一種提高氧化鋁廠蒸發原液溫度的方法及其採用的設備與流程

2023-08-12 10:42:21 2

本發明涉及氧化鋁生產技術領域，具體涉及一種提高氧化鋁廠蒸發原液溫度的方法及其採用的設備。

背景技術：

目前，節能減排已是我國經濟發展的一項長遠戰略計劃，也是當前一項緊迫的任務，全社會都在開展節能減排，緩解能源和環境壓力，建設節能型社會和環境友好型社會的相關活動。

分解母液是氧化鋁行業中成品過濾和種子過濾濾液的合稱，分解母液經過提溫送到蒸發站原液槽後稱為蒸發原液。提高蒸發原液(分解母液)的溫度可有效減少蒸發站的蒸汽消耗，是氧化鋁廠蒸站發節能的主要措施之一。據測算，蒸發原液溫度每提高10℃，蒸發汽水比可降低0.02-0.03t-蒸汽/t-蒸水，減小新蒸汽消耗約8％-12％。氧化鋁行業普遍的做法是：精液降溫的同時，綜合利用其中的熱量，達到節能的目的。具體是在精液降溫工序將分解母液與精液換熱，精液的溫度由100℃-105℃降低到65℃-78℃，分解母液的溫度由45℃-55℃提高到75℃-85℃。

目前國內也有專利報導了提高蒸發原液溫度的方法，但都存在一些不足之處，比如：

申請號為90104451.2的專利申請公開了利用末效蒸發器二次蒸汽預熱蒸發原液，實際上現在氧化鋁廠蒸發站都為6效或7效蒸發，末效二次汽的溫度約為50℃，遠低於專利中所提的60℃-70℃。

申請號為200410155594.x的專利申請和申請號為201010605039.8的專利申請公開了利用溶出新蒸汽冷凝水進行換熱來提高蒸發原液的溫度，實際上溶出新蒸汽冷凝水的溫度160℃，壓力0.6mpa，屬於能量等級較高的優質熱源，在氧化鋁廠中很多地方都可以使用，比如可以去蒸發站，也可以直接送回熱電廠鍋爐房。

申請號為201110366707.0的發明申請和申請號為201410294088.2的專利申請公開了利用溶出稀釋槽乏汽提高蒸發原液溫度，是將精液提溫後的蒸發原液再升溫，蒸發原液溫度提溫小於7℃。

申請號為201210409045.5的專利申請公開了利用焙燒爐煙氣餘熱加熱蒸發原液，其主要利用的是焙燒爐煙氣的顯熱，沒有利用焙燒爐的巨大潛熱，因此熱量回收利用的相對少，只能將部分(約10％)氧化鋁廠蒸發原液提高10℃。

國內外很多氧化鋁廠都採取了各種各樣的措施儘量回收焙燒爐煙氣餘熱，這些氧化鋁廠所採用的方法均為將排煙溫度儘量降低，但還是控制在酸露點溫度(-145℃)以上，以防止發生腐蝕，回收的熱量將低溫水加熱用於生活用水或生產洗滌用水等。然而，這種煙氣餘熱回收方法僅是利用了煙氣的部分顯熱，對於氫氧化鋁焙燒爐煙氣而言，煙氣的顯熱僅佔煙氣總熱量的20％左右，80％左右的熱量是煙氣中水蒸汽的潛熱，因此回收煙氣中的潛熱是關鍵。

綜上所述，急需一種操作方便、能有效氧化鋁廠的潛熱且能有效降低蒸發站新蒸汽消耗而實現顯著節能效果的提高蒸發原液溫度的方法以解決現有技術中存在的問題。

技術實現要素：

本發明目的在於提供一種操作方便、能有效氧化鋁廠的潛熱且能有效降低蒸發站新蒸汽消耗而實現顯著節能效果的提高蒸發原液溫度的方法，具體技術方案如下：

一種提高氧化鋁廠蒸發原液溫度的方法，包括以下步驟：

第一步、將煙氣餘熱深度回收裝置所回收的熱量用於加熱蒸發原液，得到初步升溫的蒸發原液；所述煙氣餘熱深度回收裝置收集氫氧化鋁焙燒爐的潛熱；

第二步、將精液用於加熱第一步所得初步升溫的蒸發原液，得到升溫後的蒸發原液。

以上技術方案中優選的，所述第一步中：煙氣餘熱深度回收裝置的入口的循環水的水溫為60℃-75℃，煙氣餘熱深度回收裝置的出口的循環水的水溫為70℃-85℃。

以上技術方案中優選的，所述第一步中的加熱：循環水的溫度由70℃-85℃降低到60℃-75℃，蒸發原液的溫度由45℃-55℃提高到50℃-75℃。

以上技術方案中優選的，所述第二步中的加熱：精液的溫度由100℃-105℃降低到65℃-78℃，初步升溫的蒸發原液的溫度由50℃-75℃提高到90℃-99℃。

應用本發明的技術方案，具體是：採用焙燒爐煙氣餘熱深度回收裝置將煙氣的巨大潛熱回收利用，可將氧化鋁廠中全部的蒸發原液(分解母液)溫度提高約15℃-25℃，蒸發原液(分解母液)最終出料溫度提高到90℃-99℃，可有效降低蒸發站新蒸汽消耗約12％-20％，蒸發站汽水比指標可降低0.03-0.05t-蒸汽/t-蒸水，節能效果顯著。

本發明在不改變原有氧化鋁廠生產的流程下，在氫氧化鋁焙燒爐增加煙氣餘熱深度回收裝置，回收的巨大潛熱可大幅提高了蒸發原液(分解母液)的溫度，可節約蒸發站新蒸汽消耗，降低氧化鋁生產成本；本發明不影響精液降溫效果，不影響蒸發站的生產操作。本發明中採用的煙氣餘熱深度回收裝置採用申請號為201420267663.5的實用新型專利所公開的氫氧化鋁焙燒爐煙氣餘熱回收利用裝置，操作方便且餘熱回收效果好。

本發明還公開一種上述方法所採用的設備，具體包括煙氣餘熱深度回收裝置、第一換熱器和第二換熱器；

所述煙氣餘熱深度回收裝置上設有煙氣入口、煙氣排空口、底流排出口以及第一循環水管，所述煙氣入口設置在所述煙氣餘熱深度回收裝置的側壁上，且其用於煙氣進入且與煙氣輸送管道連通；所述煙氣排空口設置在所述煙氣餘熱深度回收裝置的頂部，且其用於排空煙氣且與煙氣排出管道連通；所述底流排出口設置在所述煙氣餘熱深度回收裝置的底部，且其用於排出底流且與底流排出管道連通；所述第一循環水管用於與通過所述煙氣餘熱深度回收裝置的煙氣進行換熱的循環水通過，所述第一循環水管包括進液口和出液口；所述第一換熱器上設有原液進口、原液出口以及第二循環水管，所述原液進口用於蒸發原液流入，所述原液出口用於初步升溫後的蒸發原液流出；所述第二循環水管用於與蒸發原液進行換熱的循環水通過，其包括與所述進液口連通的循環水出口以及與所述出液口連通的循環水進口；

所述第二換熱器上設有進口、出口以及精液流經管道，所述進口用於初步升溫的蒸發原液進入且其與所述原液出口連通，所述出口用於升溫後的蒸發原液流出，所述精液流經管道用於與初步升溫的蒸發原液進行換熱的精液通過。

以上技術方案中優選的，所述煙氣輸送管道上設有煙氣輸送風機；所述底流排出管道上設有助於底流排出的底流輸送泵；連通所述出液口和所述循環水進口的管道上設有循環水泵。

應用本發明的設備，整體結構精簡，各部件布置合理，便於投產使用。

除了上面所描述的目的、特徵和優點之外，本發明還有其它的目的、特徵和優點。下面將參照圖，對本發明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：

圖1是實施例1中提高氧化鋁廠蒸發原液溫度的方法所採用設備的結構示意圖；

其中，1、煙氣餘熱深度回收裝置，1.1、煙氣入口，1.2、煙氣排空口，1.3、底流排出口，1.4、第一循環水管，1.41、進液口，1.42、出液口，2、第一換熱器，2.1、原液進口，2.2、原液出口，2.3、第二循環水管，2.31、循環水出口，2.32、循環水進口，3、第二換熱器，3.1、進口，3.2、出口，3.3、精液流經管道，4、煙氣輸送管道，4.1、煙氣輸送風機，5、煙氣排出管道，6、底流排出管道，6.1、底流輸送泵，7、循環水泵。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可以根據權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

實施例1：

一種提高氧化鋁廠蒸發原液溫度的方法，其採用的設備如圖1所示，具體包括煙氣餘熱深度回收裝置1、第一換熱器2和第二換熱器3，詳細連接關係如下：

所述煙氣餘熱深度回收裝置1上設有煙氣入口1.1、煙氣排空口1.2、底流排出口1.3以及第一循環水管1.4，具體是：

所述煙氣入口1.1設置在所述煙氣餘熱深度回收裝置1的側壁上，且其用於煙氣進入且與煙氣輸送管道4連通。

所述煙氣排空口1.2設置在所述煙氣餘熱深度回收裝置1的頂部，且其用於排空煙氣且與煙氣排出管道5連通。

所述底流排出口1.3設置在所述煙氣餘熱深度回收裝置1的底部，且其用於排出底流且與底流排出管道6連通。

所述第一循環水管1.4用於與通過所述煙氣餘熱深度回收裝置1的煙氣進行換熱的循環水通過。所述第一循環水管1.4包括進液口1.41和出液口1.42。

所述第一換熱器2上設有原液進口2.1、原液出口2.2以及第二循環水管2.3，具體是：

所述原液進口2.1用於蒸發原液流入，所述原液出口2.2用於初步升溫後的蒸發原液流出。

所述第二循環水管2.3用於與蒸發原液進行換熱的循環水通過，其包括與所述進液口1.41連通的循環水出口2.31以及與所述出液口1.42連通的循環水進口2.32。

所述第二換熱器3上設有進口3.1、出口3.2以及精液流經管道3.3，所述進口3.1用於初步升溫的蒸發原液進入且其與所述原液出口2.2連通，所述出口3.2用於升溫後的蒸發原液流出，所述精液流經管道3.3用於與初步升溫的蒸發原液進行換熱的精液通過。

其中：所述煙氣輸送管道4上設有煙氣輸送風機4.1；所述底流排出管道6上設有助於底流排出的底流輸送泵6.1；連通所述出液口1.42和所述循環水進口2.32的管道上設有循環水泵7。煙氣輸送風機的設置，便於將煙氣順利送入煙氣餘熱深度回收裝置1中；底流輸送泵的設置，便於順利將底流輸出；循環水泵的設置，便於將第一循環水管1.4中的循環水順利輸入第二循環水管2.3中，確保升溫後的循環水和蒸發原液進行換熱。

本發明提高氧化鋁廠蒸發原液溫度的方法具體包括以下步驟：

第一步、將通過氫氧化鋁焙燒爐煙氣餘熱深度回收裝置所回收的熱量用於加熱蒸發原液，得到初步升溫的蒸發原液；其中：煙氣餘熱深度回收裝置的入口(即第一循環水管的進液口1.41)的循環水的水溫為60℃-75℃，其出口(即第一循環水管的出液口1.42)的循環水的水溫為70℃-85℃；經過第一換熱器2時：循環水的溫度由70℃-85℃降低到60℃-75℃，蒸發原液的溫度由45℃-55℃提高到50℃-75℃；

第二步、將精液用於加熱第一步所得初步升溫的蒸發原液，得到升溫後的蒸發原液，其中：精液的溫度由100℃-105℃降低到65℃-78℃，初步升溫的蒸發原液的溫度由50℃-75℃提高到90℃-99℃。

應用本實施例的技術方案，效果是：採用焙燒爐煙氣餘熱深度回收裝置將煙氣的巨大潛熱回收利用，可將氧化鋁廠可將全部的蒸發原液(分解母液)溫度提高約15-25℃，蒸發原液(分解母液)最終出料溫度提高到90-99℃，可有效降低蒸發站新蒸汽消耗約12％-20％，蒸發站汽水比指標可降低0.03-0.05t-蒸汽/t-蒸水，節能效果顯著。

實施例2：

本實施例為某氧化鋁廠氫氧化鋁焙燒爐產能1400t/d，在焙燒爐就近新建1臺煙氣餘熱深度回收裝置。循環熱水流量為900m3/h，溫度為65℃，經過煙氣餘熱深度回收裝置被加熱到78℃。蒸發原液流量800m3/h，溫度為45℃。循環熱水與蒸發原液(分解母液)進行第一級換熱，將蒸發原液溫度提高到62℃，循環熱水的溫度降到65℃，循環熱水重新返回煙氣餘熱深度回收裝置。提溫後的蒸發原液(分解母液)再與精液進行第二級換熱，蒸發原液(分解母液)溫度由62℃提高到95℃，精液溫度由105℃降到75℃。蒸水量220t/h的六效蒸發站汽水比由0.23t-蒸汽/t-蒸水降低到0.19t-蒸汽/t-蒸水以下，可節約新蒸汽用量8.8t/h以上，蒸汽價格按120元/噸計算，年可節約900萬元以上，經濟效益顯著。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。