管道化熔盐段传热规律初探

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[摘 要]根据管道化熔盐段生产实际情况，综合传热规律，对生产中的清洗及检修周期做初步分析，达到指导生产的目的。

[关键词]管道化 熔盐 传热

中图分类号：TG156.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）06-0319-01

l 前言

自拜尔法问世以来，氧化铝生产溶出工艺和设备的研究与开发.取得了很大的进步。目前世界上拜尔法溶出器主要有两大类：压煮溶出器和管道化溶出器。自从中国铝业公司在1990年引进了德国上世纪70年代研制的300m3/h RA一6型管道化溶出装置，管道化技术逐渐被我国消化吸收，与传统的压煮器工艺相比，管道化技术具有产能高，能耗低等等特点，所以大量被新建的氧化铝项目采用，主体加热段采用熔盐加热，现根据生产实际情况，对熔盐段的传热规律作简要分析：

2、工艺流程描述

我公司溶出生产线工艺流程如下：每条生产线对应三台隔膜泵，采用单台隔膜泵对应单内管的方式，其中外套管尺寸426*10；内管尺寸133*11，每台隔膜泵的最大流量均为100 m3/h；最高工作压力：12MPa；熔盐加热段分为五段，总长为440m，由2台熔盐炉加热，由2台盐泵向熔盐加热段输送熔盐，单台盐泵设计流量Q=300m3/h。

3、计算的工艺参数

①、生产中使用铝土矿的化学组成为（%）：

②、使用石灰化学组成（%）：

总有效CaO：80%；SiO2：2.5%

③、使用循环母液成分：NT：251g/L；Nk：240 g/L。

单条生产线对应三台隔膜泵，隔膜泵的最大流量100 m3/h；最高工作压力：12MPa；采用一外管套三内管技术，其中外套管尺寸426*10；内管尺寸133*11；熔盐加热段划分为五段，总长为440m，由2台熔盐炉加热，对应2台盐泵，单台盐泵流量Q=300m3/h，根据实际流量值计算。矿浆比重：按照固含比重对应表取算术平均数计算；矿浆流量以实际进料量计算。热焓等以试验测定为准。

我厂现在生产中使用的熔盐采用三元系熔盐，是由硝酸钾 （KNO3）、亚硝酸钠（NaNO2）及硝酸钠 （NaNO3）的混合组成。常规配比：KNO353%，NaNO240%，NaNO37%。其商品名称为希特斯（又称HTS）。熔盐的主要物理参数如下：

4、规律总结及结论

根据以上条件可以进行下列计算：

单位时间（一小时）内，设熔盐放热为Qs，设矿浆吸热为Qw，综合传热系数效率K= Qw/Qs，（其他计算过程简略）利用管道化清洗后26天不间断的实际生产数据（平均进料量不低于220m3/h），计算的结果列得表一如下。

通过综合传热系数K-累积流量Q的曲线，可以得出以下结论：

1、传热系数K随累积流量Q的增加逐渐变小，但是变小的趋势越来越缓。

2、图中A、B为间断性停车，采用母液冲洗，发现前期的冲洗效果要好于后期，说明在生产过程中，前期用母液冲洗有一定效果。

3、按照曲线发展规律计算，累积流量达到140000m3时，综合传热系数下降到较低值，进行管道冲洗经济合理，约为连续运转28天左右；按规律推算，平均进料量若达到240m3/h以上，累积流量达到320000m3时，综合传热系数下降到较低值，进行管道冲洗经济合理，即连续运转56天以上。

4、低流量情况的传热规律比较。

根据取以往历史统计数据，在较低进料量情况下（低于180m3/h），得到传热规律如下：

5、低于265度的传热规律情况

通过观察规律图可以发现：在较低进料量情况下（低于180m3/h）传热系数下降较快，能耗增高，相应的运行成本变高，因为低流量导致流速变慢，为可溶性结疤的附着累积创造了条件，所以，尽可能保证高进料量可以节能降耗。