摘要：拜耳法生产氧化铝工艺大致分为原矿制备、高压溶出、分离洗涤、精种分解、蒸发、氢氧化铝分级与洗涤、氢氧化铝焙烧等工序，其中主要采用的能源包括：蒸汽、电、水、压缩空气、燃料，这些工序中又已溶出、蒸发消耗的蒸汽和焙烧消耗的天然气为主要的能耗工序，通过对其能耗的控制和循环利用可以有效的降低生产成本。
关键词：能耗；蒸汽；烟气
1 导言
当今社会，随着人们环保节能意识的不断增强，任何行业都只有秉持着“绿色环保，节能减排”的基本原则，才能最大程度上增加能源资源的利用效率，扩大企业的市场占有份额。就我国氧化铝生产工业而言，虽然其为我国经济发展做出了贡献，但氧化铝的工业生产依然存在着极大的问题，不仅在一定程度上造成了能源资源的极大浪费，而且生产过程中污水、废气等的排放也给周围环境带来了巨大的破坏。在此基础上，本文对氧化铝工业生产过程中能源消耗分布进行了一定的研究和分析，并进一步探讨了氧化铝工业生产节能降耗的有关措施方案，旨在为我国氧化铝生产工业的发展带来一定的思考和启迪。
2 氧化铝生产过程能耗分析的重要意义
从企业层面来说，分析氧化铝生产过程中的能耗规律，就能够做到对症下药，最终实现节能降耗、控制企业生产成本的最终目的。要想实现企业生产获利空间的最大化，在不影响其生产质量的前提下尽可能压缩其生产成本，是解决这一问题的关键。不仅如此，氧化铝产成品的主要生产成本就来源于其对于能源的消耗，如果能够最大程度降低生产成本，就能够从可持续发展的角度调整企业经营方针，寻求长期、健康、稳健的企业发展路线。
3 氧化铝工业生产过程中的能源消耗概述
通常情况下，氧化铝工业生产过程中能源消耗分布可大致分为两个方面：
3.1 进入氧化铝工业生产系统的能源消耗分布
在氧化铝工业生产过程中，能源消耗主要集中在蒸汽耗能、电力耗能等方面。蒸汽可分为高压蒸汽和低压蒸汽两部分，其所消耗的能量占据能源消耗总量的60%。水则分为新水和循环水，而氧化铝工业生产系统的燃料消耗主要有石灰石、氢氧化铝等焙烧所需能源。
3.2 氧化铝工业生产过程中蒸汽的能源消耗分布
众所周知，氧化铝工业生产工序主要有预脱硅、溶出、蒸发等阶段，而在众多工艺过程中，溶出和蒸发两个生产过程所消耗的蒸汽能量高达系统消耗蒸汽总量的67%，且占据了整个氧化铝生产过程能源消耗总量的40%。
有关工作人员若需降低氧化铝工业生产整个系统的能源消耗，可从上述两个方面考虑，采取适合本企业工业生产实际情况的节能降耗措施。
4 氧化铝生产各工序能耗分析及控制措施
4.1 溶出工序能耗的分析与控制
溶出工序是利用蒸汽加热矿浆使其中的氧化铝充分溶出的过程，并在加热的矿浆中闪蒸二次蒸汽预热换热器中的低温矿浆，因此溶出工序的节能措施主要体现在提高机组运转率和换热的效率
4.1.1 提高溶出机组的运转率
氧化铝生产溶出机组一般运转率是96%左右，以200万吨产量的规模进行计算机组运转率每提高0.1%，将增产氧化铝1000吨，可见提高溶出机组的运转率是增加产能、降低氧化铝消耗的一项行之有效的措施，实际生产中机组的运转率与检修的质量、压力容器和管道的结疤有很大的关系，因此提高溶出机组的检修质量减少故障停机次数是氧化铝的产量，降低单位生产成本的一项基础性措施。
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4.1.2 提高换热效率对热量进行综合利用
在溶出工序中影响换热效率的主要因素是结疤因此要利用清洗技术和停车检修的时间进行定期的清理将结疤的影响降至最低，增大溶出工序中矿浆与蒸汽的换热面积提高传热速度，并且要对矿浆中闪蒸的二次蒸汽进行充分利用把握好闪蒸过程中的料位，控制好闪蒸过程的压力，从而提高闪蒸操作水平；在实行溶出工序节能的措施前，必须先保证溶出效果，因为这样能有效地预防沉降跑浑的现象。影响溶出效果的因素包括：反应时间、溶出温度、循环母液浓度、搅拌强度、矿石的粒度等。
4.2 蒸发工序能耗的分析与控制
蒸发工序的主要目的是保持整个生产流程中的水量平衡，是循环母液中的水分蒸发浓缩至符合溶出要求的浓度并排除生产过程中的杂质，通过蒸汽加热使母液中的水分蒸发浓缩，该工序的蒸汽消耗巨大占蒸汽总消耗量的30%--50%，因此工序中可以采取的节能措施为：
4.2.1 确定合理的蒸发效数增加高效的闪蒸装置
蒸发效数越多，单位蒸水量所消耗的新蒸汽越少，从这方面来说，要降低蒸汽的消耗就要增加蒸发效数以及增加高效的闪蒸装置，闪蒸设备的增加可以提高蒸汽的利用率利用蒸发器和闪蒸器结合的方式，来提高蒸发器的产能，从而降低能耗，但增加蒸发效数和高效闪蒸装置相应的设备投资也会增大所以应该充分考虑未来能源的价格趋势与当前设备的投资，通过最优化的方法来确定蒸发效数。
4.2.2 减少结疤结垢充分换热
蒸发工序的结疤和结垢也是影响不同介质之间换热效率的主要因素，一方面结垢使得传热效率降低从而降低了蒸发效率另外结垢的速度过快也使得蒸发器的清洗周期变短设备的运转率下降故障率升高，因此必须对蒸发器中的结垢进行控制以保持传热性能和较高的产能，同时在蒸发工序还要保持母液和精液之间能够充分的换热，这样就使得热量交换可以在母液和精制液体之间进行，节省了蒸汽消耗。
4.3 其他工序的节能措施和能量综合利用
4.3.1 赤泥洗涤用水的控制
赤泥洗涤效率与洗涤次数、洗水量以及外排赤泥的含水量均有较大关系，赤泥洗涤的用水量越多则蒸发需要更多蒸汽蒸发流程中多余水份所需能耗就越大，因此控制赤泥的洗水量也是降低生产能耗的一项重要措施，在分离与洗涤赤泥的工序中，控制赤泥的洗水量，就能提高溶出矿浆的碱液浓度，这既能降低沉降过程中氧化铝的水解损失，也能够使母液的浓缩度减小，从而降低蒸发负荷，降低能耗。
4.3.2 焙烧烟气的综合利用
氢氧化铝经过高温焙烧过程脱除其中的附着水和结晶水才能生成氧化铝，目前氧化铝生产多采用已天然气为燃料的气体悬浮焙烧炉，悬浮焙烧炉能够高效地使用热量，由于经过高温燃烧其中含有的热量非常高根据相关资料显示这些烟气的热量占焙烧所消耗的总烟量的30%以上，合理利用这些烟气将产生巨大的经济价值和环保价值，目前主要的利用方式是在烟气外排过程中利用换热器对水或其他介质进行热交换，再通过加热后的水对其他工序的介质进行加热从而合理利用烟气热量，以减少其他工序单独加热介质所需要的能耗。
5 氧化铝生产节能降耗的主要方向展望
减少非生产水进入流程，控制入磨矿石以及各洗涤工序的用水量尽量减少进生产流程中的无用水；要降低蒸汽的消耗量就要控制管道内的结疤数量和生成速度，这就需要对矿浆进行充分的脱硅或采取其他工艺控制措施，并对闪蒸二次蒸汽进行充分的利用；清洗管道换热器夹套增加管道化的传热面积和传热效率，可以充分的降低管道化换热过程中的能耗；增加自动化设备提高设备的运转率、淘汰高能耗的落后设备，加强设备管理以减少因设备故障导致的非计划停车。
6 结束语
综上所述，分析氧化铝生产过程中产生的能耗规律，是为了深入研究的同时，能够针对性提出相应节能降耗措施，并且注重理论与实践相结合，结合现阶段实际情况，通过行之有效的管理手段，更多的使用先进技术，完善氧化铝生产，从而最终达到控制企业生产成本，遵循我国经济可持续发展战略的目的。
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论文作者:陈勇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/28
标签：氧化铝论文; 工序论文; 蒸汽论文; 闪蒸论文; 工业生产论文; 过程中论文; 矿浆论文; 《基层建设》2018年第35期论文;