中铝山东工程技术有限公司
引言
我国的氧化铝行业经过了蓬勃的发展，总体产量迅速跃居世界第一位，随着经济和工艺水平的进步，企业更加的注重环境保护和生产安全，越来越多的企业将环境保护、生产安全作为了企业发展的重要支柱和理念，所以系统的分析氧化铝生产过程中对周边地区影响，通过一系列的措施避免或降低对周边环境的危害，对实现可持续发展，提高企业形象具有非常重要的现实意义。
1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。
2氧化铝工业生产过程中的能源消耗分析
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:第一，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。第二，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[1]。
3氧化铝生产过程中节能降本措施
3.1余热回收利用
第一，溶出系统余热回收利用节能措施。由于溶出新蒸汽,冷凝水的温度非常高,所以能够吸收溶出的余热。在溶出二次气加热和心蒸汽加热级之间,通过增加新蒸汽冷凝水自蒸发二次蒸汽与矿浆间接换热,能够保证矿浆温度升高,大约为6℃～8℃,凝结之后的蒸汽通过闪蒸降温减压送至蒸发,可以形成新的蒸汽,继续循环使用。第二，稀释槽乏汽余热回收利用。根据溶出工序闪蒸料将进入到稀释槽的温度,大约在105℃以上,而且在进入到稀释槽之后会再一次出现扩容闪蒸的情况,通过利用气压冷凝器吸收排入到大气,很容易造成能源资源浪费以及环境污染等问题。通过利用新型乏汽回收装置,可以直接将稀释槽内单蒸发器以及磨机冷凝水罐,自发蒸汽通过处理之后能够形成全新的热水,而且利用这种乏汽回收装置,可以保证乏汽回收效率提高非常明显。第三，焙烧系统余热回收再利用的节能措施。通过对焙烧系统的热耗进行分析,回收利用氧化铝的物料余热以及焙烧烟气余热,能够有效减少焙烧工序,例如通过利用热电厂锅炉给水与焙烧高温物料,在沸腾的冷却床内进行间接换热,不仅能够明显降低焙烧物料的温度,而且也可以实现给锅炉水温度升温,保证锅炉的热耗量下降。
3.2提高氧化铝生产过程中所使用原材料的质量
氧化铝的生产除了煤气原料、铝矿原料的需求以外,还需要石灰等碱性转化剂的参与,由于现阶段的市场需求并不高,企业在发展过程中可以通过高品质的方式寻求更好的发展,也就是说,严格控制使用原材料的质量,致力于提升氧化铝产成品的性能,从而在同类型商品中脱颖而出[2]。
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3.3改进设备性能,提高能源的利用率
在不改变氧化铝生产原料的基础上,改进设备性能,提高能源利用率也是实现设备节能的有效途径之一。比如,通过改进设备性能,提高高压涪出和氢氧化铝焙烧过程中对一次能源和二次能源的利用效率。充分利用先进的科学技术,对能源利用率低所导致的耗能高的大型设备进行改进,弥补不足,从而提高氧化铝生产过程中设备性能,达到节能目的。此外,传统的氢氧化铝焙烧大多是在老式回转窑中进行,而老式回转窑的能耗较高,采用改进后的流态化焙烧炉能够明显降低能耗,比如,在不改变技术装备的情况下,高压溶出的间接加热或管道化溶出比直接加热溶出的能耗低,因此,改进设备性能,提高技术装备水平能够明显提高能源的利用率,降低能耗。
3.4降低溶出浆液蒸汽加热耗能量
通常情况下,氧化铝工业生产过程中溶出浆的加热可大致分为二次汽预热和新蒸汽加热两大类。而在目前生产过程中,二次汽预热常采用矿浆自身蒸发所产生的热气,因此,二次汽预热设备的出口处矿浆温度越高,加热新蒸汽所需的能耗量越低。因此,工作人员可根据企业生产情况和设备的配套情况选择合适的套管,尽可能地延长套管换热器的使用时间,增加二次汽预热设备的出口温度,从而降低新蒸汽加热系统所需要的耗能量。
3.5适当调节生产过程中的最佳饱和温度
当热能转换煤气发生炉处于正常运作过程中时,生产环境的饱和温度和湿度也能够影响到气化反应产生蒸汽的含量大小,从某种意义上而言,也就决定了热能产生的含量大校因此,必须严格控制、及时调整生产过程中场地温度的变化,使其时刻处于最佳状态,保证热能供应,维持生产过程的连续性和稳定性,并在此基础上达到最大限度上降低能耗的目的[3]。
4氧化铝生产节能降耗的主要方向展望
第一，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;第二，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;第三，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;第四，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。在"大众创业,万众创新"的时代背景下,为了改变设备能耗较高的现状,加强科技创新无疑是一个很好的出路。结合我国氧化铝生产的实际情况和原材料的特点进行科技创新,研发高效高端的生产设备,有助于我国氧化铝生产企业的革新,这也是从根本上解决设备耗能高,生产效率低这一现状的重要途径。比如,进一步开发和应用节能泵、节能搅拌器等节电产品;进一步研发和改进高性能的降膜蒸发器、沉降槽等大型生产设备;进一步开发提高煤粉、重油及煤气等燃料燃烧效率的装置和技术等等。从各个环节的设备上下功夫,将设备耗能的总量降到最低。
结语
总之,在可持续性经济发展理念的指导下,节能环保不仅成为各行各业发展的重要原则,我国氧化铝工业生产企业应加强对节能降耗的重视程度,根据企业自身的实际情况制定出环保节能方案,并在企业内部形成节能降耗的良好氛围,尽可能地引进先进的生产技术以降低氧化铝工业生产过程中的耗能量,推动我国氧化铝工业生产的绿色化发展。
参考文献
[1]我国氧化铝工业能耗及节能措施(上)[J].张伦和.轻金属.2015(11).
[2]金刚,杨小平.氧化氧化铝生产节能降本技术研究与应用[J].有色金属设计,2018,45(2):76-81.
[3]王辉民,聂菲,谭民强.我国氧化铝工业节能减排途径分析[J].污染减排,2008,5(396):4-7.
论文作者:崔伟
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第10期
论文发表时间:2019/11/22
标签：氧化铝论文; 蒸汽论文; 过程中论文; 工业生产论文; 设备论文; 节能论文; 矿浆论文; 《中国西部科技》2019年第10期论文;