摘 要 氧化铝生产中溶出和蒸发等环节都会消耗大量的热，采取烟气余热回收技术来回收上述环节中所释放的热量就可有效降低氧化铝生产中的能源消耗，从而实现绿色化学的目标。当前在氧化铝生产过程中，热能回收利用的效率较低，为了改变这一现状，应积极优化氧化铝生产流程，提高生产效益，保证生产安全。

关键词 氧化铝；能源损耗；蒸发；溶出

热能现阶段的氧化铝生产过中，能源消耗占到了总成本的3成左右。故而为了达到节能降耗的效果，应采取积极的措施优化生产工艺及生产流程。拜耳法是氧化铝生产中采用的主要方法。

1 高压溶出蒸发冷凝水概况

以某氧化铝生产企业为例，企业氧化铝生产系统当中主要有2组高压溶出机组，矿浆处理达到了每小时900立方米，生产中采取间接加热的方式，并同步回收余热，实现再次利用。使用压强为6.4MPa的新蒸汽加热，在加热时，单个机组每小时可生产90-100吨高温新蒸汽冷凝水，冷凝水的温度为150-160℃，设备正常运行时，冷却水导电率为5μs/cm。除了部分冷却水要进行去氢铝洗涤以外，剩余的冷却水都要送入热电除氧器当中。这一过程中还要开展换热降温处理，这也在一定程度上影响了冷凝水余热的利用率。在蒸汽时，应使用两台流效降膜发机组，利用压强为0.6MPa的新蒸汽加热。加之氧化铝生产中还要保证水盐处于平衡的状态，单台机组的蒸汽能力为每小时140-150吨，平均汽水比为0.3，需要每个小时释放100吨新蒸汽冷凝水，电导率为5μs/cm，且冷凝水温度为70℃，方可去热电。

2 新蒸汽冷凝水理化参数和水化性质分析

分别从压力、温度、流量、电导率等方面对系统的理化参数进行分析，如表1。实际的最大产水量为：高压溶出机组2×63=126m3/h，而蒸发机组为2×50=100m3/h，二者共计226m3/h。对高压溶出新蒸汽冷凝水和蒸发工序新蒸汽冷凝水的可供热电的回水能力、回水温度、运转率、电导率和实际回水进行了深入研究，结果如表1和表2所示。

氧化铝生产中，蒸汽直接冷凝过程中会自带一些微量的杂质，蒸汽使用时，加热管破裂、蒸发工序中会发生溶解，加热管渗漏、机械携带和输送的过程中会出现大量的三氧化二铁，其他的杂质有二氧化硅、氧化钠和氧化铝等。在70℃的条件下，杂质会主要呈现水化物及微胶状，而碳酸钠和氧化钠的水化物则主要呈离子的形式。冷凝水的平均导电率为5-10μs/cm，锅炉水的导电率不超过15μs/cm，含钠量不超过10μg/kg，且全硅不超过20μg/kg，全铜不超过5μg/kg，氧气不超过7μg/kg，加之在25℃下其pH应在8.8-9.3之间，过剩的N2H4应在10-30μg/kg之间。

3 冷凝水安全输送及处理

高压溶出冷凝水具有高温的特点，应进行二次闪蒸得到二次蒸汽，蒸汽在预脱硅中应用较为广泛，由于输水系统与液位控制系统的数量不足，二次蒸汽会跟随冷凝水进入到冷凝水输送通道当中。通常，水汽在管道内会均匀混合，但是混合状态下的冷凝水在送至管道的末端时，由于管道压力大幅下降，管道内的砌体明显增多，气相空间也会有所变化，所以也会对输送的速度产生较大影响。在非正常情况下，输送管道可能会出现某一段均为液体而另外一段则处于液体与气体共存的状态，而这一现象也会使冷凝水管道发生较为明显的振动现象，管架会频繁晃动。若振动幅度较大，就可能会影响到设备的性能，甚至引发严重的安全事故。而输送管线内的高压溶出冷凝水与蒸汽管道的稳定性较差，则是发生这一现象的主要原因[1]。

4 工艺优化策略及效益

将一台气动调节阀设置在高压溶出冷凝水罐底部的出水管道上，通过调节阀的冷凝水会流进一根新增的管道当中，从而将冷凝水送到蒸发器中。新增的三台高效汽水闪蒸汽以并联的方式连在一起，高温冷凝水会经过闪蒸器，第三台闪蒸器的二次汽会进入到闪蒸器的不同汽室，其分别是Ⅲ效、Ⅳ效及Ⅴ效。同时加设两台备用的热水泵，井闪蒸处理的冷凝水会经过热水泵进入到分离器当中，分离器可对水质进行自动监测，之后将质量不合格的冷凝水引入蒸发不合格的水槽内，合格的冷凝水引入到合格水槽当中。在检查好合格水槽中的冷凝水后，将其送入到热电，从而提高冷却水余热的利用效率。

为了保证该系统的运行状态，应在高效汽水闪蒸器当中设置特种液位计，确保三台闪蒸器坑缺水出口位置上的調节阀平稳运行，此外还可对闪蒸器内的液位进行自动监控，并实时监测冷凝水水质，从而保证流入到热点锅炉内的冷凝水水质均能满足运行要求，保证用水安全。

在优化氧化铝溶出新蒸汽冷凝水余热回收利用的工艺后，余热的利用率明显提高。在优化工艺后，溶出新蒸汽冷凝水余热可显著提高企业效益，如每小时可利用5.5吨的新蒸汽，以每吨90元来计算，则每年的热能利用效益为5.5×90×24×365=433.62万元。系统运行费用若按照24kW/h，0.6元/kW计算，一年的运行费用为：0.6×24×24×365=12.6万元。在维护支出上，每天系统维护的费用约为2.8万元，则企业可获得的综合效益为433.62-12.6-2.8=418.22万元。因此，合理利用溶出新蒸汽冷凝水余热可显著提高企业的经济效益。

5 结束语

结合上述所说，本文主要对某企业氧化铝生产中的溶出与蒸发系统进行了改进和优化，并且提高了溶出新蒸汽冷凝水余温加热的效率，以此优化生产流程。研究显示，在优化改造之后，生产中的余热利用效率得以显著提高，同时降低了企业生产的成本投入量，并减少了能源消耗，利用该生产技术，一方面提高了企业的经济效益，另一方面也提升了其社会效益，最终全面推动该企业的快速发展。

参考文献

[1] 冯延磊，丁丽.氧化铝生产高压溶出新蒸汽冷凝水热能利用工艺优化[J].广东化工，2014，41（7）：133-134.