試析氧化鋁蒸發工序的用能分析及節能途徑

王震

摘 要：時代的快速發展也存在著一定的弊端，由于過度的開采自然資源，進而造成生態環境破壞問題日益嚴重，在這種情況下，我國越來越注重對于生態環境的保護，并且對生產企業的能耗情況進行了嚴格的規定。我國作為有色金屬生產制造大國，每年的有色金屬生產總量非常多，尤其是氧化鋁的產量更是位居世界前列，極大的推進了我國經濟的發展進步。但是氧化鋁的生產需要消耗巨大的能源，而且對于環境的破壞也比較嚴重。在這種情況下，就要將節能減排技術運用到氧化鋁生產過程中，降低氧化鋁生產過程中的能源消耗。

關鍵詞：氧化鋁;蒸發工序;用能分析;節能途徑

近年來，我國氧化鋁生產總量不斷的提升，對于我國經濟和社會的發展進步起了重要的推動作用，但是目前我國氧化鋁生產中產量較低，相應的能耗比也較小，不僅大大的降低了氧化鋁生產企業的經濟收益，大量的能耗還會對生態環境造成一定的破壞，在這種情況下，就要將節能技術應用到氧化鋁蒸發工序中。本文對氧化鋁蒸發工序中節能控制要點進行了分析，并且提出了相應的節能途徑，希望可以為我國氧化鋁生產行業提供一定的參考。

1氧化鋁生產蒸發工序原理

氧化鋁在蒸發工序就是利用高溫的作用，使液態氧化鋁化合物沸騰并且部分汽化，進而提取出濃度較高的氧化鋁化合物，也就是說，在蒸發的過程中，液態氧化物中的部分溶劑被汽化揮發，最后留下不會汽化揮發的溶質。在氧化鋁蒸發工序中需要使用預熱器、冷凝器、蒸發器以及泵等多種設備和器具，而且氧化鋁蒸發工序較為復雜，蒸發器的形式和運行效能都會影響氧化鋁蒸發的最終效果。目前氧化鋁蒸發器的分類方法較多，按照蒸發壓力的差異可以分為減壓和常壓兩種方法，按照循環方式的不同可以分為強制和自然兩種形式，按照其他的分類方法還可以分為多級和單級、降模和升模等。所以說，可以從蒸發器入手降低氧化鋁蒸發工序中的能耗率。

2氧化鋁蒸發工序節能控制措施

在氧化鋁蒸發工序中，最重要的就是蒸發的這一過程，在氧化鋁生產過程中發揮著重要的作用，具體如下，首先，在氧化鋁生產過程中，通過蒸發能夠有效的濃縮母液，進而提升化合物中堿的濃度，進而制備出質量合格的循環母液。其次，在氧化鋁生產過程中，通過蒸發能夠有效的排除出母液中的各種雜質，確保最終生產出氧化鋁的質量能夠達到標準。最后，在氧化鋁生產過程中，如果氧化鋁化合物中的水分過高，就無法提取出質量合格的氧化鋁，通過蒸發能夠將其中多余的水分揮發掉，將化合物中溶液和溶劑的量始終維持在一個較為平衡的狀態中，確保氧化鋁生產過程能夠穩定的進行。

2.1選擇合適的蒸發器

在氧化鋁生產過程中，選擇適合的蒸發器至關重要，不僅決定著氧化鋁蒸發過程的穩定性和安全性，還決定著最終生產出的氧化鋁質量。一般來說，從液模形成這一方面來看的話，降膜蒸發器具有較為良好的性能，從溶液的循環方式來看，自然循環蒸發器也具有較大的優勢，如果使用外加熱自循環蒸發器，在氧化鋁蒸發工序開始一段時間之后，就會在其加熱內循環系統中形成一定的結疤，進而大大的降低循環系統運行的傳熱系數，氧化鋁生產工序中的能耗就會相應的提升。一般來說，外加熱循環蒸發器運行時的能耗大約為每噸水消耗0.45到0.5噸汽左右，降膜蒸發器在40d左右時就會產生一定程度的結疤，但是降膜蒸發器在運行過程中具有較強的穩定性，而且相應的工藝參數都明顯高于其他類型的蒸發器，運行指標的合格率高達百分之九十五。降膜蒸發器的能源消耗約為每噸水消耗0.3到0.33噸汽之間，相應的能量消耗明顯低于其他類型的蒸發器，所以說，在目前大部分氧化鋁蒸發工序中普遍運用這一種降膜蒸發器，降膜蒸發器主要有管式和板式兩種形式，可以根據氧化鋁蒸發工序的實際需求進行相應的選擇。首先是管式降膜蒸發器，這種蒸發器內部由加熱室、分離室以及布膜器等構成，其加熱元件為一組列管，在進行生產時，料液會由布膜器進入到加熱管內，這時候，料液就會在外部力量的作用下，從上部到下部均勻的分布，在料液分布的過程中，在加熱管內就會有部分被汽化，液體汽化產生的蒸汽就會和料液共同進入到分離式內，進而提取出濃度較高的氧化鋁。其次，板式降膜蒸發器，這種蒸發器內部由加熱室、分離室以及布膜器等構成，不同于上一種，這種蒸發器的加熱元件是一組雙面焊接的不銹鋼板，在進行生產時，料液會由布膜器進入到加熱管內，這時候，料液就會在外部力量的作用下，從上部到下部均勻的分布，在料液分布的過程中，在加熱管內就會有部分被汽化，液體汽化產生的蒸汽就會和料液共同進入到分離式內，進而提取出濃度較高的氧化鋁。在氧化鋁蒸發工序中，能量消耗量主要受到結疤效果的影響，結疤越厚越大，能量消耗量也就會越高，所以，可以選擇管式降膜蒸發器，這種蒸發器占用空間較大，但是其生產規模和產量也較大，而且能量消耗的比例也明顯低于其他類型的蒸發器。

2.2適當提升蒸發原液的溫度

在氧化鋁蒸發工序的過程中，分母液是需要運用到的蒸發原液，一般情況下都是在40攝氏度左右，當料液經過板式換熱器時，最高溫度能夠達到83攝氏度，經過生產實踐證明，蒸發原液的溫度越高，溫度梯度分布的越小，在蒸發工序中換熱的效果就會越好，這是因為，蒸發原液的溫度越高，換熱的過程就會越簡單，相應的能量消耗也就會越低，實現蒸發工序過程中的節能減排。

2.3合理利用蒸發循環中的余熱

蒸發工序的運行效果是由上水的溫度決定的，一般來說，蒸發循環中的上水溫度越低，蒸發末端的溫度也就就會相應的降低，當蒸發水的溫度在經過冷卻之后，水的溫度就會相應的提升，水循環的運行效率也會越來越高，一般氧化鋁生產企業中使用的填料冷卻器是強制性的，也就是在生產過程中，蒸發下水會由水泵運送到換熱器上方，化合物填料也會進入到下方，塔頂的強制風機就會楷書運行，不斷的向上抽風，這時候就會形成一個熱量交換，從而實現水的冷卻。如果利用熱泵技術將水的余熱進行回收，并且用于后期的換熱循環中，就能夠大幅度的降低生產過程中的能源消耗。

結束語：目前我國氧化鋁生產中產量較低，相應的能耗比也較小，不僅大大的降低了氧化鋁生產企業的經濟收益，大量的能耗還會對生態環境造成一定的破壞，在這種情況下，就要將節能技術應用到氧化鋁蒸發工序中，確保氧化鋁生產行業可持續的發展。

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