氧化铝蒸发除盐系统的设计与应用研究
2012-10-20河南义翔铝业公司江景龙卫学武庞二中
河南义翔铝业公司 江景龙 卫学武 庞二中
本文，笔者以河南义翔铝业公司为例，从氧化铝生产过程中除盐工序的必要性出发，进行除盐系统的工艺流程设计、关键设备的选型、辅助设备的设计等，通过实践证明该系统设计的科学性。
一、蒸发工序除盐的必要性
在拜耳法生产氧化铝的工艺流程中，母液中含有的盐类主要有碳酸钠、硫酸钠等，其中以碳酸钠含量居多。在母液增浓过程中，由于各种盐类浓度提高，这些盐类将结晶析出，结晶物会附着在蒸发器板片上以及溶出管道的管壁上，并不断生长，最终形成极为致密坚硬的结疤，致使蒸发效率和溶出效率下降，进而不能满足经济运行的要求，因此需要停车处理结疤。蒸发母液中的碳酸钠浓度过高，结晶物还会随着流程进入槽罐内沉积，增加了清理槽罐的工作量。综合以上不利因素，有必要分离蒸发母液中的碳酸钠，分离出的碳盐可以进行苛化，以回收苛性碱，减少系统碱耗。苛化反应方程式如下：
二、除盐工艺流程设计
在工艺流程设计时主要遵循了以下几个方面的原则。
1.设备间的管道连接尽能的短而直，以减少人工补偿和由热胀位移所产生的力和力矩。
2.由于管法兰处易泄露，故生产管道除与设备接口和法兰阀门、特殊管件连接处采用法兰连接外，其他均采用对焊连接。
3.管线有坡向并设置放料阀，以免管内或设备内积液。
4.进料-脱水-卸料-洗网的整个生产过程应能实现自循环且自动化进行，以减轻工作人员的劳动强度。
按照上述原则设计的工艺路线如图1和图2所示。
三、离心机的选型
离心机是除盐系统中的关键设备，国内外厂家生产的离心机型式有数十种，各有其特点。离心机设备选型的基本原则是首先确定物料分离方式，然后根据物料特性及对产品的要求决定选用离心机的型式。氧化铝蒸发除盐系统属液固分离形式，宜选用过滤式离心机。本文中，笔者根据表1中的工艺指标，决定选用GK1250-NB转鼓型自动刮刀卸料离心机。
表1 工艺指标
四、辅助设备的设计
该系统的设备配置应尽量利用原有装备，以节约资金。考虑到进料固含的稳定性，笔者设计制作了稳压槽及旋流器各一个，稳压槽的大小及旋流器的规格以离心机进料流量为设计依据，稳压槽的规格为Φ1 200×1 200，旋流器结构尺寸如图3所示。
五、结论
除盐系统投入使用后，离心机、旋流器、控制系统等设备的性能满足工艺要求，产能可达2.5 t/h，从而有效降低了氧化铝生产系统中的碳盐含量，提高了管道化溶出效率，减轻了职工清理槽罐的劳动强度，用实践证明了该系统设计的正确性与实用性。
