氧化铝高压溶出工序热能消耗及节能措施

蒋 干

（中国铝业股份有限公司广西分公司氧化铝厂，广西 百色 531400）

氧化铝在生产中能源损耗相对较多，尤其是在使用碱法生产氧化铝时，会因为蒸汽设备导致能耗的不断增加，而高压溶出作为蒸汽设备使用中较为重要的一种形式，因受到设计、安装、材料及运行等方面的影响，很容易导致溶出率降低，不仅影响最终氧化铝的产量，还会带来较大的热能损耗。为此，需要对高压溶出系统实施优化处理，在保证溶出率的同时，降低能源损耗，提高氧化铝产量和质量。

1 温度对氧化铝生产的影响

氧化铝在生产过程中需要实行高压加温，但加温后的氧化铝中含有的元素会发生不同程度的化学反应，产生化学沉淀物，这些沉淀物一旦大量附着在容器设备表面，会直接影响容器设备的热传递性能，进而影响溶出反应效果[1]。

2 影响氧化铝冶炼效率的因素

2.1 蒸汽压力与温度不符

要想提升氧化铝冶炼效率，降低能源损耗，就需要对蒸汽压力和温度予以科学控制，注重两者的适宜性，这样才能发挥出蒸汽机的性能，提升氧化铝生产效率。温度是影响氧化铝生产的主要原因，据现有数据可知，氧化铝生产中，温度每升高10℃左右，氧化铝的生产效率会加快近一倍的速度。在高压溶出中，要求氧化铝生产的蒸汽压力控制在5.6MPa～6MPa之间，温度控制在275℃～285℃之间，如果超过或达不到规定的生产标准，就会出现能源损耗问题，进而降低生产效率，加大损失的形成。

2.2 料位未达标

在冶炼过程中，矿浆的中断会导致料位下降，无法达到规范标准要求，并伴随着一系列危险问题的产生。首先，料位下降会使矿浆在加热过程中无法按照原定要求进入到加热管束中，这使得加热管束在运行中产生较大磨损力，造成破裂危险的产生，降低使用安全。其次，高压加热过程中，由于受热不均，使得加热管束内外压强发生较大的变化，当压强过大时，会直接引起加热管束爆裂问题，造成爆炸事故。最后，料位下降使矿浆与蒸汽接触面逐渐缩小，加热时间会相对减少，在温度不变的情况下，蒸汽含量会有所增加，这不仅降低了生产效率，也会带来资源与能源的大量损耗。

为此，在氧化铝冶炼生产过程中，有必要对温度与压力值实行科学管控，从而在保证设备系统正常运转的前提下，降低资源浪费，提高溶出率，保证生产效率，帮助企业获得更大的经济效益。

2.3 搅拌装置运行异常

搅拌装置在运行中如果出现问题，如磨损严重、损坏故障等，会缩小矿浆与蒸汽的解除面积，造成氧化铝生产中出现受热不均或温度不达标的情况，进而降低生产效率。

因此，要对搅拌装置的运行情况进行掌握，并采取合理的加固处理措施，如利用实心部分替换搅拌设备中的空心部分等，维护搅拌设备的安全运转，避免故障问题的发生，提升养护率与生产效率。

2.4 管道结疤

间接加热、管道内外部加热过程中很容易出现结疤情况。这是因为在生产过程中，由于酸洗时间较长，料浆在加热和传输过程中依附在管道表面，且长时间得不到有效清洗，最终产生结疤现象。结疤问题的出现会降低管道的热传导系数，减弱温度供应效果，进而造成较大的汽耗问题。据实际检测数据可知，1mm左右的结疤会使热传导效率降低约一半以上。因此，需要对管道结疤实施有效清理。定期开展清洗工作，做好酸洗处理，避免管道发生结疤问题。对于一些结疤较为严重的管道，可通过高压水酸洗等方式予以处理，提高管道热传导性能。

2.5 加热冷凝水堆积

对于间接加热溶出罐，经常会存在冷凝水堆积过多的情况，这会影响蒸汽与料浆的接触，缩小接触面积，降低蒸汽加热效果，最终阻碍氧化铝生产作业的进行。为此，需要定期实施冷凝水疏水处理，改进管道的运行质量，确保冶炼温度要求在规定标准范围内。为让冷凝水及时排出，可在排放管道增加旁路调节阀，当自动疏水阀故障时，可以通过调节阀排放冷凝水。日常维护中，要对冷凝水水位计实行检查，及时校验，保证指示准确可靠。

2.6 不凝结气体排放不及时

溶出罐内存在的不凝结气体如果不能及时排除，会导致罐内压力不断增加，对料位带来较大压力，而料位的降低则会直接导致加热管束无法安全运转，增加生产过程中的安全隐患，另外，间接溶出罐内，不凝结气体排出的不及时会直接影响换热效果，缩小料浆与蒸汽换热面积，缩短料浆的停留时间，从而影响加热温度，一方面降低生产效率，另一方面直接威胁管道设施的使用安全，增加设备零部件间的摩擦阻力，使得故障频发。且低料位运行，也容易产生罐体的振动、晃动，造成泄漏。所以设备运行过程中，务必根据溶出罐压力、出料温度，料位等参数及时实行调整，定期排放不凝结气体。

2.7 不合理操作

在系统操作过程中，工作人员不能对相应参数或操作方式的变化予以及时调整和优化，操作过程中未按照规范要求步骤进行，设备检修和维护工作不及时，破损零部件或设备在长时间磨损下未得到及时更换和处理，这些问题都会导致生产过程中存在较大的热能损耗，进而影响氧化铝生产效率。

系统运行中，要求工作人员认真落实岗位责任制，开展日常巡检，发现设备隐患应及时处理，停车、闷罐，以免造成蒸汽浪费：设立严格合理的奖惩机制，对溶出工序主要消耗的参数实行考核、奖励，充分调动职工的积极性。

2.8 闪蒸发器排气带料

闪蒸发器蒸后会以二次蒸汽作为主要热源，实现溶出罐浆料的预热处理，在这一过程中，很容易因节流孔板磨损严重或脱漏、末级闪蒸发器结晶、溶出罐破损等问题，出现二次蒸汽带料的情况，进而降低二次蒸汽量的使用效果，造成较大的热能损耗。

3 氧化铝溶出机组的节能措施

3.1 合理规划溶出机组检修计划，保证溶出机组的使用效率

溶出机组使用的合理性与否会直接关系到氧化铝的产量高低，为此需要对溶出机组实行科学管控，减少故障问题的产生，达到氧化铝生产目标。这就要求工作人员结合实际情况制定科学合理的检修计划，对溶出机组展开定期检查与维护，降低故障问题的产生。同时，通过改造必要工艺和设备，优化技术指标等措施，来提高机组运转率，降低热能的消耗。

在检修过程中，如果发现泄漏较为严重的溶出管束，要及时予以更换和处理，避免换热不均、管道堵塞等问题的产生。同时还要做好日常清洗工作，增大管束应用率，优化生产水平。

3.2 做好冲洗工作，注重溶出罐的传热性

溶出罐应按照每3个月为一个周期，实施一次清洗作业，并以每4年为一个周期，完成溶出罐的更换，对更换的溶出罐实行检查，合格后方可应用到生产作业中。再者，对蒸汽系统的阀门展开检查，保证关闭严密性，调节阀开关的灵活、可靠。且增大运行中的进料量，加大蒸汽、料浆接触面积，从而提高蒸汽利用率，减少热能消耗。

3.3 改进工艺流程

工作人员需做好系统流程的检查、梳理、更新与优化作业，及时找出存在的泄漏位置，并加以改进。做好搅拌设备日常检修工作，合理把控温度与蒸汽压力的变化，确保其在规定范围内，做好管道清洗，以改善热传导性能，降低能耗，增加溶出率，保证氧化铝的产量。

4 结语

针对氧化铝生产中存在的能耗问题，重点要加大对蒸汽压力与温度的管控，解决温度不均、压力不均衡等问题的成因，从而改进氧化铝生产效率，确保其满足现今生活及生产中对氧化铝的各项需求。