淺析管式降膜蒸發器雙流程技術在氧化鋁生產中的作用

郝曉明，萬 明

（山東南山東海氧化鋁有限公司，山東 龍口 265713）

在氧化鋁的生產過程中，不可避免地會產生多余的水分，而管式降膜蒸發器使用的最主要作用就是將氧化鋁蒸發過程中產生的水分排出，以此獲得符合要求的最終產品。但是，在管式降膜蒸發器實際投入使用的過程中，人們發現，由于氧化鋁生產波動的原因，管式降膜蒸發器和有可能達到超負荷運行的狀態，設備不可避免地不停地開啟和關閉，無形中增加了設備的耗能，也增加了氧化鋁生產的成本。為了改善這一狀況，就需要生產過程中使用雙流程技術，將管式降膜蒸發器的運行模式替換為雙流程模式，以此達到節約能源、提高生產效率和提升經濟效益的作用。

1 管式降膜蒸發器的工作原理及其優勢所在

管式降膜蒸發器的整體結構復雜，但是總的來說是立式管殼式換熱器，管式蒸發器的工作狀態下的壓力設置成常壓，殼程使用的是加熱流體，管程中是物料。設計人員在對管式降膜蒸發器設計的過程中，重點考量的部分是設備的材料使用、管板結構組成以及布液設備，最終目的都是要讓設備在保持較好的穩定性的同時運行效率能夠達到最高。

在管式降膜蒸發器設備的使用過程中，其工作原理主要是由以下幾個部分組成：首先，將料液注入管式降膜蒸發器的內部，入料口一般通過蒸發器的頂部，當料液注入設備后，蒸發器的循環管道將料液運輸到蒸發器的布膜器中，布膜器能夠將料液運輸至加熱管內壁，料液會沿著加熱管的內壁下滑，此時液料呈現為膜狀。在這個過程中料液在加熱器高溫的作用下，有一部分達到沸點最終蒸發形成水汽，這部分水汽與尚未蒸發的液體相混合被設備運輸至汽液分離室，在二次蒸汽和霧沫分離器的作用下排出，溶液在循環泵的作用下通過循環管道重新回到蒸發器頂部的布膜器之中，再經過加熱管道的高溫作用實現料液的蒸發循環作用，通過這一循環增加溶液的濃度，最終產物匯集至管式降膜蒸發器的底部。

氧化鋁生產過程同一般的化工生產過程有著一定的區別，在蒸發器選型上也有不同，從蒸水量從小到大各有不同，但現如今企業在蒸發器選型偏重于大型管式降膜蒸發器，蒸水量高達400噸每小時以上比比皆是。同時為了滿足不同的蒸發液料、不同濃度要求，這也就使得企業對于蒸發器的效率、質量、穩定性都有著全方位的要求，因此，就必須對管式降膜蒸發器進行進一步的研究和改進。

管式降膜蒸發器的優勢在于其良好的導熱性，超高的傳熱效率導致料液受熱速度較快，管式降膜蒸發器也憑借之一優勢，在各大領域都有著大量的應用，比如說食品生產業、醫藥業等，其中應用最廣泛的要數輕工業，具體用于溶液蒸發、溶液濃縮、廢料處理等作業。

2 目前我國管式降膜蒸發器的運行現狀

隨著管式降膜蒸發器在工業中的大范圍使用，相關企業的技術部門已經對其進行了升級和修改，目的是使其效能符合生產所需。但是，隨著管式降膜蒸發器的進一步投入使用，氧化鋁的產量發生了改變，蒸發器也在使用過程發生著改變。經過對某一氧化鋁生產企業的管式降膜蒸發器統計實驗得到以下數據，管式降膜蒸發器投入使用的前期蒸水量較大，但隨著時間的推移，蒸水量逐步減少，實驗開始的第一個月蒸水量為兩百噸每小時，第二個月為一百九十五噸每小時，第三個月蒸水量為一百八十九噸每小時，這一數據之后也逐月下降，下降幅度也從五噸每小時上升到十噸每小時。同時，管式降膜蒸發器的運行周期也在逐月下降，從第一個月的三十一天減少到最終的二十七天。通過以上實驗結果可以得知，隨著管式降膜蒸發器的使用時間加長，其產能和效率都會逐步下降，沒有辦法滿足企業對于生產能力的要求，究其根本原因可知，管式降膜蒸發器的加熱管結疤速度過快，因此影響整個蒸發器設備的傳熱效率，隨之蒸水效率不斷下降。

3 雙流程技術在管式降膜蒸發器中具體應用

通過使用雙流程技術，管式降膜蒸發器改變了其原有的運行模式，為提升設備性能和減少能源消耗提供了巨大幫助。具體作用如下：其一，在種分母液蒸發的過程中，這一模式能夠清除一效結疤，從而達到種分蒸發器停止運行的效果，最終實現節約能源的效果；其二，考慮到立式蒸發器的具體情況，需要對管式降膜蒸發器進行優化，從而解決一效壓力不足的問題，使一效液壓達到要求，同時保證管式降膜蒸發器進出料的穩定性，達到提升生產效率的效果。

4 雙流程技術對于管式降膜蒸發器的重要作用

4.1 在運行過程中

將雙流程技術應用至管式降膜蒸發器中，設備投入氧化鋁生產后發現，物料混蒸過程的穩定性得到了保證，管式降膜蒸發器的一效液室壓力、蒸水量、運行周期、加汽量以及汽耗等都有了明顯的改善。從參數的優化，可以看出雙流程改善后的管式降膜蒸發器運行效果趨于穩定化，具體體現在以下幾個部分，首先，液室壓力增加至原先的四倍有余，加汽量也上升了十噸每小時，進料量和蒸水量也有了顯著的提升；其次，在相同時間單位下，管式降膜蒸發器運行所消耗的能源也得到減少；最后，管式降膜蒸發器的運行周期也得到了加長。設備的優化和改進需要等到洗罐之后才能進行，設備持續運轉的時間變長，效果同改造之前相比十分顯著。

4.2 在經濟效益方面

管式降膜蒸發器中雙流程技術的作用不僅體現在設備運轉過程中，還體現在經濟效益方面。由上述作用可知，雙流程技術可以延長設備的運行周期，隨著管式降膜蒸發器的運行周期的延長，設備平時所需要實施的清理、檢查工作次數就可以得到減少，節約了相關了人力資源和物力資源，具體體現在清理設備所需費用，掌握保養、修理設備相關技能的人員培訓費用、雇傭對設備進行清檢的專業人員的費用、清檢設備所需的水電費用等。同時，隨著管式降膜蒸發器設備的優化和改造，單位蒸水量的汽耗也有一定量的減少，通過下降單位蒸汽的所需價格，減少單位氧化鋁制成成本，即可為企業爭取到更多的利潤。經過統計和計算，不難發現雙流程技術的運用對于經濟效益提升的大有好處。

5 結語

本人作為一名常年從事氧化鋁生產相關工作的人員，結合了多年的工作經驗，本文首先介紹了管式降膜蒸發器的結構組成和具體工作原理，其次分析了管式降膜蒸發器的運行現狀，然后說明了雙流程技術在蒸發器中的具體應用，最后分別從運行過程和經濟效益方面分析了雙流程技術對于管式降膜蒸發器的重要作用。但是，要想從根本上解決氧化鋁生產過程中資源浪費的問題，并不是一朝一夕就能完成的工作，所謂“合抱之木，生于毫末；九層之臺，起于累土；千里之行，始于足下。”相信隨著不斷地改善以及經驗的積累，將雙流程技術發揚并加以科學地改進，不僅能夠減輕相關作業人員的勞動強度，保證其人身安全，還能有效提高生產效率，創造更大的經濟效益以及貢獻更多的社會價值。