拜爾法生產(chǎn)氧化鋁節(jié)能降耗的探討

摘 要：文章簡(jiǎn)單介紹了氧化鋁生產(chǎn)的工藝節(jié)能點(diǎn)，重點(diǎn)介紹了中國(guó)在拜爾法生產(chǎn)氧化鋁重點(diǎn)能耗的技術(shù)進(jìn)步，同時(shí)闡述了生產(chǎn)實(shí)踐中降低拜爾法能耗的技術(shù)途徑，并提出了拜爾法氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能建議與展望。

關(guān)鍵詞：降低；拜爾法；氧化鋁；節(jié)能降耗

1 工藝節(jié)能

原礦漿制備時(shí)氧化鋁生產(chǎn)中的重要工序，其任務(wù)就是為高壓溶出制備合格的原礦漿，制備礦漿的兩個(gè)要求是：參與化學(xué)反應(yīng)的物料要求有一定的細(xì)度；參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)要有一定的配比和混合均勻。因此原礦漿的制備在氧化鋁生產(chǎn)中將直接影響到氧化鋁的溶出率、沉降性能、以及氧化鋁的產(chǎn)量和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。在此就磨礦粒度和配堿濃度兩個(gè)方面闡述。

2 在降低蒸汽消耗方面的主要技術(shù)措施

中美鋁業(yè)生產(chǎn)過(guò)程原來(lái)使用的新蒸汽由登電集團(tuán)——自備電廠或新錦電廠供應(yīng)，由于電廠方面供汽能力、設(shè)備故障等原因，在使用過(guò)程中存在很多問題，造成頻繁停汽且蒸汽壓力持續(xù)偏低，蒸汽壓力長(zhǎng)期在0.3MPa以下，給生產(chǎn)穩(wěn)定和指標(biāo)優(yōu)化帶來(lái)很大困難。

中美鋁業(yè)目前40萬(wàn)噸的氧化鋁生產(chǎn)規(guī)模，生產(chǎn)每噸氧化鋁耗用約1.4t新蒸汽，其費(fèi)用占氧化鋁生產(chǎn)成本的10%左右。中美鋁業(yè)每年新蒸汽的耗用量為52萬(wàn)噸左右，產(chǎn)生費(fèi)用約9000萬(wàn)元（按目前每噸173元的價(jià)格計(jì)算）。

我公司現(xiàn)在更換蒸汽供應(yīng)方為華潤(rùn)集團(tuán)。蒸汽管網(wǎng)更換后，按40萬(wàn)噸氧化鋁產(chǎn)量計(jì)算，單蒸汽款一項(xiàng)每年可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益3500萬(wàn)元。華潤(rùn)集團(tuán)供汽比較穩(wěn)定，供汽壓力較高，有利于生產(chǎn)穩(wěn)定，可以減少因停汽或蒸汽壓力波動(dòng)引起的指標(biāo)惡化及各種潛在損失，有利于企業(yè)的節(jié)能降耗工作。

3 在降低電耗方面的主要措施

3.1 實(shí)行車間強(qiáng)制峰谷用電措施

用電車間必須嚴(yán)格按照峰谷用電實(shí)施方案，用電車間必須迅速結(jié)合實(shí)際制定本車間的應(yīng)急預(yù)案；對(duì)車間執(zhí)行嚴(yán)格的監(jiān)督手段和控制措施。由能源裝備部、生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)部、電儀車間，根據(jù)規(guī)定對(duì)各車間避峰制度的情況進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督檢查。對(duì)不執(zhí)行峰谷用電計(jì)劃擅自超用電的車間，一經(jīng)查實(shí)，將視為違章用電，按電力電價(jià)費(fèi)用嚴(yán)加處罰；調(diào)度室及電儀車間中心站要密切監(jiān)控各車間用電指標(biāo)情況，必要時(shí)強(qiáng)制采取峰谷措施。

3.2 河南中美鋁業(yè)有限公司原供電電源來(lái)自登電集團(tuán)獨(dú)立電網(wǎng)，其熱電廠兩臺(tái)210MW發(fā)電機(jī)組發(fā)電運(yùn)行，并網(wǎng)問題遲遲解決不了，安全可靠性及供電質(zhì)量較國(guó)家電網(wǎng)低。自2008年以來(lái)，發(fā)生過(guò)兩次發(fā)電機(jī)組全停事故，此外，其供電區(qū)域內(nèi)供電線路發(fā)生短路事故多次，引起電壓波動(dòng)，給我公司安全生產(chǎn)造成多次重大影響。2008年，中美鋁業(yè)向河南省電力公司提出申請(qǐng)，雙回路接入國(guó)家電網(wǎng)供電。河南省電力公司（豫電計(jì)[2008]991號(hào)）已對(duì)中美鋁業(yè)供電接入系統(tǒng)進(jìn)行了批復(fù)，同意110kv雙回電源接入鄭州電網(wǎng)，由鄭州地調(diào)一級(jí)調(diào)度。線路建設(shè)及相關(guān)費(fèi)用（包含接入系統(tǒng)的變電站側(cè)一次間隔和二次相關(guān)設(shè)備）均由中美鋁業(yè)出資建設(shè)。

經(jīng)與鄭州電力設(shè)計(jì)院聯(lián)系，雙回路建成后，電源安全可靠性能夠得到保障，減少停產(chǎn)事故次數(shù)。

4 降低新水消耗的主要措施

4.1 大力開展技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)，進(jìn)行了一系列的技術(shù)改造。其中設(shè)備機(jī)封水和冷卻水用新水的有12處，通過(guò)以上技術(shù)措施，每個(gè)車間所有設(shè)備的機(jī)封水及冷卻水全部用循環(huán)水，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的機(jī)封水及冷卻水用新水為零的突破，節(jié)水顯著，每天可節(jié)約新水3-5萬(wàn)t。

4.2 將生產(chǎn)過(guò)程中熱水槽水源由新水改用蒸發(fā)不合格回水，節(jié)約了大量的新水。

4.3 2011年7月份我公司開始添加氫氧化鋁脫水劑，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)得，脫水劑的加入量按30g/t·AH既經(jīng)濟(jì)又能得到較理想的脫水效果，添加脫水劑后氫氧化鋁含水率下降2%以上，附堿下降0.008%左右，洗水量節(jié)約8m3/h左右。

使用脫水劑后的效益計(jì)算：

以下計(jì)算都以30g/t·AH的脫水劑加入量、脫水率按2%和不使用脫水劑時(shí)附水為5%做為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。

（1）節(jié)約洗水的計(jì)算：

從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表可得知，使用氫氧化鋁脫水劑后洗水量平均約為24m3/h，不用氫氧化鋁脫水劑的洗水量平均約為32m3/h，即每小時(shí)可節(jié)約洗水8m3，則全年可節(jié)省洗水：8m3/h×24h×365=70080m3。

（2）關(guān)于附水減少后節(jié)能的計(jì)算：

由上一步計(jì)算可知在AH的產(chǎn)量不變的情況下焙燒爐每小時(shí)少處理90-88.14=1.86t洗水。

將物料中的水份蒸發(fā)掉需要的熱量分兩部分：一是將附水先加熱到沸點(diǎn)的熱量，二是將沸水變成水蒸汽的熱量。

每小時(shí)將1.86噸水加熱所需的熱量為：4.2×103×1000×1.86×（100-30）=5.468×108J.（按水的沸點(diǎn)100，水的常溫為30計(jì)算，水的比熱為4.2×103J/Kg·℃）

每小時(shí)將1.86噸沸水汽化所需的熱量為：2.26×106×1000×1.86=4.204×109J

（水的汽化熱：2.26×106J/Kg）

則每小時(shí)將2.67噸水蒸發(fā)所需的熱量Q為：5.468×108J+4.204×109J=4.7508×109J

即每小時(shí)可節(jié)約的煤氣量為：

Q÷[煤氣熱值（1500×4.2×103）×焙燒爐換熱效率（70%）]

=4.7508×109÷（1500×4.2×103×70%）

=1077.3Nm3

則每天可節(jié)約：1077.3×24=25855.2Nm3

按每標(biāo)方煤氣0.4元計(jì)算，每天可節(jié)約10342.08元，每天的脫水劑消耗為30×88.14×24÷1000=64.5kg，按每天消耗70kg、每公斤35元計(jì)算，則在每小時(shí)下料88.14t的情況下，每天可節(jié)約：10342.08-70×35=7892.08元。

4.4 河南中美鋁業(yè)有限公司從降低成本、節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境多個(gè)角度出發(fā)，結(jié)合自身情況，于2010年，共投資184萬(wàn)元，建設(shè)了80m3/h生活污水處理工程，該工程采用A/O生化處理工藝。工藝流程為：生活污水直接進(jìn)入調(diào)節(jié)池，由泵提升至平流沉淀池后，再用泵將沉淀池出水抽進(jìn)A/O反應(yīng)池，A/O出水自流進(jìn)入斜管沉淀池，斜管沉淀池清夜自流到砂濾池，經(jīng)過(guò)濾處理達(dá)標(biāo)后回用于生產(chǎn)，進(jìn)入溶出車間熱水槽，供應(yīng)沉降車間沉降槽熱水沖洗系統(tǒng)用水，同時(shí)還可以作為綠化用水，美化了環(huán)境，實(shí)現(xiàn)了污水零排放。沉淀池和斜管沉淀池污泥排放到集泥池，經(jīng)泵進(jìn)入到污泥濃縮池，再經(jīng)壓濾機(jī)脫水處理后外運(yùn)。

該系統(tǒng)建成投運(yùn)后，可將生活污水處理后全部回用于生產(chǎn)不外排，給公司節(jié)約新用水量約500T/d，同時(shí)環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益可觀。

5 節(jié)能建議與展望

節(jié)能減排工作不僅是貫徹科學(xué)發(fā)展觀的要求和企業(yè)生存發(fā)展的需要，日益激烈的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，使的中國(guó)氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步顯得更加重要。不斷降低拜爾法氧化鋁生產(chǎn)能耗，以最小的能耗獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益出發(fā)，一方面應(yīng)從開發(fā)和推廣應(yīng)用節(jié)能新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備出發(fā)，進(jìn)一步加強(qiáng)企業(yè)節(jié)能管理，實(shí)現(xiàn)全方位節(jié)能。

參考文獻(xiàn)

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