CN103771472A - 一种用于拜耳法氧化铝生产装置乏汽回收利用的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于拜耳法氧化铝生产装置乏汽回收利用的方法，具体为：回收各槽罐顶部的常压乏汽，以温度为10-60℃的水作为介质，经管道泵加压至0.4-0.8MPag后，通过水力喷射器产生抽力将第一组槽罐顶部的蒸汽抽出，被水力喷射器抽出的乏汽与常温洗水混合后温度升高，作为一级热水；一级热水汇合进入一级热水缓冲罐，经热水泵加压后输送至第二组槽罐顶部的水力喷射器回收第二组槽罐顶部的蒸汽，被水力喷射器抽出的乏汽与一级热水混合后温度升高，作为二级热水；将二级热水经回水管道回到水冷器与进入水冷器的其它品种的水混合最终作为溶出和沉降单元的洗水；对稀释槽顶部的蒸汽进行加压利用，其蒸汽压力可由0-0.2MPag达到0.05-0.25MPag。本发明构思新颖，改造工作量小，使用方便。

Description

一种用于拜耳法氧化铝生产装置乏汽回收利用的方法

技术领域

本发明属于节能节水和环保领域，具体涉及一种用于拜耳法氧化铝生产装置乏汽回收利用的方法。

背景技术

氧化铝工业采用的生产工艺一般包括烧结法和拜耳法两种，其中拜耳法为主流技术，在国内得到广泛应用。拜耳法的溶出沉降单元包括预热、压煮、闪蒸、稀释、分离沉降和洗涤等工序。工艺流程为矿浆经套管预热至规定温度后，进入高温、高压的压煮器中保温停留使其中的有用组分得以溶出。溶出后的矿浆经多级降压自蒸发器降压后，与赤泥一次洗液进入稀释槽。稀释矿浆经稀释后槽进入分离沉降槽，其溢流（粗液）继续通过过滤、分解等工序处理，其底流（赤泥）经3-4次洗涤和压滤后送往堆场。具体工艺流程见附图1。

在拜耳法氧化铝生产过程中，溶出和沉降单元有大量的过剩蒸汽和乏汽没有回收。一是稀释罐顶部的蒸汽（压力0.01-0.05MPag）在加热洗水之后仍有过剩，有蒸汽放空现象；二是稀释后槽、分离沉降槽、赤泥洗槽、精液槽、热水槽顶部有乏汽（压力0-0.025MPag）产生，有蒸汽放空现象。大量蒸汽的放空，不仅直接造成能源浪费和水资源浪费，而且有碍观瞻，不利于工厂的形象。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于拜耳法氧化铝装置乏汽回收利用的方法，以减少氧化铝生产中的能源和水资源浪费。

本发明提出的用于拜耳法氧化铝生产装置乏汽回收利用的方法，采取两步法对放空蒸汽进行回收和升级利用，具体步骤如下：

（1）回收各槽罐顶部的常压乏汽

将需回收常压乏汽的各槽罐按照温度不同分为两组：第一组槽罐为工作温度在90-103℃范围的分离沉降槽和赤泥洗槽，槽罐顶部逸出的蒸汽的压力为0-0.01MPag；第二组槽罐为工作温度在95-110℃范围的相对较高的稀释后槽、热水槽和精液槽，槽罐顶部逸出的蒸汽的压力为0-0.025MPag：

(1.1）以温度为10-60℃的常温洗水作为介质，经管道泵加压至0.4-0.8MPag后，通过水力喷射器产生抽力将第一组槽罐顶部的蒸汽抽出，被水力喷射器抽出的乏汽与常温洗水混合后温度升高，该水作为一级热水；(1.2）由步骤(1.1）得到的第一组槽罐的水力喷射器产生的一级热水汇合进入一级热水缓冲罐，经热水泵加压后输送至第二组槽罐顶部的水力喷射器回收第二组槽罐顶部的蒸汽，被水力喷射器抽出的乏汽与一级热水混合后温度升高，该水作为二级热水；

(1.3）步骤(1.2)得到的二级热水经回水管道回到水冷器与进入水冷器的其它品种的水混合最终作为溶出和沉降单元的洗水；这样的结果是提高了进入水冷器的原料洗水的温度，从而减少了水冷器加热洗水所需的蒸汽，这部分蒸汽来自于稀释罐顶部；

（2）对稀释槽顶部的蒸汽进行加压利用

由稀释槽顶部产生的蒸汽主要用于水冷器对洗水进行加热，多余的部分放空。经过步骤（1）后，稀释槽顶部的放空蒸汽量会更大。新增设施回收这部分放空蒸汽。通过管道将稀释槽顶部的蒸汽引入蒸汽压缩机进行增压，其蒸汽压力可以由0-0.2MPag达到0.05-0.25MPag。

本发明中，步骤（1）中所述水力喷射器的数量可以根据需要设置，可以每1至2个槽罐设置一个水力喷射器，或可以多个槽罐共用一个喷射器。相邻的水力喷射器采用并联方式。

为了防止抽空器操作波动导致各槽罐顶部的压力波动对槽罐本体的安全运行带来隐患，在各槽罐顶部设置压力保障措施。该保障措施是一个自动调压设备，当压力太高或太低时自动开启使槽罐与大气连通。这些槽罐包括第一组槽罐和第二组槽罐。自动调压设备的压力控制范围为0-0.025MPag。

本发明在改造实施过程中，还可根据装置运行的实际情况和工厂的实际需求，对装置其他部分的蒸汽进行综合利用，进一步提高节能效益。

附图说明

图1为拜耳法氧化铝生产装置溶出沉降单元流程简图；

图2为本发明改造原理图；

图3为蒸汽回收设施流程图。

图中标号：1为水冷器，2为稀释槽，3溶出和沉降单元各槽罐（稀释后槽/分离沉降槽、赤泥洗槽、热水槽、精液槽），4为第一组槽罐，5为第二组槽罐，11为蒸汽压缩机，12为蒸汽回收设施，13为压力控制设备，14为一级加压泵，15为水力喷射器，16为一级热水缓冲罐，17为二级加压泵。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

对某氧化铝厂溶出沉降单元乏汽回收利用的方法

（1）改造前情况

某氧化铝厂有四条生产线，溶出沉降单元释放蒸汽的容器共33个槽罐，分别为热水槽4个，稀释后槽12个，分离沉降槽4个，赤泥洗槽10个，精液槽3个。来自末级闪蒸罐的料浆温度为125-135℃，进入稀释槽后与90-100℃的洗水混合，混合温度为105-110℃，压力为0.02MPag左右。然后逐渐进入稀释后槽、沉降槽和赤泥洗槽等，这些槽罐的压力均为常压，料浆在这些罐中停留的过程中逐渐释放出蒸汽，温度逐渐降低至93-98℃左右。蒸汽的释放，造成能量浪费，损失水资源，而且影响美观。

改造前稀释槽顶部的乏汽主要送至水冷器加热洗水，但由于稀释槽产汽量大于用汽量，大约10 t/h的富余乏汽直接放空。

（2）改造内容

第一步：回收分离热水槽、稀释后槽、沉降槽、赤泥洗槽、精液槽顶部蒸汽，用于加热洗水。

从洗水管网中引出常温洗水，经管道泵加压后，通过水力喷射器分别回收第一组槽罐（分离沉降槽和赤泥洗槽）顶部逸出的常压蒸汽。第一组槽罐共14个，每2个槽罐设置一个水力喷射器，共需增设7个并联的水力喷射器。洗水被加热至50℃左右后进入一级热水缓冲罐（利旧）。热水罐中的洗水经离心泵加压后，通过水力喷射器回收第二组槽罐（稀释后槽、热水槽和精液槽）顶部逸出的常压蒸汽，第二组槽罐共19个，共需增设9个并联的水力喷射器。再次加热后的洗水温度可升至85℃左右，最后经回水管道回到水冷器，在水冷器中进行补充加热，以达到工艺要求的95℃。

第一步改造所需设备：水泵2台，其中1台新增，1台利旧；水槽1个，利旧原滤液槽；水力喷射器16台；管道及阀门等。

第二步：将稀释槽产生的多余乏汽，增压后作为蒸发工段强制效的热源。

第一步改造实施后，可节约稀释槽产生的乏汽18t/h，加上原来放空的乏汽10 t/h，稀释槽乏汽将有28 t/h的富余。第二步改造采用SER蒸汽能量回收技术，将这一部分富余的乏汽从0.01MPag提压至0.2MPag后送至蒸发工段的强制效，作为强制效的加热蒸汽。为保证洗水加热温度达到工艺要求，且稀释槽顶部蒸汽不再放空，在稀释槽顶部蒸汽的引出管道设置自动调节阀，自动调节引出蒸汽流量。

第二步改造所需设备：SER蒸汽能量回收装置（压缩机、控制系统和辅机）3套；管道及阀门等。

改造后效益：扣除10%的蒸汽损耗，增压后可回收0.2MPag蒸汽25t/h。同时相当于回收了凝结水，可节约新鲜水25t/h。

Claims (2)

1.一种用于拜耳法氧化铝生产装置乏汽回收利用的方法，采取两步法对放空蒸汽进行回收和升级利用，其特征在于具体步骤如下：

（1）回收各槽罐顶部的常压乏汽

将需回收常压乏汽的各槽罐按照温度不同分为两组：第一组槽罐为工作温度在90-103℃范围的分离沉降槽和赤泥洗槽，槽罐顶部逸出的蒸汽的压力为0-0.01MPag；第二组槽罐为工作温度在95-110℃范围的相对较热的稀释后槽、热水槽和精液槽，槽罐顶部逸出的蒸汽的压力为0-0.025MPag：

（1.1）以温度为10-60℃的水作为介质，经管道泵加压至0.4-0.8MPag后，通过水力喷射器产生抽力将第一组槽罐顶部的蒸汽抽出，被水力喷射器抽出的乏汽与常温洗水混合后温度升高，该水作为一级热水；（1.2）由步骤（1.1）得到的第一组槽罐的水力喷射器产生的一级热水汇合进入一级热水缓冲罐，经热水泵加压后输送至第二组槽罐顶部的水力喷射器回收第二组槽罐顶部的蒸汽，被水力喷射器抽出的乏汽与一级热水混合后温度升高，该水作为二级热水；

（1.3）步骤（1.2）得到的二级热水经回水管道回到水冷器与进入水冷器的其它品种的水混合最终作为溶出和沉降单元的洗水；

（2）对稀释槽顶部的蒸汽进行加压利用

由稀释槽顶部产生的蒸汽主要用于水冷器对洗水进行加热，多余的部分放空；通过管道将稀释槽顶部的蒸汽引入蒸汽压缩机进行增压，其蒸汽压力可以由0-0.2MPag达到0.05-0.25MPag。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1）中所述水力喷射器的数量根据需要设置，每1至2个槽罐设置一个水力喷射器，或可以多个槽罐共用一个喷射器，相邻的水力喷射器采用并联方式。

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