【摘 要】
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拜耳法氧化铝生产过程中两个主要的耗汽单元是铝土矿的溶出和母液的蒸发。溶出过程中的蒸汽加热技术不仅大幅提高了溶出温度,而且降低了氧化铝生产过程中的能耗;母液的蒸发主要有两方面作用,一方面可平衡氧化铝生产过程中的水量,另一方面可排出杂质盐类。但是,我国的氧化铝生产工艺中的蒸发装置存在以下弊端,如循环效率低、蒸汽消耗偏高、容易结垢、设计蒸水能力达不到等。据统计,蒸发工序的能耗约占氧化铝生产总能耗的19%
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拜耳法氧化铝生产过程中两个主要的耗汽单元是铝土矿的溶出和母液的蒸发。溶出过程中的蒸汽加热技术不仅大幅提高了溶出温度,而且降低了氧化铝生产过程中的能耗;母液的蒸发主要有两方面作用,一方面可平衡氧化铝生产过程中的水量,另一方面可排出杂质盐类。但是,我国的氧化铝生产工艺中的蒸发装置存在以下弊端,如循环效率低、蒸汽消耗偏高、容易结垢、设计蒸水能力达不到等。据统计,蒸发工序的能耗约占氧化铝生产总能耗的19%~24%,蒸汽消耗占总汽耗的50%~60%,占生产成本的9%~11%。汽水平衡已成为氧化铝冶炼过程中的短板,变成制约氧化铝产能发挥的重要因素。本文针对某氧化铝厂拜耳法生产过程中的溶出系统和母液蒸发系统两个主要耗汽单元,突破氧化铝生产工艺和自备电厂高压锅炉用水标准等条件的限制,基于系统热平衡原理,进行相关计算和设计,对拜耳法氧化铝生产系统中的汽水平衡进行改造,提出溶出系统和母液蒸发系统的新蒸汽冷凝水流程改造。本文的主要研究结果如下:对某氧化铝厂拜耳法氧化铝生产系统中制约汽水平衡的关键问题进行了分析,由于新蒸汽冷凝水电导率及温度偏高,热电厂无法直接使用,需经过降温和二次处理后使用。由于处理能力有限,造成部分热水外排,使得蒸发工序仅部分冷凝水回收,造成汽水失衡,热量损失。根据多级蒸发原理,进行热平衡计算。通过理论计算和改造,每组新蒸汽可使用量减少7 t/h左右。运用闪蒸降温降压的理论,充分利用蒸发器能够提供负压的工艺环境,根据现有设备的性能和工艺参数,设计开发一套闪蒸设备,将闪蒸设备和蒸发器串联在一起,将高压溶出后的高温新蒸汽冷凝水直接闪蒸(160 t/h,140℃),分别进入两组蒸发系统。蒸发系统的新蒸汽冷凝水温度为138℃左右。将原流程的进入换热器换热改为继续进闪蒸,三效到五效的加热室,与各效加热汽同时参与换热。改造后的汽水平衡技术应用结果表明:汽水平衡技术高效稳定,能够大幅度降低新蒸汽冷凝水的温度和提高冷凝水的回收率,减少自备电厂新水消耗,使整个氧化铝生产系统汽水达到平衡,实现生产废水零排放;同时汽水平衡技术能够将蒸发器的新蒸汽消耗降低1 0%以上,具有明显的降本增效效果。
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