探討氧化鋁生產中能耗分析及節能降耗關鍵技術

劉桂兵

摘 要：隨著環保意識的增強和國家高質量發展戰略的實施，工業生產中的節能降耗管理成為生產企業關注和研究的重要問題。過去的氧化鋁生產對水資源的消耗量大，廢水對環境的危害性強，生產過程中的能耗高，這些問題是氧化鋁生產企業必須花心思解決的問題。通過對氧化鋁工業生產中的能耗情況進行分析，圍繞高能耗的原因提出氧化鋁節能降耗的路徑及節能降耗技術，旨在推動氧化鋁生產企業加快走上節能環保綠色高效的發展道路。

關鍵詞：工業生產;氧化鋁生產;能耗;原因;節能降耗技術

1引言

資源和能源消耗量大是人類可持續發展的重要影響因素。過去的發展時期內，工業經濟發展速度加快，給人們帶來了重要的產品和服務，但是資源能源大量消耗以及對環境的污染問題帶來了多種發展問題。十四五發展規劃中，國家提出了高質量發展的戰略，以綠色、安全、高效的可持續發展理念為核心理念，通過科技的引擎力量將過去高能耗、高污染、低效率的粗放式發展路徑轉變為節能降耗、環保高效的高質量發展路徑。新形勢下，氧化鋁生產企業應積極開展節能降耗研究，創新技術方法，提升氧化鋁節能降耗管理水平。

2氧化鋁生產中的能耗情況分析

在氧化鋁生產中，能耗主要集中在兩大塊，一是進入氧化鋁生產系統中的能耗，二是氧化鋁生產過程中的能耗。進入氧化鋁生產系統中的能耗又分為蒸氣能耗和用電消耗。蒸氣能耗分為高壓蒸氣能耗和低壓蒸氣能耗兩部分，與蒸氣能耗相關的水資源分為新鮮水和循環水兩部分。蒸氣加熱過程中的能源消耗包括石灰石、氫氧化鋁焙燒消耗的能源。用電消耗主要是生產工藝系統中的用電設備的電能消耗。氧化鋁生產過程中的能耗與生產工藝流程息息相關。氧化鋁生產工序主要包括預脫硅、溶出、蒸發等階段，在上述階段中，涉及到較多能耗的工序是溶出階段和蒸發階段，這兩個階段占到生產過程中能耗總量的60%以上。

從具體數值上看，進入氧化鋁生產系統中的能耗中，蒸氣能耗的占比在60%～65%，用電消耗在7%～8%，壓縮空氣消耗在1%～2%，爐煤氣消耗20%～30%。在氧化鋁生產工藝中，各個工序的能耗分布情況為預脫硅消耗占比16%～20%，溶出環節消耗占比40%～45%，蒸發環節消耗占比20%～25%，過濾環節消耗占比1.5%～2.0%，分離洗滌環節消耗占比3.5%～4.0%，其他用汽消耗占比10%～15%。

3造成氧化鋁生產高能耗的原因

高能耗的原因是多方面的，一是氧化鋁生產系統中的蒸汽利用率低;二是生產系統中的水資源循環利用率低;三是氧化鋁生產工藝效率低。從上述三個方面入手，研究氧化鋁生產節能降耗技術。

4氧化鋁生產節能降耗關鍵技術

一是提高冷凝水循環效率。生產過程中溶出階段和蒸發階段產生的冷凝水包括新蒸氣冷凝水和二次冷凝水。新蒸氣冷凝水攜帶能量較大，可用于工藝生產內部消化，二次冷凝水主要作為鍋爐水循環使用。目前，在新蒸汽中的能量回收利用率較低，在溶出階段的新蒸汽冷凝水回收率約為0.75%，蒸發階段的新蒸汽冷凝水回收率約為0.16%，用作鍋爐水循環使用的能量在溶出階段的能量回收率約為0.84%，在蒸發階段的能量回收率約為0.21%。可見，生產工藝中的冷凝水能耗依然較大，仍有節能的空間。

二是提高蒸發階段循環水利用效率。在氧化鋁生產中，二次蒸汽的循環利用程度高低對能耗關系密切。為了增加二次蒸汽的循環利用率，可在蒸發階段設置循環水系統，利用水冷卻裝置將回收的二次蒸汽進行降溫冷卻后再循環使用。在這種方式中，循環回水攜帶熱能，這部分熱能沒有得到有效利用，存在能耗浪費。為了降低系統中的能耗，可對循環水系統進行改造，通過改變循環水回收利用方式減少熱能消耗。如可將循環回水作為氫氧化鋁洗滌用水，作為種子洗滌用水等，能夠更好地利用循環水攜帶的熱能，避免能耗浪費，也可以降低額外的電能消耗。

三是降低溶出階段蒸氣加熱能耗。在生產過程中，溶出階段漿液加熱需要很大能耗，一般加熱的方式分為新蒸汽加熱和二次蒸汽加熱。礦漿自身蒸發產生的二次汽中的熱量可以為溶出漿液預熱，通過提升二次汽預熱設備出口處礦漿溶液的溫度，為溶出漿液提供更多的熱能，那么需要的新蒸汽熱能就越少。為了提升二次汽預熱設備出口處礦漿溶液溫度，可以對二次汽預熱設備進行改造，選擇適宜的套管配件，盡可能提升套管換熱器效率，增加出口溫度，減少新蒸汽加熱能耗。

四是提高生產工藝參數和操作方法，提升系統整體循環效率。氧化鋁生產系統的整體優化可以提高生產效率，從而節約能耗。對生產工藝參數進行優化，促進系統反應進程加快，反應效率提升。技術人員對反應過程中，將打渣劑的投入方式進行調整，將一次投入改為兩次投入，每次投入量相同。同時對打渣劑的攪拌方式進行改進，在第一次投入打渣劑后先用打渣耙往左上角推三次鋁渣，利用外力使其往左下角移動，然后再用打渣耙往右下角回推鋁渣至右上角，如此反復2次，然后再倒入第二次打渣劑，使其充分融合反應，繼續反復操作使其順時針形成旋渦狀，促使打渣劑反應完全，鋁水與鋁渣得到更好的分離效果。。通過改進工藝參數，優化工藝操作，分兩次投入打渣劑，并改進操作方法，鋁水和鋁渣分離時間明顯縮短，鋁渣分析效果更好。通過優化生產工藝，提高生產效率，節約能耗。

5結語

綜上所述，國家高質量發展戰略背景下，氧化鋁生產企業不僅要關注產品質量和經濟效益，同時還要注重節能降耗和綠色環保，積極探索節能降耗策略。通過對氧化鋁生產中能耗產生的原因進行分析，探討氧化鋁生產中節能降耗的路徑和辦法，通過提高冷凝水循環效率，提高蒸發階段循環水利用效率，降低溶出階段蒸氣加熱能耗，提高生產工藝參數和操作方法提升系統整體循環效率，有效推動氧化鋁生產能耗降低，為生產企業節能降耗管理目標的實現提供根本支持。

參考文獻：

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