氧化鋁生產能耗分析及節能研究

張卿軒

（中國鋁業廣西分公司氧化鋁廠蒸發車間，廣西 百色 531400）

當今社會，隨著人們環保節能意識的不斷增強，任何行業都只有秉持著“綠色環保，節能減排”的基本原則，才能最大程度上增加能源資源的利用效率，擴大企業的市場占有份額。

就我國氧化鋁生產工業而言，雖然其為我國經濟發展做出了貢獻，但氧化鋁的工業生產依然存在著極大的問題，不僅在一定程度上造成了能源資源的極大浪費，而且生產過程中污水、廢氣等的排放也給周圍環境帶來了巨大的破壞。在此基礎上，本文對氧化鋁工業生產過程中能源消耗分布進行了一定的研究和分析，并進一步探討了氧化鋁工業生產節能降耗的有關措施方案，旨在為我國氧化鋁生產工業的發展帶來一定的思考和啟迪[1,2]。

1 氧化鋁工業生產過程中的能源消耗分布

通常情況下，氧化鋁工業生產過程中能源消耗分布可大致分為兩個方面：①進入氧化鋁工業生產系統的能源消耗分布。在氧化鋁工業生產過程中，能源消耗主要集中在蒸汽耗能、電力耗能等方面。蒸汽可分為高壓蒸汽和低壓蒸汽兩部分，其所消耗的能量占據能源消耗總量的60%。水則分為新水和循環水，而氧化鋁工業生產系統的燃料消耗主要有石灰石、氫氧化鋁等焙燒所需能源[3]。總之，進入氧化鋁工業生產系統的能源消耗分布圖大致如表1所示。②氧化鋁工業生產過程中蒸汽的能源消耗分布[4]。

眾所周知，氧化鋁工業生產工序主要有預脫硅、溶出、蒸發等階段，而在眾多工藝過程中，溶出和蒸發兩個生產過程所消耗的蒸汽能量高達系統消耗蒸汽總量的67%，且占據了整個氧化鋁生產過程能源消耗總量的40%。總之，氧化鋁工業生產各工序蒸汽能量消耗分布圖如表2所示。因此，有關工作人員若需降低氧化鋁工業生產整個系統的能源消耗，可從上述兩個方面考慮，采取適合本企業工業生產實際情況的節能降耗措施。

表1 進入氧化鋁工業生產系統的能源消耗分布圖

表2 氧化鋁工業生產各工序蒸汽能量消耗分布圖

2 節能降耗措施探討

2.1 提高系統循環利用效率

通常情況下，我國鋁土礦資源需在高溫高濃度的堿性條件下溶出，因此，氧化鋁工業生產過程中堿濃度的大小和溫度的高低是影響其溶出作用的重要因素。故在氧化鋁生產企業現有機械設備等條件不發生變化的前提下，通過控制氧化鋁工業生產過程中堿濃度以提高系統的循環利用效率，從而降低氧化鋁生產的能源消耗。眾所周知，在溶出礦液苛性比固定的情況下，溶出礦液中苛性鈉的含量越高，其分解率差值也就越低；而在溶出漿液中苛性鈉含量固定的前提下，隨著溶出液苛性比的不斷增加，循環效率差值卻在逐漸升高。

因此，若氧化鋁工業生產企業采用后加礦增濃溶出技術，能在一定程度上提高其分解率，從而增加循環效率，降低氧化鋁工業生產的能源損耗。

2.2 提高冷凝水利用效率

通常情況下，氧化鋁工業生產過程中溶出、蒸發兩階段所產生的冷凝水主要有新蒸汽冷凝水和二次蒸汽冷凝水兩大類，而新蒸汽冷凝水所攜帶的能量占氧化鋁工業生產系統蒸汽總能量的10%～25%左右，主要用于氧化鋁工藝系統的內部消化和返回電廠作為鍋爐水的二次循環利用。在氧化鋁工藝系統的內部消化時，氧化鋁溶出階段新蒸汽冷凝水的能量回收約為0.75，氧化鋁蒸發階段新蒸汽冷凝水的能量回收則約為0.16；而在返回電廠作為鍋爐水的二次循環利用時，溶出階段鍋爐補水的能量回收約為0.84，蒸發階段鍋爐補水的能量回收則約為0.21。因此，氧化鋁工藝系統中冷凝水的利用還存在極大的潛力，工作人員應增強對其的合理利用以有效降低系統對能源的消耗。

2.3 蒸發階段循環回水的合理利用

眾所周知，氧化鋁工業生產系統中，為增加末效二次汽的循環利用效率，系統在蒸發工藝階段設置了單獨的循環水利用系統，通過水冷器等將低溫循環水和末效二次汽回收降溫，從而完成整個蒸發水循環利用的過程。而在此過程中，系統中循環回水所攜帶的熱能并不能得到有效利用，且還增加了消耗的額外熱能。因此，為有效降低氧化鋁工業生產系統的能源消耗，工作人員可改變循環回水的利用方式，將其作為氫氧化鋁洗水、種子洗水等工藝洗滌用水，以此有效利用循環回水中所攜帶的能量并降低額外電能消耗。

2.4 降低溶出漿液蒸汽加熱耗能量

通常情況下，氧化鋁工業生產過程中溶出漿的加熱可大致分為二次汽預熱和新蒸汽加熱兩大類。而在目前生產過程中，二次汽預熱常采用礦漿自身蒸發所產生的熱氣，因此，二次汽預熱設備的出口處礦漿溫度越高，加熱新蒸汽所需的能耗量越低。因此，工作人員可根據企業生產情況和設備的配套情況選擇合適的套管，盡可能地延長套管換熱器的使用時間，增加二次汽預熱設備的出口溫度，從而降低新蒸汽加熱系統所需要的耗能量。

3 結語

總之，在可持續性經濟發展理念的指導下，節能環保不僅成為各行各業發展的重要原則，還是企業增強社會影響力的重要方式。

因此，我國氧化鋁工業生產企業應加強對節能降耗的重視程度，根據企業自身的實際情況制定出環保節能方案，并在企業內部形成節能降耗的良好氛圍，盡可能地引進先進的生產技術以降低氧化鋁工業生產過程中的耗能量，為我國氧化鋁工業的進一步發展打下堅實的基礎。