氧化鋁生產節能降耗的途徑

李艷軍

（中鋁山西新材料有限公司，山西 河津 043300）

中國鋁業山西新材料公司位于山西省河津市，是中國鋁業股份有限公司下屬氧化鋁企業之一，經過“六五”至“八五”期間一期工程、二期工程的建設和“十五”期間三期工程擴建，累計形成年產250萬t氧化鋁的生產能力，一、二期形成的120萬t氧化鋁系統采用的是混聯法生產工藝，三期建成投產的氧化鋁系統采用拜耳法生產工藝。2008年金融危機爆發后，為降低能源及各種原材物料的消耗，進而降本增效，公司經過一年多的創新研究與改造，2010年形成了國內首個創新串聯法氧化鋁生產工藝，技術達到國內領先水平。

1 節能降耗的主要途徑

1.1 創新生產工藝，實現節能降耗

2008年10月份以來，為應對金融危機，公司組織技術人員對氧化鋁工藝進行了全面測算，提出十余種生產組織方案。通過對各種方案的反復論證與比選，改造與試驗，最終確定“224”運行模式為最佳方案。該方案以組織能效比高的拜耳法工藝滿負荷運行為主，通過流程改造，實現燒結法粗液合流，壓停高能耗的燒結法脫硅及碳分系統，形成了獨有的創新串聯法生產工藝，該方案實施后節能降耗效果顯著，氧化鋁能耗下降301kgce/t，并且該工藝方法2010年已申請國家專利。

1.2 實施技術改造，實現節能降耗

在母液蒸發工序，2015年新建一組330t/h蒸發器，采用二段進料六效+外掛效管式降膜蒸發器，汽水比達到0.19噸.汽/噸.水，該項目投用后替代第四蒸發站，第四蒸發站為老式的三效外加熱循環蒸發器，機組的產能和熱效率低，屬于高能耗設備（汽水比為0.5t/t-水）。新建一組330t/h蒸發器投用后，氧化鋁蒸汽汽耗完成2.28t/t-AO，較此前降低0.25t/t-AO。

1.3 開展技術研發，實現節能降耗

（1）低A/S熟料燒結攻關。低A/S熟料燒結攻關，將熟料A/S由原3.0降低至1.6～1.8，是公司科技研發成果轉化為先進生產力的典型項目，為公司生產模式轉型奠定了基礎，并且通過熟料窯采用四通道燃燒器、新型柔性密封、冷卻機提料裝置改進等新技術，提高煤粉燃燒效率，降低煤耗，噸熟料煤耗降低30kg/t-熟料。

（2）煙氣余熱利用攻關。焙燒爐節能與余熱利用攻關，成功地研制出了適宜焙燒爐余熱回收的“煙氣與水直接熱交換裝置”，研發了一整套適宜的工藝操作條件及工藝控制技術，填補了低溫煙氣余熱直接回收的國內技術空白。該工藝通過管路將焙燒爐煙氣引出后，采用冷水直淋式換熱方法，將煙氣中的水蒸汽及氧化鋁粉塵和熱量進行回收，用于成品洗滌，回收后的尾氣返回煙囪排放。該工藝可回收焙燒爐煙氣中水蒸汽潛熱和氣體顯熱，熱回收率高，水蒸汽回收率可達91.5%。該工藝2011年已在4#焙燒爐工業應用，可以將工藝用水溫度提高至70℃以上，年煙氣余熱回收熱量折合標準煤6933t，節能減排效果良好。目前其它氧化鋁企業均在不同程度實施焙燒爐煙氣余熱利用項目，有部分企業利用此項目為居民區供暖。

2 優化生產流程，實現節能降耗

2.1 氧化鋁高壓溶出EDP流程的優化

高壓溶出EDP由原來的送熱電回水箱改為直接進熱電除氧器。通過在每個高壓溶出系列高閃罐新增一臺熱水泵，將合格的冷凝水送往熱電高溫除氧器，減少回水降溫造成的損失，通過回收的熱量節約標煤量每年為8908t。

2.2 立盤液封系統的優化

在立盤系統，每臺立盤過濾機有2～3臺液封泵，各自有各自獨立的液封系統，液封槽、真空泵與種子過濾機采用一一對應的方式。立盤液封系統改造后，采用母液槽外掛壁式濾液液封槽，去掉獨立液封槽及相對應液封泵、液封管，吸干區受液總管與過濾區受液總管濾液出口進行合并。通過本次改造，生產流程簡化，增加設備產能的同時，立盤過濾機對應的液封泵停開，節約大量的用電量。按照每年立盤運轉率70%計，液封泵停下來的負荷總計785kW，每年節約481萬kW·h電。

圖1 液封槽改造圖

2.3 引入合同能源，實現節能降耗

2010年，公司引入合同能源管理新機制，出臺了合同能源項目管理辦法。積極開展與節能公司洽談合作，對五臺熟料窯排煙機及一臺石灰窯的引風機高壓電機，通過安裝變頻實施合同能源管理，年節約電能約900萬kW·h。

2.4 加強能源管理，實現節能降耗

①加大主要能源消耗指標考核力度，促進節能降耗工作。根據能耗目標，公司進行詳細分解并下達到各二級單位。主管部門及各二級單位都有明確的能耗指標，能耗指標作為關鍵指標納入單位績效考核，并與單位領導班子績效掛鉤考核。②做好生產系統水平衡，實現節水減排，降低汽耗。為進一步做好生產系統水平衡，加大蒸發、高壓溶出EDP回水送熱電分廠回用量，氧化鋁流程多配吃工業廢水（污水、循環水、赤泥回水），達到經濟、合理利用不同品質的水，減少工業污水處理站的污水量，有效降低氧化鋁汽耗，進行氧化鋁系統水平衡調查，查明系統存在的問題，提出解決方案，制定下發《生產系統水平衡考核辦法》，設置蒸發回水及中水回用單項獎，加大獎罰力度，取得明顯的效果。③強化現場節能檢查，杜絕能源浪費現象。公司堅持進行現場節能檢查，并不定期組織各單位進行交叉檢查，發現問題及時通報整改，要求各單位每周上報節能自查整改結果，規范生產現場用能管理，杜絕跑、冒、滴、漏等違章用能現象。

3 結語

能耗對標，爭創一流的理念已貫串在公司整個生產經營過程中，近年來也取得了一定成績，但與同行業先進水平相比，在汽耗、噸熟料煤耗等指標上依然有優化的空間。下一步，公司將堅持不懈強化節能基礎管理，加大節能項目研發及投資力度，淘汰高能耗設備和落后生產工藝，積極引進新技術、新工藝，沿著科技含量高、資源消耗低、環境污染少、經濟效益好的新型工業化道路發展，為加快構建資源節約型、環境友好型企業，為完成國家“十三五”節能目標再立新功！