拜爾法系統(tǒng)汽水流程優(yōu)化

肖建平（中電投山西鋁業(yè)有限公司，山西 原平 034100）

拜爾法系統(tǒng)汽水流程優(yōu)化

肖建平
（中電投山西鋁業(yè)有限公司，山西 原平 034100）

物料平衡、熱平衡是拜爾法氧化鋁生產(chǎn)過程控制的基礎(chǔ)，而汽水平衡作為兩大平衡控制的要點(diǎn)之一，對氧化鋁生產(chǎn)的節(jié)水、節(jié)能有著重要的影響。通過對汽水流程的優(yōu)化改造，提高工藝回水和余熱的利用率，能有效降低生產(chǎn)用水和用汽量。

汽水平衡；節(jié)能；流程優(yōu)化

汽水平衡作為拜爾氧化鋁生產(chǎn)過程中兩大平衡控制的要點(diǎn)之一，其控制的好壞直接影響到氧化鋁生產(chǎn)的水耗和汽耗。由于設(shè)計(jì)與實(shí)際生產(chǎn)出現(xiàn)偏差，我廠拜爾法工藝回水達(dá)不到熱電廠回收要求，造成汽水不平衡，一方面對熱水進(jìn)行排放，另一方面補(bǔ)充新水用于鍋爐產(chǎn)汽，造成極大的浪費(fèi)。

一、現(xiàn)狀分析

熱電廠產(chǎn)出的高壓蒸汽一部分通過減溫減壓后送往高壓溶出機(jī)組加熱段和保溫段對料漿進(jìn)行加熱；另一部分送往汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，發(fā)電后的廢汽送往母液蒸發(fā)一效和二效蒸發(fā)器進(jìn)行母液加熱。溶出機(jī)組加熱產(chǎn)生的冷凝水經(jīng)冷凝水閃蒸槽閃蒸后送往蒸發(fā)好水槽；蒸發(fā)器加熱產(chǎn)生的冷凝水直接送往蒸發(fā)好水槽。按設(shè)計(jì)，蒸發(fā)好水槽內(nèi)的工藝回水返回?zé)犭姀S進(jìn)行熱效換后送往鍋爐循環(huán)使用，但實(shí)際生產(chǎn)過程中工藝回水溫度較高，熱電廠無法完全回收。造成了汽水失衡，熱水外排，新水補(bǔ)充的現(xiàn)象，大量的水和熱量白白浪費(fèi)。

由 表1可以看出，工藝回水溫度高壓140℃，而受熱電廠混床溫度的要求，只有130t/h（約占回水總量的44%）左右的工藝回水送往熱電廠，經(jīng)過換熱后與其他水源混合一起進(jìn)行混床，大量的工藝回水被用作洗水或外排。

表 1 拜爾系統(tǒng)主要汽水參數(shù)

二、優(yōu)化方案

（一）目標(biāo)設(shè)置

1 本次的改造將減少蒸發(fā)每組新蒸汽使用量15t/h左右；利用余熱達(dá)到節(jié)能效果。

2 回?zé)犭姀S的工藝回水達(dá)到250t/h；使全廠的水系統(tǒng)盡量平衡，達(dá)到減排降耗的目的。

3 改善氧化鋁廠的環(huán)境，同時(shí)降低氧化鋁單位生產(chǎn)成本。

（二）改造方案

在每組蒸發(fā)機(jī)組增加2組閃蒸器，一組用于溶出回水的閃蒸，另一組用于蒸發(fā)新蒸汽冷凝水的閃蒸。新增閃蒸器（冷凝水自蒸發(fā)器）熱平衡計(jì)算結(jié)果 見表 2。

溶出回水經(jīng)新增閃蒸器閃蒸后，溫度降至71℃，流量降至140t/ h；閃蒸汽用于蒸發(fā)器加熱，產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)入二次水。

同樣蒸發(fā)新蒸汽冷凝水閃蒸后，溫度降至71℃，流量降至110t/h；閃蒸汽用于蒸發(fā)器加熱，產(chǎn)生的冷凝水進(jìn)入二次水。

閃蒸后溶出回水和蒸發(fā)新蒸汽冷凝水送往熱電廠回收利用。

三、效果檢驗(yàn)

經(jīng)過改造，蒸發(fā)好水槽內(nèi)的工藝回水能完全被熱電廠回收利用，改造后蒸發(fā)器新蒸汽流量降低，具體的參 數(shù)見表 3。

低壓蒸汽消耗減少=120t/h-100t/h=20t/h，每組蒸發(fā)器新蒸汽消耗量減少10t/h。工藝回水回收量增加=240t/h-130t/h=110t/h，工藝回水回收量達(dá)到240t/h。現(xiàn)場環(huán)境得到有效改善，蒸發(fā)好水槽附近蒸汽量明顯減少，由于水耗和汽耗降低，氧化鋁生產(chǎn)成本得以降低。

四、結(jié)論與展望

受操作條件和實(shí)際工況的影響效果雖然沒有完全達(dá)到設(shè)計(jì)的要求，但與改造前相比得到明顯的改善，工藝回水得以全部回收，低壓汽耗明顯下降，環(huán)境有效改善。因此，利用閃蒸汽回收工藝回水余熱，可以有效降低工藝回水溫度，提高工藝回水利用率，降低低壓蒸汽消耗。

本次改造重點(diǎn)在于回收工藝回水，降低新水消耗。然而拜爾法生產(chǎn)工藝的余熱回收利用仍有一定的潛力空間，如何有效地利用余熱、降低新蒸汽消耗水平，需要進(jìn)一步研究和探索。

[1]廖鵬.淺議氧化鋁生產(chǎn)過程中的節(jié)能措施[J].中國科技信息，2014（07）：31-32.

[2]吳慶君.節(jié)能技術(shù)在氧化鋁溶出系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（25）：78-79.

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