氧化铝生产能耗分析及节能研究

2018-11-07张卿轩

世界有色金属 2018年15期

张卿轩

（中国铝业广西分公司氧化铝厂蒸发车间，广西百色 531400）

当今社会，随着人们环保节能意识的不断增强，任何行业都只有秉持着“绿色环保，节能减排”的基本原则，才能最大程度上增加能源资源的利用效率，扩大企业的市场占有份额。

就我国氧化铝生产工业而言，虽然其为我国经济发展做出了贡献，但氧化铝的工业生产依然存在着极大的问题，不仅在一定程度上造成了能源资源的极大浪费，而且生产过程中污水、废气等的排放也给周围环境带来了巨大的破坏。在此基础上，本文对氧化铝工业生产过程中能源消耗分布进行了一定的研究和分析，并进一步探讨了氧化铝工业生产节能降耗的有关措施方案，旨在为我国氧化铝生产工业的发展带来一定的思考和启迪[1,2]。

1 氧化铝工业生产过程中的能源消耗分布

通常情况下，氧化铝工业生产过程中能源消耗分布可大致分为两个方面：①进入氧化铝工业生产系统的能源消耗分布。在氧化铝工业生产过程中，能源消耗主要集中在蒸汽耗能、电力耗能等方面。蒸汽可分为高压蒸汽和低压蒸汽两部分，其所消耗的能量占据能源消耗总量的60%。水则分为新水和循环水，而氧化铝工业生产系统的燃料消耗主要有石灰石、氢氧化铝等焙烧所需能源[3]。总之，进入氧化铝工业生产系统的能源消耗分布图大致如表1所示。②氧化铝工业生产过程中蒸汽的能源消耗分布[4]。

众所周知，氧化铝工业生产工序主要有预脱硅、溶出、蒸发等阶段，而在众多工艺过程中，溶出和蒸发两个生产过程所消耗的蒸汽能量高达系统消耗蒸汽总量的67%，且占据了整个氧化铝生产过程能源消耗总量的40%。总之，氧化铝工业生产各工序蒸汽能量消耗分布图如表2所示。因此，有关工作人员若需降低氧化铝工业生产整个系统的能源消耗，可从上述两个方面考虑，采取适合本企业工业生产实际情况的节能降耗措施。

表1 进入氧化铝工业生产系统的能源消耗分布图

表2 氧化铝工业生产各工序蒸汽能量消耗分布图

2 节能降耗措施探讨

2.1 提高系统循环利用效率

通常情况下，我国铝土矿资源需在高温高浓度的碱性条件下溶出，因此，氧化铝工业生产过程中碱浓度的大小和温度的高低是影响其溶出作用的重要因素。故在氧化铝生产企业现有机械设备等条件不发生变化的前提下，通过控制氧化铝工业生产过程中碱浓度以提高系统的循环利用效率，从而降低氧化铝生产的能源消耗。众所周知，在溶出矿液苛性比固定的情况下，溶出矿液中苛性钠的含量越高，其分解率差值也就越低；而在溶出浆液中苛性钠含量固定的前提下，随着溶出液苛性比的不断增加，循环效率差值却在逐渐升高。

因此，若氧化铝工业生产企业采用后加矿增浓溶出技术，能在一定程度上提高其分解率，从而增加循环效率，降低氧化铝工业生产的能源损耗。

2.2 提高冷凝水利用效率

通常情况下，氧化铝工业生产过程中溶出、蒸发两阶段所产生的冷凝水主要有新蒸汽冷凝水和二次蒸汽冷凝水两大类，而新蒸汽冷凝水所携带的能量占氧化铝工业生产系统蒸汽总能量的10%～25%左右，主要用于氧化铝工艺系统的内部消化和返回电厂作为锅炉水的二次循环利用。在氧化铝工艺系统的内部消化时，氧化铝溶出阶段新蒸汽冷凝水的能量回收约为0.75，氧化铝蒸发阶段新蒸汽冷凝水的能量回收则约为0.16；而在返回电厂作为锅炉水的二次循环利用时，溶出阶段锅炉补水的能量回收约为0.84，蒸发阶段锅炉补水的能量回收则约为0.21。因此，氧化铝工艺系统中冷凝水的利用还存在极大的潜力，工作人员应增强对其的合理利用以有效降低系统对能源的消耗。

2.3 蒸发阶段循环回水的合理利用

众所周知，氧化铝工业生产系统中，为增加末效二次汽的循环利用效率，系统在蒸发工艺阶段设置了单独的循环水利用系统，通过水冷器等将低温循环水和末效二次汽回收降温，从而完成整个蒸发水循环利用的过程。而在此过程中，系统中循环回水所携带的热能并不能得到有效利用，且还增加了消耗的额外热能。因此，为有效降低氧化铝工业生产系统的能源消耗，工作人员可改变循环回水的利用方式，将其作为氢氧化铝洗水、种子洗水等工艺洗涤用水，以此有效利用循环回水中所携带的能量并降低额外电能消耗。

2.4 降低溶出浆液蒸汽加热耗能量

通常情况下，氧化铝工业生产过程中溶出浆的加热可大致分为二次汽预热和新蒸汽加热两大类。而在目前生产过程中，二次汽预热常采用矿浆自身蒸发所产生的热气，因此，二次汽预热设备的出口处矿浆温度越高，加热新蒸汽所需的能耗量越低。因此，工作人员可根据企业生产情况和设备的配套情况选择合适的套管，尽可能地延长套管换热器的使用时间，增加二次汽预热设备的出口温度，从而降低新蒸汽加热系统所需要的耗能量。