试析氧化铝蒸发工序的用能分析及节能途径

王震

摘 要：时代的快速发展也存在着一定的弊端，由于过度的开采自然资源，进而造成生态环境破坏问题日益严重，在这种情况下，我国越来越注重对于生态环境的保护，并且对生产企业的能耗情况进行了严格的规定。我国作为有色金属生产制造大国，每年的有色金属生产总量非常多，尤其是氧化铝的产量更是位居世界前列，极大的推进了我国经济的发展进步。但是氧化铝的生产需要消耗巨大的能源，而且对于环境的破坏也比较严重。在这种情况下，就要将节能减排技术运用到氧化铝生产过程中，降低氧化铝生产过程中的能源消耗。

关键词：氧化铝;蒸发工序;用能分析;节能途径

近年来，我国氧化铝生产总量不断的提升，对于我国经济和社会的发展进步起了重要的推动作用，但是目前我国氧化铝生产中产量较低，相应的能耗比也较小，不仅大大的降低了氧化铝生产企业的经济收益，大量的能耗还会对生态环境造成一定的破坏，在这种情况下，就要将节能技术应用到氧化铝蒸发工序中。本文对氧化铝蒸发工序中节能控制要点进行了分析，并且提出了相应的节能途径，希望可以为我国氧化铝生产行业提供一定的参考。

1氧化铝生产蒸发工序原理

氧化铝在蒸发工序就是利用高温的作用，使液态氧化铝化合物沸腾并且部分汽化，进而提取出浓度较高的氧化铝化合物，也就是说，在蒸发的过程中，液态氧化物中的部分溶剂被汽化挥发，最后留下不会汽化挥发的溶质。在氧化铝蒸发工序中需要使用预热器、冷凝器、蒸发器以及泵等多种设备和器具，而且氧化铝蒸发工序较为复杂，蒸发器的形式和运行效能都会影响氧化铝蒸发的最终效果。目前氧化铝蒸发器的分类方法较多，按照蒸发压力的差异可以分为减压和常压两种方法，按照循环方式的不同可以分为强制和自然两种形式，按照其他的分类方法还可以分为多级和单级、降模和升模等。所以说，可以从蒸发器入手降低氧化铝蒸发工序中的能耗率。

2氧化铝蒸发工序节能控制措施

在氧化铝蒸发工序中，最重要的就是蒸发的这一过程，在氧化铝生产过程中发挥着重要的作用，具体如下，首先，在氧化铝生产过程中，通过蒸发能够有效的浓缩母液，进而提升化合物中碱的浓度，进而制备出质量合格的循环母液。其次，在氧化铝生产过程中，通过蒸发能够有效的排除出母液中的各种杂质，确保最终生产出氧化铝的质量能够达到标准。最后，在氧化铝生产过程中，如果氧化铝化合物中的水分过高，就无法提取出质量合格的氧化铝，通过蒸发能够将其中多余的水分挥发掉，将化合物中溶液和溶剂的量始终维持在一个较为平衡的状态中，确保氧化铝生产过程能够稳定的进行。

2.1选择合适的蒸发器

在氧化铝生产过程中，选择适合的蒸发器至关重要，不仅决定着氧化铝蒸发过程的稳定性和安全性，还决定着最终生产出的氧化铝质量。一般来说，从液模形成这一方面来看的话，降膜蒸发器具有较为良好的性能，从溶液的循环方式来看，自然循环蒸发器也具有较大的优势，如果使用外加热自循环蒸发器，在氧化铝蒸发工序开始一段时间之后，就会在其加热内循环系统中形成一定的结疤，进而大大的降低循环系统运行的传热系数，氧化铝生产工序中的能耗就会相应的提升。一般来说，外加热循环蒸发器运行时的能耗大约为每吨水消耗0.45到0.5吨汽左右，降膜蒸发器在40d左右时就会产生一定程度的结疤，但是降膜蒸发器在运行过程中具有较强的稳定性，而且相应的工艺参数都明显高于其他类型的蒸发器，运行指标的合格率高达百分之九十五。降膜蒸发器的能源消耗约为每吨水消耗0.3到0.33吨汽之间，相应的能量消耗明显低于其他类型的蒸发器，所以说，在目前大部分氧化铝蒸发工序中普遍运用这一种降膜蒸发器，降膜蒸发器主要有管式和板式两种形式，可以根据氧化铝蒸发工序的实际需求进行相应的选择。首先是管式降膜蒸发器，这种蒸发器内部由加热室、分离室以及布膜器等构成，其加热元件为一组列管，在进行生产时，料液会由布膜器进入到加热管内，这时候，料液就会在外部力量的作用下，从上部到下部均匀的分布，在料液分布的过程中，在加热管内就会有部分被汽化，液体汽化产生的蒸汽就会和料液共同进入到分离式内，进而提取出浓度较高的氧化铝。其次，板式降膜蒸发器，这种蒸发器内部由加热室、分离室以及布膜器等构成，不同于上一种，这种蒸发器的加热元件是一组双面焊接的不锈钢板，在进行生产时，料液会由布膜器进入到加热管内，这时候，料液就会在外部力量的作用下，从上部到下部均匀的分布，在料液分布的过程中，在加热管内就会有部分被汽化，液体汽化产生的蒸汽就会和料液共同进入到分离式内，进而提取出浓度较高的氧化铝。在氧化铝蒸发工序中，能量消耗量主要受到结疤效果的影响，结疤越厚越大，能量消耗量也就会越高，所以，可以选择管式降膜蒸发器，这种蒸发器占用空间较大，但是其生产规模和产量也较大，而且能量消耗的比例也明显低于其他类型的蒸发器。

2.2适当提升蒸发原液的温度

在氧化铝蒸发工序的过程中，分母液是需要运用到的蒸发原液，一般情况下都是在40摄氏度左右，当料液经过板式换热器时，最高温度能够达到83摄氏度，经过生产实践证明，蒸发原液的温度越高，温度梯度分布的越小，在蒸发工序中换热的效果就会越好，这是因为，蒸发原液的温度越高，换热的过程就会越简单，相应的能量消耗也就会越低，实现蒸发工序过程中的节能减排。

2.3合理利用蒸发循环中的余热

蒸发工序的运行效果是由上水的温度决定的，一般来说，蒸发循环中的上水温度越低，蒸发末端的温度也就就会相应的降低，当蒸发水的温度在经过冷却之后，水的温度就会相应的提升，水循环的运行效率也会越来越高，一般氧化铝生产企业中使用的填料冷却器是强制性的，也就是在生产过程中，蒸发下水会由水泵运送到换热器上方，化合物填料也会进入到下方，塔顶的强制风机就会楷书运行，不断的向上抽风，这时候就会形成一个热量交换，从而实现水的冷却。如果利用热泵技术将水的余热进行回收，并且用于后期的换热循环中，就能够大幅度的降低生产过程中的能源消耗。

结束语：目前我国氧化铝生产中产量较低，相应的能耗比也较小，不仅大大的降低了氧化铝生产企业的经济收益，大量的能耗还会对生态环境造成一定的破坏，在这种情况下，就要将节能技术应用到氧化铝蒸发工序中，确保氧化铝生产行业可持续的发展。

参考文献：

[1]李权. 氧化铝蒸发工序的用能分析及节能途径探讨[J]. 百科論坛电子杂志， 2020， （004）：122-123.

[2]许海英. 氧化铝生产蒸发工序研究[J]. 科学与信息化， 2018， （028）：119，121.

[3]刘智明. 氧化铝生产工序节能降耗方法和途径[J]. 百科论坛电子杂志， 2018， （001）：784.

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