溶出出料方式兩步法

（中國鋁業(yè)廣西分公司氧化鋁廠，廣西 平果 531400）

廣西平果鋁氧化鋁廠是純拜耳法氧化鋁生產廠。采用十級閃蒸、十級預熱、壓煮器帶機械攪拌間接加熱高壓溶出工藝。原礦漿通過高壓隔膜泵輸送到溶出機組，礦漿在單套管被來自相應級別閃蒸槽的二次蒸汽預熱到約200℃，再經8級～10級加熱壓煮器，用來自熱電廠鍋爐的壓力為60bar新蒸汽加熱至260℃左右，然后流經停留壓煮器保溫溶出，完成了反應過程后，機組出料經過閃蒸、稀釋后的溶出礦漿泵送往沉降工序。

圖1 工藝流程簡圖

溶出生產的初始時段，由于最后的3臺停留保溫壓煮器沒有加熱管束，故每次生產恢復的預熱提溫過程，機組出料閥前有約240m3的料漿處于未加熱的盲區(qū)（見圖1），出料通過閃蒸槽的過程因溫度低于飽和溫度，料漿沒有多余的熱量形成閃蒸，閃蒸槽液位過高致使二次蒸汽中帶料漿，帶有大量的料漿的二次汽進入對應的預熱級的蒸汽管道及冷凝水管道中造成溶出預熱段的汽水系統(tǒng)堵塞、管道磨損，同時造成氧化鋁和堿的損失的不利生產現象，因此，致力于避免或縮短溶出系統(tǒng)在生產恢復過程中閃蒸二次蒸汽帶料的現象，是各個氧化鋁生產廠家都在不斷變化的生產實際中不斷探索公關的生產難題[1]。

1 原溶出出料方式

（1）機組填料完成后，通蒸汽入閃蒸及壓煮器進行預熱；

（2）每隔20分鐘以50m3/h啟動隔膜泵5分鐘，并進行壓煮器不凝性氣體的排放，使料漿流動邊加熱提溫；

（3）按每30分鐘提高蒸汽壓力10bar的速度對機組進行加熱提溫；

（4）當加熱壓煮器溫度加熱達到245℃，末級壓煮器壓力達到36bar時，打開溶出機組出料閥并啟動隔膜泵，流量提到生產要求后完成出料操作[2]。

2 原溶出恢復出料方式存在的問題

溶出出料通過閃蒸槽的過程中，閃蒸槽液位滿槽，二次蒸汽帶料，持續(xù)帶料的時間4h～8h，甚至更長時間。造成此現象的主要原因是：溶出機組最后3臺壓煮器只作系統(tǒng)壓力平衡而沒有加熱功能（約240m3）的“冷料漿”，在加熱提溫過程中，靠間斷啟動隔膜泵和排放末級壓煮器不凝性氣體，使料漿流動并排出到地溝，當加熱壓煮器溫度加熱達到245℃時，不足以把“冷料漿”置換走，末級壓煮器出料溫度只200℃左右，因溫度未達料漿的飽和溫度，出料料漿沒有能形成閃蒸的熱量，故造成這期間閃蒸器內幾乎沒有蒸汽，液位超高串入二次蒸管呈二次蒸汽帶料現象（見表1）。

3 改進的理論基礎

生產中，閃蒸系統(tǒng)首級壓力控制約2.1MPa左右（絕壓），根據鋁酸鈉溶液的物理性質，2.1MPa壓力對應的飽和溫度為215℃，故必須使出料的料漿溫度飽和溫度大15℃左右，才會形成閃蒸現象。多次的生產恢復過程的實際呈現：當出料走完240m3的“冷料”，進入閃蒸器的料漿溫度達245℃的時，閃蒸器的超高料位才開始逐漸下降，也驗證了出料過程閃蒸帶料形成機理，為解決溶出生產恢復過程中閃蒸二次蒸汽帶料問題的思路和方法指引了方向。

表1 閃蒸出料參數

表2 出料方式改進后的閃蒸參數

4 改進措施

4.1 流程優(yōu)化

將溶出出料流程由原來必須經過閃蒸系統(tǒng)的流程，通過敷設輔助的副出料流程（見圖2），在三級保溫壓煮器出料至閃蒸器之前增設DN168的閥門及管道，旁通閃蒸系統(tǒng)直接引到稀釋槽，并經過節(jié)流孔板進入稀釋槽內，使壓煮器有經過閃蒸出料的正常生產流程和不經過閃蒸的兩種出料流程。流程改進后，實現了當料漿溫度低，不能形成閃蒸時，料漿不經閃蒸而走短接的副出料流程直接送沉降，當料漿溫度達到閃蒸條件時再切換為經過閃蒸的出料流程，為避免出料過程中管道振動大、閥門磨損快和閃蒸帶料提供流程及操作條件。

圖2 工藝流程簡圖

4.2 改進操作

4.2.1 機組填料加熱階段

（1）填料完成且蒸汽管路疏水完成后，打開蒸汽總閥20%，在5bar的蒸汽壓力下通汽進閃蒸和壓煮器進行30分鐘的管道暖管。

（2）當蒸汽管上排出的是蒸汽時，關閉其排放閥。逐步打開蒸汽電動閥到40%的開度，同時提高蒸汽壓力到10bar，在該條件下預熱30分鐘，根據疏水情況逐個關閉反應壓煮器的冷凝水排放閥。

（3）逐步打開蒸汽電動閥到60%的開度，同時提高蒸汽壓力到15bar，在該條件下穩(wěn)定預熱30分鐘。

（4）逐步開完蒸汽電動閥，同時提高蒸汽壓力到25bar，在該條件下穩(wěn)定預熱30分鐘。

4.2.2 機組出料階段

（1）打開副出料流程出料。通蒸汽加熱約2h后2h后打開副出料流程出料，同時啟動隔膜泵以100m3/h～120m3/h給溶出機組喂料，按每30分鐘提高蒸汽壓力10bar的速度進行加熱提溫，監(jiān)控機組的狀態(tài)，使溫度得壓力的匹配，防止料漿的沸騰打開副出料流程出料，同時啟動隔膜泵以100m3/h～120m3/h給溶出機組喂料，按每30分鐘提高蒸汽壓力10bar的速度進行加熱提溫，監(jiān)控機組的狀態(tài)，使溫度得壓力的匹配，防止料漿的沸騰，當末級閃蒸槽的壓力達到0.1bar時，逐漸開大反應壓煮器的蒸汽入口閥，同時減少30bar的蒸汽量，并將第二級以后的閃蒸槽的二次蒸汽閥關小到10%，關閉各冷凝水罐之間的疏水閥的旁通閥使加熱壓煮器溫度達到245℃，機組末級壓力達到36bar。

（2）打正常出料流程出料。關小通入閃蒸的30bar、15bar、7bar蒸汽手動閥，打開進入閃蒸系統(tǒng)的正常出料閥，同時以125轉/分鐘逐漸提高隔膜泵的進料量，直至生產的流量值。根據閃蒸系統(tǒng)的壓力分布和液位高低情況，調整閃蒸槽二次蒸汽出口閥開度，并逐漸減少30bar蒸汽的通入量。當溶出機組生產工藝狀況達到指標控制要求、閃蒸過料穩(wěn)定時，停止同30bar蒸汽，并在閃蒸二次不帶料的前提下，關閉預熱段冷凝水疏水閥的旁通閥，完成溶出恢復出料生產。

5 改進效果

溶出出料方式，從直接出料閃蒸的一步到位方式，通過流程改造和操作優(yōu)化，改變成兩步出料方式。副出料流程出料，不經過閃蒸器而直接進入稀釋槽，隔膜泵以100m3/h～120m3/h給機組喂料，經過2h，正好趕走溶出機組最后3臺無加熱管束壓煮器（約240m3）的冷料漿，不僅避免了預熱提溫過程中，間斷的啟動隔膜泵使料漿流動，不能連續(xù)真實顯示壓煮器內料漿溫度，提溫操作不連貫，局部因溫度和壓力的不匹配引起吸熱大的壓煮器出現內的料漿沸騰現象，造成設備振動大，攪拌盤根泄漏現象，更重要的是實現了出料進入閃蒸器的料漿溫度達245℃，保證了正常出料即形成閃蒸，杜絕了溶出生產恢復期間閃蒸器內的超高料位而閃蒸帶料的現象，使出料即實現正常生產（表2）。

6 結論

通過流程及工藝操作的優(yōu)化的溶出生產出料二步法，改進了溶出預熱提溫和出料方法，在生產實踐中有效地保證了溶出生產恢復出料的溫度高于飽和溫度，使閃蒸工藝得以保障，有效地消除了生產恢復期間閃蒸系統(tǒng)持續(xù)帶料時間4h～8h的現象，降低了管道堵塞、磨損、預熱器結疤等不利的生產影響，促進了氧化鋁生產的節(jié)能減排及高效穩(wěn)定，提高工廠的經濟效益具有顯著的實用意義。