探討氧化鋁生產(chǎn)中能耗分析及節(jié)能降耗關(guān)鍵技術(shù)

劉桂兵

摘 要：隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和國(guó)家高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，工業(yè)生產(chǎn)中的節(jié)能降耗管理成為生產(chǎn)企業(yè)關(guān)注和研究的重要問(wèn)題。過(guò)去的氧化鋁生產(chǎn)對(duì)水資源的消耗量大，廢水對(duì)環(huán)境的危害性強(qiáng)，生產(chǎn)過(guò)程中的能耗高，這些問(wèn)題是氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)必須花心思解決的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)中的能耗情況進(jìn)行分析，圍繞高能耗的原因提出氧化鋁節(jié)能降耗的路徑及節(jié)能降耗技術(shù)，旨在推動(dòng)氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)加快走上節(jié)能環(huán)保綠色高效的發(fā)展道路。

關(guān)鍵詞：工業(yè)生產(chǎn);氧化鋁生產(chǎn);能耗;原因;節(jié)能降耗技術(shù)

1引言

資源和能源消耗量大是人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的重要影響因素。過(guò)去的發(fā)展時(shí)期內(nèi)，工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快，給人們帶來(lái)了重要的產(chǎn)品和服務(wù)，但是資源能源大量消耗以及對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題帶來(lái)了多種發(fā)展問(wèn)題。十四五發(fā)展規(guī)劃中，國(guó)家提出了高質(zhì)量發(fā)展的戰(zhàn)略，以綠色、安全、高效的可持續(xù)發(fā)展理念為核心理念，通過(guò)科技的引擎力量將過(guò)去高能耗、高污染、低效率的粗放式發(fā)展路徑轉(zhuǎn)變?yōu)楣?jié)能降耗、環(huán)保高效的高質(zhì)量發(fā)展路徑。新形勢(shì)下，氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)積極開(kāi)展節(jié)能降耗研究，創(chuàng)新技術(shù)方法，提升氧化鋁節(jié)能降耗管理水平。

2氧化鋁生產(chǎn)中的能耗情況分析

在氧化鋁生產(chǎn)中，能耗主要集中在兩大塊，一是進(jìn)入氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)中的能耗，二是氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中的能耗。進(jìn)入氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)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(guān)的水資源分為新鮮水和循環(huán)水兩部分。蒸氣加熱過(guò)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(chǎn)工藝系統(tǒng)中的用電設(shè)備的電能消耗。氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中的能耗與生產(chǎn)工藝流程息息相關(guān)。氧化鋁生產(chǎn)工序主要包括預(yù)脫硅、溶出、蒸發(fā)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(fā)階段，這兩個(gè)階段占到生產(chǎn)過(guò)程中能耗總量的60%以上。

從具體數(shù)值上看，進(jìn)入氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)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(chǎn)工藝中，各個(gè)工序的能耗分布情況為預(yù)脫硅消耗占比16%～20%，溶出環(huán)節(jié)消耗占比40%～45%，蒸發(fā)環(huán)節(jié)消耗占比20%～25%，過(guò)濾環(huán)節(jié)消耗占比1.5%～2.0%，分離洗滌環(huán)節(jié)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(chǎn)高能耗的原因

高能耗的原因是多方面的，一是氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)中的蒸汽利用率低;二是生產(chǎn)系統(tǒng)中的水資源循環(huán)利用率低;三是氧化鋁生產(chǎn)工藝效率低。從上述三個(gè)方面入手，研究氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能降耗技術(shù)。

4氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能降耗關(guān)鍵技術(shù)

一是提高冷凝水循環(huán)效率。生產(chǎn)過(guò)程中溶出階段和蒸發(fā)階段產(chǎn)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?dāng)y帶能量較大，可用于工藝生產(chǎn)內(nèi)部消化，二次冷凝水主要作為鍋爐水循環(huán)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(fā)階段的新蒸汽冷凝水回收率約為0.16%，用作鍋爐水循環(huán)使用的能量在溶出階段的能量回收率約為0.84%，在蒸發(fā)階段的能量回收率約為0.21%?？梢?jiàn)，生產(chǎn)工藝中的冷凝水能耗依然較大，仍有節(jié)能的空間。

二是提高蒸發(fā)階段循環(huán)水利用效率。在氧化鋁生產(chǎn)中，二次蒸汽的循環(huán)利用程度高低對(duì)能耗關(guān)系密切。為了增加二次蒸汽的循環(huán)利用率，可在蒸發(fā)階段設(shè)置循環(huán)水系統(tǒng)，利用水冷卻裝置將回收的二次蒸汽進(jìn)行降溫冷卻后再循環(huán)使用。在這種方式中，循環(huán)回水?dāng)y帶熱能，這部分熱能沒(méi)有得到有效利用，存在能耗浪費(fèi)。為了降低系統(tǒng)中的能耗，可對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行改造，通過(guò)改變循環(huán)水回收利用方式減少熱能消耗。如可將循環(huán)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(huán)水?dāng)y帶的熱能，避免能耗浪費(fèi)，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(chǎn)過(guò)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(fā)產(chǎn)生的二次汽中的熱量可以為溶出漿液預(yù)熱，通過(guò)提升二次汽預(yù)熱設(shè)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(yù)熱設(shè)備出口處礦漿溶液溫度，可以對(duì)二次汽預(yù)熱設(shè)備進(jìn)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(chǎn)工藝參數(shù)和操作方法，提升系統(tǒng)整體循環(huán)效率。氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)的整體優(yōu)化可以提高生產(chǎn)效率，從而節(jié)約能耗。對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，促進(jìn)系統(tǒng)反應(yīng)進(jìn)程加快，反應(yīng)效率提升。技術(shù)人員對(duì)反應(yīng)過(guò)程中，將打渣劑的投入方式進(jìn)行調(diào)整，將一次投入改為兩次投入，每次投入量相同。同時(shí)對(duì)打渣劑的攪拌方式進(jìn)行改進(jìn)，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(dòng)，然后再用打渣耙往右下角回推鋁渣至右上角，如此反復(fù)2次，然后再倒入第二次打渣劑，使其充分融合反應(yīng)，繼續(xù)反復(fù)操作使其順時(shí)針形成旋渦狀，促使打渣劑反應(yīng)完全，鋁水與鋁渣得到更好的分離效果。。通過(guò)改進(jìn)工藝參數(shù)，優(yōu)化工藝操作，分兩次投入打渣劑，并改進(jìn)操作方法，鋁水和鋁渣分離時(shí)間明顯縮短，鋁渣分析效果更好。通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能耗。

5結(jié)語(yǔ)

綜上所述，國(guó)家高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略背景下，氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)不僅要關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還要注重節(jié)能降耗和綠色環(huán)保，積極探索節(jié)能降耗策略。通過(guò)對(duì)氧化鋁生產(chǎn)中能耗產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，探討氧化鋁生產(chǎn)中節(jié)能降耗的路徑和辦法，通過(guò)提高冷凝水循環(huán)效率，提高蒸發(fā)階段循環(huán)水利用效率，降低溶出階段蒸氣加熱能耗，提高生產(chǎn)工藝參數(shù)和操作方法提升系統(tǒng)整體循環(huán)效率，有效推動(dòng)氧化鋁生產(chǎn)能耗降低，為生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能降耗管理目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供根本支持。

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