燒煙囪排水蒸氣損失：Q2=4360m3/d。

1.3 燒結大窯蒸發水份

大窯蒸發水份=窯下料量*含水率，目前合格料漿日均含水率為41.66%，熟料平均產量為2738t，通過計算可得，燒結大窯蒸發水份：Q3=（2738/0.7/1.14）*41.66%=1429m3/d。其中0.7與1.14為生料下料與熟料產能折比系數。

1.4 赤泥帶走水損失

根據年產量折氧化鋁日產為7800噸，干赤泥為7800*1.3=10140（1.3=赤泥率*礦耗），目前濾餅含水率為32%。赤泥帶走水損失：Q4=7800*1.3*0.32/0.68=4772m3/d。

1.5 其他損失

溶出6個系列稀釋槽閃蒸汽，可以通過計算得到，一天累計約為2400噸，其余槽罐冒汽、綠化灌溉等損失約為1500噸。匯總：全廠用水損失=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=31186m3/d，以實產氧化鋁7800t/d計算，可知某氧化鋁廠水耗為4.00t.AO。

2 生產過程中控制水損失

2.1 針對生產水改造

通過對生產系統中水管網調查，我們可以發現大型設備及各種泵機封冷卻用水均為新水，經過使用后外排，既增加了新水消耗，也導致廢水外排量增大。

針對這種情況，氧化鋁廠制定了一系列改造治理措施，如下：（1）大型設備如原料磨、空壓機使用新水冷卻后，二次水進循環水系統進行循環利用。（2）包括稀釋泵、熱水泵等泵的密封水改為循環水循環利用。（3）對冷卻水要求不高的設備，例如燒結法溶出磨使用循環水進行冷卻。（4）梳理氧化鋁水管網流量計，進行加裝、更換或修復，完善計量體系，實時監控水耗。（5）注重對各級人員精益生產的理解，不斷提高員工節約用水意識。

2.2 針對提高工藝回水利用率方面改造

氧化鋁供新水主要為氧化鋁系統及熱電供熱系統，其中，熱電供熱主要以新水消耗為主，當氧化鋁工藝回水回收量提高時，熱電消耗新水量將減少。氧化鋁廠工藝回水理論實際回收量如表1。

我們根據表1可得出：一期工藝回水回收量與理論計算數值基本相同，二期回收量與與理論計算相差較大，二期由于低壓管網用汽用戶少，溶出一次水閃蒸槽壓力較高（Ⅰ、Ⅱ系列0.55Mpa;Ⅲ、Ⅳ系列0.5Mpa），推算車間為保證溶出一次水閃蒸槽安全門不動作，會安排通過一次水至沉降熱水流程進行泄壓，這就會導致溶出回水量會減少。為保證工藝回水穩定回收，我們有如下技改：

2.2.1 蒸發原液加熱改造。目前，二期低壓蒸汽管網用戶端用汽量小，造成低壓蒸汽管網壓力高，需要通過浪費工藝回水的方式進行泄壓。我們制作4根套管，套管用汽使用低壓管網蒸汽，從蒸發四系列西側的低壓管網帶壓孔，接入套管中對內管的母液進行加熱，即可提高蒸發原液溫度，也可充分利用溶出乏汽，減少工藝回水管壓力。同時，套管的疏水臨時使用閥門將冷凝水就近排到蒸發循環水井內，并在套管疏水處增加冷凝水水罐及冷凝水泵，冷凝水合格后進工藝回水或好水槽，避免水浪費。

可預期：（1）母液溫度可以降低蒸發的用氣量，同時提高蒸發器產能。（2）有效利用蒸汽，防止蒸汽在熱水站排空造成的浪費。（3）利用溶出的二次乏汽作為加熱源，可有效降低低壓管網的蒸汽壓力，杜絕溶出新蒸汽冷凝水閃蒸罐因為壓力高而去熱水站泄壓減少工藝回水，如果4套原液加熱全開，每小時可以多回80方以上的工藝回水，相應每天減少1920m3新水消耗。

2.2.2 提高工藝回水回收量的同時，要保證工藝回水穩定，進行如下措施。（1）梳理氧化鋁端及電廠端工藝回水電導儀，定期進行校驗及修復，時刻監測回水指標。（2）增加溶出一次水進工藝回水槽短接，當蒸發檢修時溶出一次水直接走短接進流程。（3）增加二期工藝回水倒一期流程，便于調節熱電廠化學一、二期回水吸收，均衡一、二期工藝回水量，穩定水系統。某氧化鋁廠通過合理的工藝回水改造，充分利用了溶出、蒸發、脫硅的系統回水，有效降低了熱電供熱系統的新水消耗，降低了新水生產成本。

2.3 燒結法生料漿水份控制

配料為燒結法的第一道工序，生料漿指標的好與壞直接影響到熟料的質量，而且對氧化鋁水平衡起到很大的作用，低水份的生料漿可以降低水損失，也能節約各能耗，提高熟料燒制的質量。控制生料漿水份有以下幾步措施：（1）控制原料成分，四洗底流首先需要經過排鹽苛化過濾。目前，排鹽過濾機每小時可過濾120m3泥量，其中70m3由過濾機處理，50m3直接與過濾后泥進行混合送至調配。（2）嚴格控制生料漿配置。通過對赤泥儲槽、調配槽的料漿成分進行分析，分別進行選槽計算，對各組指標進行分析，然后進行生料漿的二次調配，來準確地優化配比來切實提高生料漿的質量。（3）成份檢測規范化。化驗室要快速、準確反饋各槽內料漿成份，方便車間及時調整指標，防止配比的滯后。

3 生產過程循環水利用

合理利用循環水是控制水消耗的重要途徑，根據自身氧化鋁各工段產生廢水的性質采取不同的處理方法。首先，氧化鋁赤泥回水回收返回工藝系統使用;第二，對廢水實行分次處理，各級利用;第三，循環使用和冷卻塔填料更換。具體措施如下：

3.1 氧化鋁系統

3.1.1 循環水系統。根據各車間的用水特點，氧化鋁工藝分設氫氧化鋁焙燒循環水系統、種子分解系統循環水系統和工藝集中循環水系統3個循環水系統，產生的循環水排污水進入二次利用水系統進行二次利用。

3.1.2 赤泥回水回收系統。赤泥是氧化鋁生產過程中提取氧化鋁后的固體廢物，含有大量水份。壓濾系統對赤泥進行液固分離，其中濾液通過回水站返回生產系統。同時，回水站還能對雨排水進行回收。

3.1.3 生活污水處理系統。氧化鋁廠生活污水利用串聯法生活污水處理系統，生活污水與生產循環水有一定聯系，循環水池和污水綜合池是一個聯系的整體，綜合池溢流進入循環水，污泥池處理后廢水進赤泥回水站，污泥排往赤泥堆場。

3.2 熱電廠系統

3.2.1 化學處理水。化學工序廢水為鍋爐給水處理系統排出的反滲透濃水和二級混床再生時排出的酸堿廢水，以及汽泵冷卻循環水廢水。反滲透濃鹽水經中和后的酸堿廢水排入氧化鋁系統洗滌赤泥使用，替換部分氧化鋁系統補水。為進一步增加廢水的利用率，新增濃鹽水反滲透系統對化學工序反滲透濃水進行二次洗滌過濾，設計產能為120m3/h，減少了熱電用水壓力，提高廢水利用，減少新水補充。

3.2.2 循環水系統。為充分利用熱電循環水，生產嚴格控制熱電補水。一是針對改善循環水水質，控制循環水的濃縮倍率在3.5～5之間，要求嚴格按照標準控制補水，不準私自補水。自備熱電循環水復用率為94.48%，循環水系統冷卻塔溢流水進行二次利用。二是汽機冷卻使用生活水，嚴格控制給水量，減少生產新水補入量。三是熱電空壓機冷卻水系統為閉式除鹽水，除鹽水重復利用，減少新水補充。

3.3 冷卻水塔填料更換

隨著冷卻塔長時間運行，循環水系統內結垢與腐蝕嚴重，循環水的水質變差濁度升高，降溫效果降低，為保證生產降溫效果，就必須補充一定新水來滿足生產。因此，我們適時更換冷卻塔填料，改善循環水水質，減少系統結垢生成，提升降溫效果，減少新水補充。

4 結束語

對于我們來講，通過降本增效不斷提高企業市場競爭力將是今后幾年的主要任務。我們應積極尋求降本增效的有效途徑，不斷改善工藝條件，加快技術革新，深化精益生產，采取統一協調，保證工業廢水不外排，實現循環系統水資源優化利用，進一步研究和探索相關節水技改項目，提高節水管理水平，降低生產成本。

參考文獻：

[1]張文康，劉晶晶.氧化鋁生產污水的處理和循環再利用[J].中國金屬通報，2018，07：11-12.

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