管道化溶出热利用

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[摘 要]现在中国生产氧化铝大部分都采用拜耳法生产氧化铝，而拜耳法生产氧化铝的核心车间是管道化溶出车间。今年来，国内铝土矿品位的不断下降，使氧化铝的生产成本不断上升，加上国内氧化铝行业的不景气。许多氧化铝企业都出现了不同程度的亏损。这时挖潜增效成了众多企业起死回生的法宝。而管道化溶出车间作为氧化铝行业最重要的一个组成部分，不可避免的成为了主力军。溶出车间是高压、高温、高碱车间，车间加热矿浆主要用的热能，每年消耗不少的蒸汽。如何合理利用热能，是降低管道化溶出能耗的重要途径。

[关键词]管道化溶出、热能、节约、管道化、溶出车间

中图分类号：TF821 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）33-0102-01

一、生产控制方面

首先要在生产控制上进行精细化调整，从每个工序、各个环节进行优化。尽可能地避免热量的损失。

1、预脱硅槽温度的控制，预脱硅槽用来加热原矿将，原矿将经隔膜泵工序进入管道化溶出机组，所以预脱硅的温度就是管道化的进口矿浆温度，温度一般控制在95――105度，原矿将溶液中的SIO2成为固体析出的过程成为脱硅过程。温度偏低对原矿将中的sio2不能充分脱硅，进入管道化中溶液中的含硅矿物会在换热表面上析出，形成结疤，降低传热系数，当结疤厚度达到1mm时，所需热交换面积将增加1倍，特别是机组运行周期末期的汽耗比初期多10t/h左右，溶出温度也下降3――5度。温度过高则隔膜泵进口温度过高，容易对隔膜泵造成部分部件损坏，影响隔膜泵运行和机组进料量的温度。所以合理控制预脱硅温度是有效降低管道化溶出机组热能的有效措施。

2、冷凝水罐液位的控制，冷凝水罐里的冷凝水是从乏汽预热段排出来的，如果罐里水量过多，容易造成冷凝水存积在乏汽预热段，影响乏汽换热，水量过少或者保持空罐状态，乏汽预热段里的乏汽来不及换热就会直接进入冷凝水罐外排，造成浪费，所以冷凝水罐应保留30%-50%的液位最为合适。

3、不凝性气体的排放，许多氧化铝厂不凝性气体的排放是在停留罐，而也有一部分是在乏汽预热段进行不凝性气体的排放，不凝性气体如果不及时排放，或间隔时间过长，会造成管道内不凝性气体存留过多，影响乏汽换热效果。而如果排放太频繁，会造成多余的热量排放出去，造成泄压，影响换热，建议6-8小时排一次最合适。

4、熔盐炉熔盐温度的控制，熔盐炉作为向管道化机组热源，加热熔盐送至熔盐加热段对管道内的矿浆进行加热到270度左右，保证熔盐温度也是保证管道化溶出机组的溶出温度的重要途径。而熔盐温度可以通过煤气压力和熔盐炉负荷控制的调整来提高温度，但是我们可以通过更为精细的操作来保证熔盐温度，不如调整熔盐炉鼓风机频率，降低风机频率，可以降低炉子氧含量，保证熔盐炉内煤气燃烧的更加充分，但是氧含量不能太低，否则溶出造成事故，每个氧化铝厂的情况不同，可以根据操作工的工作经验进行适当的控制，一般控制在2.0左右。

二、创新改造方面

管道化溶出车间管道多，流程复杂，外排蒸汽量也较大，如何合理利用多余的蒸汽，避免造成浪费，也可合理节约系统热能，下面我们介绍部分氧化铝生产厂的技术改造项目。

1、预热蒸汽改造，溶出车间现场两线机组每次在开车前，按工艺要求都要用180度左右热量的新蒸汽对WBT管道进行预热，使BWT8--BWT4温度上升到90-50度左右。在机组检修完快结束时，就是在机组开车前6个小时，就需开启七、八新蒸汽流程进行管道加热，按工艺要求都要用180度左右热量的新蒸汽对WBT管道进行预热，使BWT8--BWT4温度上升到90-50度左右，其目的是为了防止流程管道太凉，热母液进入流程后产生冷热交替现象，造成管道剧烈震动，发生裂管、爆管事故。预热管道会使用大量的新蒸汽造成车间能耗成本增加。

新流程的改造是利用两线机组E9自蒸发器乏汽回收利用加热预脱硅槽内部料将蒸汽流程管道，在此流程管道的中间接近现场BWT段七、八级流程处架设管道进行连通，两个流程接通后增加控制阀门，进行开关。

经计算新蒸汽压力均在0.015Mpa左右，而两线机组E9乏汽压力在0.22Mpa左右，热值也在150℃左右，BWT段七、八级生产正常温度为120℃-140℃，利用E9乏汽对七、八级管道进行加热是能满足生产需要的。在架设、使用新流程中，原新蒸汽加热流程不变，可备用。

两线机组开车七、八级新蒸汽预热改为乏汽预热流程改造，能保证溶出机组正常开车所需温度要求，又能节省新蒸汽使用量，降低了车间能耗浪费。

2、自蒸发器预热利用，溶出机组第九级自蒸发器随着机组产量的提高，系统内的压力、温度都不断上升，压力由原来的0.08-0.10MPa升到现在的0.16-0.18MPa，温度也由原来的126度上升到138度左右，出口乏汽相应也增大了排量，经研究决定，把第九级自蒸发器出口的乏汽进行回收，通过管道送到预脱硅槽利用内部盘管加热矿浆。流程改造好后，减少了乏汽的外排量达到了减排的目的，把乏汽回收接进预脱轨槽内利用盘管对矿浆进行加热，节省了新蒸汽达到了降耗的效果，同时避免了大量乏汽直接进入热水槽上汽水分离器内，长时间冲刷造成分离器损坏。改造项目在两线第九级自蒸发器的顶部安装一台DN200PN16的控制闸阀，在阀门后新接以流程去预脱硅槽，流程接入原新蒸汽去脱硅槽流程上，同时安装控制阀门，进槽子加热利用原流程。

按有关规定，为保证脱硅槽的温度及进隔膜泵温度，控制脱硅率合格，要求脱硅槽温度控制在96度以上。经过运行观察利用机组乏汽加热脱硅料浆，能满足机组正常生产需求，现已完全替代新蒸汽的使用。

3、熔盐炉煤气管道伴热改造，溶出车间四台熔盐炉进炉煤气管道，每年在冬季（11月份到下一年2月分）共四个月时间，熔盐炉使用的煤气经过煤气管道送入熔盐炉顶燃烧室内部，由于煤气成份内含有水份，在冬季室外温度偏低时，管道内煤气就会带有大量水分，在进入燃烧室时经过很多控制阀门，水份存留在阀门内，在点炉或正常生产调整负荷时，阀门会出现开、关不到位或卡死现象，造成炉子跳停和影响正常点炉。

现在溶出车间四台熔盐炉煤气管道，在进入冬季温度偏低期间，为降低煤气附含的水份，均要使用新蒸汽对煤气管道内煤气进行加热，加热时间为四个月之多，四条煤气管道加热使用新蒸汽每小时为3吨/h左右。

新流程的改造是利用两线机组E9自蒸发器乏汽回收利用加热预脱硅槽内部料将蒸汽流程管道，在此流程管道接近原新蒸汽去熔盐炉流程开关阀门后，进行连通，同时安装一台控制阀门，使新、旧两个流程进行隔离使用。

经计算新蒸汽压力均在0.015Mpa左右，而两线机组E9乏汽压力在0.22Mpa左右，热值也在150℃左右，送来煤气温度冬季在55℃，利用机组乏汽对熔盐炉煤气管道进行加热是能满足生产需要的。熔盐炉煤气管道新蒸汽加热改为机组乏汽加热流程改造，能保证熔盐炉稳定正常运行所需温度要求，又能节省新蒸汽使用量，降低了公司制造成本和车间能耗浪费。

结论：不管是在生产上进行精细化操作，还是进行合理化改造，目的都是为了合理利用管道化的热能，避免造成大的浪费，在目前氧化铝行业经济形势较差的情况下，进行节支降耗，优化成本。