CN107176618A - 一种提高氧化铝厂蒸发原液温度的方法及其采用的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种提高氧化铝厂蒸发原液温度的方法，采用烟气余热深度回收装置将烟气的巨大潜热回收利用(收集氢氧化铝焙烧炉的潜热)，先对蒸发原液进行换热提温至50℃‑75℃，再将初步升温的蒸发原液与精液进行再次换热，最后得到90℃‑99℃的蒸发原液。本发明的方法回收的巨大潜热可大幅提高了蒸发原液(分解母液)的温度，可节约蒸发站新蒸汽消耗，降低氧化铝生产成本，节能环保。本发明还公开一种上述方法采用的设备，其包括烟气余热深度回收装置、第一换热器和第二换热器，部件容易获得，整个设备结构精简，布置方便，适于投产使用。

Description

一种提高氧化铝厂蒸发原液温度的方法及其采用的设备
技术领域
本发明涉及氧化铝生产技术领域，具体涉及一种提高氧化铝厂蒸发原液温度的方法及其采用的设备。
背景技术
目前，节能减排已是我国经济发展的一项长远战略计划，也是当前一项紧迫的任务，全社会都在开展节能减排，缓解能源和环境压力，建设节能型社会和环境友好型社会的相关活动。
分解母液是氧化铝行业中成品过滤和种子过滤滤液的合称，分解母液经过提温送到蒸发站原液槽后称为蒸发原液。提高蒸发原液(分解母液)的温度可有效减少蒸发站的蒸汽消耗，是氧化铝厂蒸站发节能的主要措施之一。据测算，蒸发原液温度每提高10℃，蒸发汽水比可降低0.02-0.03t-蒸汽/t-蒸水，减小新蒸汽消耗约8％-12％。氧化铝行业普遍的做法是：精液降温的同时，综合利用其中的热量，达到节能的目的。具体是在精液降温工序将分解母液与精液换热，精液的温度由100℃-105℃降低到65℃-78℃，分解母液的温度由45℃-55℃提高到75℃-85℃。
目前国内也有专利报道了提高蒸发原液温度的方法，但都存在一些不足之处，比如：
申请号为90104451.2的专利申请公开了利用末效蒸发器二次蒸汽预热蒸发原液，实际上现在氧化铝厂蒸发站都为6效或7效蒸发，末效二次汽的温度约为50℃，远低于专利中所提的60℃-70℃。
申请号为200410155594.X的专利申请和申请号为201010605039.8的专利申请公开了利用溶出新蒸汽冷凝水进行换热来提高蒸发原液的温度，实际上溶出新蒸汽冷凝水的温度160℃，压力0.6Mpa，属于能量等级较高的优质热源，在氧化铝厂中很多地方都可以使用，比如可以去蒸发站，也可以直接送回热电厂锅炉房。
申请号为201110366707.0的发明申请和申请号为201410294088.2的专利申请公开了利用溶出稀释槽乏汽提高蒸发原液温度，是将精液提温后的蒸发原液再升温，蒸发原液温度提温小于7℃。
申请号为201210409045.5的专利申请公开了利用焙烧炉烟气余热加热蒸发原液，其主要利用的是焙烧炉烟气的显热，没有利用焙烧炉的巨大潜热，因此热量回收利用的相对少，只能将部分(约10％)氧化铝厂蒸发原液提高10℃。
国内外很多氧化铝厂都采取了各种各样的措施尽量回收焙烧炉烟气余热，这些氧化铝厂所采用的方法均为将排烟温度尽量降低，但还是控制在酸露点温度(-145℃)以上，以防止发生腐蚀，回收的热量将低温水加热用于生活用水或生产洗涤用水等。然而，这种烟气余热回收方法仅是利用了烟气的部分显热，对于氢氧化铝焙烧炉烟气而言，烟气的显热仅占烟气总热量的20％左右，80％左右的热量是烟气中水蒸汽的潜热，因此回收烟气中的潜热是关键。
综上所述，急需一种操作方便、能有效氧化铝厂的潜热且能有效降低蒸发站新蒸汽消耗而实现显著节能效果的提高蒸发原液温度的方法以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种操作方便、能有效氧化铝厂的潜热且能有效降低蒸发站新蒸汽消耗而实现显著节能效果的提高蒸发原液温度的方法，具体技术方案如下：
一种提高氧化铝厂蒸发原液温度的方法，包括以下步骤：
第一步、将烟气余热深度回收装置所回收的热量用于加热蒸发原液，得到初步升温的蒸发原液；所述烟气余热深度回收装置收集氢氧化铝焙烧炉的潜热；
第二步、将精液用于加热第一步所得初步升温的蒸发原液，得到升温后的蒸发原液。
以上技术方案中优选的，所述第一步中：烟气余热深度回收装置的入口的循环水的水温为60℃-75℃，烟气余热深度回收装置的出口的循环水的水温为70℃-85℃。
以上技术方案中优选的，所述第一步中的加热：循环水的温度由70℃-85℃降低到60℃-75℃，蒸发原液的温度由45℃-55℃提高到50℃-75℃。
以上技术方案中优选的，所述第二步中的加热：精液的温度由100℃-105℃降低到65℃-78℃，初步升温的蒸发原液的温度由50℃-75℃提高到90℃-99℃。
应用本发明的技术方案，具体是：采用焙烧炉烟气余热深度回收装置将烟气的巨大潜热回收利用，可将氧化铝厂中全部的蒸发原液(分解母液)温度提高约15℃-25℃，蒸发原液(分解母液)最终出料温度提高到90℃-99℃，可有效降低蒸发站新蒸汽消耗约12％-20％，蒸发站汽水比指标可降低0.03-0.05t-蒸汽/t-蒸水，节能效果显著。
本发明在不改变原有氧化铝厂生产的流程下，在氢氧化铝焙烧炉增加烟气余热深度回收装置，回收的巨大潜热可大幅提高了蒸发原液(分解母液)的温度，可节约蒸发站新蒸汽消耗，降低氧化铝生产成本；本发明不影响精液降温效果，不影响蒸发站的生产操作。本发明中采用的烟气余热深度回收装置采用申请号为201420267663.5的实用新型专利所公开的氢氧化铝焙烧炉烟气余热回收利用装置，操作方便且余热回收效果好。
本发明还公开一种上述方法所采用的设备，具体包括烟气余热深度回收装置、第一换热器和第二换热器；
所述烟气余热深度回收装置上设有烟气入口、烟气排空口、底流排出口以及第一循环水管，所述烟气入口设置在所述烟气余热深度回收装置的侧壁上，且其用于烟气进入且与烟气输送管道连通；所述烟气排空口设置在所述烟气余热深度回收装置的顶部，且其用于排空烟气且与烟气排出管道连通；所述底流排出口设置在所述烟气余热深度回收装置的底部，且其用于排出底流且与底流排出管道连通；所述第一循环水管用于与通过所述烟气余热深度回收装置的烟气进行换热的循环水通过，所述第一循环水管包括进液口和出液口；所述第一换热器上设有原液进口、原液出口以及第二循环水管，所述原液进口用于蒸发原液流入，所述原液出口用于初步升温后的蒸发原液流出；所述第二循环水管用于与蒸发原液进行换热的循环水通过，其包括与所述进液口连通的循环水出口以及与所述出液口连通的循环水进口；
所述第二换热器上设有进口、出口以及精液流经管道，所述进口用于初步升温的蒸发原液进入且其与所述原液出口连通，所述出口用于升温后的蒸发原液流出，所述精液流经管道用于与初步升温的蒸发原液进行换热的精液通过。
以上技术方案中优选的，所述烟气输送管道上设有烟气输送风机；所述底流排出管道上设有助于底流排出的底流输送泵；连通所述出液口和所述循环水进口的管道上设有循环水泵。
应用本发明的设备，整体结构精简，各部件布置合理，便于投产使用。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是实施例1中提高氧化铝厂蒸发原液温度的方法所采用设备的结构示意图；
其中，1、烟气余热深度回收装置，1.1、烟气入口，1.2、烟气排空口，1.3、底流排出口，1.4、第一循环水管，1.41、进液口，1.42、出液口，2、第一换热器，2.1、原液进口，2.2、原液出口，2.3、第二循环水管，2.31、循环水出口，2.32、循环水进口，3、第二换热器，3.1、进口，3.2、出口，3.3、精液流经管道，4、烟气输送管道，4.1、烟气输送风机，5、烟气排出管道，6、底流排出管道，6.1、底流输送泵，7、循环水泵。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
一种提高氧化铝厂蒸发原液温度的方法，其采用的设备如图1所示，具体包括烟气余热深度回收装置1、第一换热器2和第二换热器3，详细连接关系如下：
所述烟气余热深度回收装置1上设有烟气入口1.1、烟气排空口1.2、底流排出口1.3以及第一循环水管1.4，具体是：
所述烟气入口1.1设置在所述烟气余热深度回收装置1的侧壁上，且其用于烟气进入且与烟气输送管道4连通。
所述烟气排空口1.2设置在所述烟气余热深度回收装置1的顶部，且其用于排空烟气且与烟气排出管道5连通。
所述底流排出口1.3设置在所述烟气余热深度回收装置1的底部，且其用于排出底流且与底流排出管道6连通。
所述第一循环水管1.4用于与通过所述烟气余热深度回收装置1的烟气进行换热的循环水通过。所述第一循环水管1.4包括进液口1.41和出液口1.42。
所述第一换热器2上设有原液进口2.1、原液出口2.2以及第二循环水管2.3，具体是：
所述原液进口2.1用于蒸发原液流入，所述原液出口2.2用于初步升温后的蒸发原液流出。
所述第二循环水管2.3用于与蒸发原液进行换热的循环水通过，其包括与所述进液口1.41连通的循环水出口2.31以及与所述出液口1.42连通的循环水进口2.32。
所述第二换热器3上设有进口3.1、出口3.2以及精液流经管道3.3，所述进口3.1用于初步升温的蒸发原液进入且其与所述原液出口2.2连通，所述出口3.2用于升温后的蒸发原液流出，所述精液流经管道3.3用于与初步升温的蒸发原液进行换热的精液通过。
其中：所述烟气输送管道4上设有烟气输送风机4.1；所述底流排出管道6上设有助于底流排出的底流输送泵6.1；连通所述出液口1.42和所述循环水进口2.32的管道上设有循环水泵7。烟气输送风机的设置，便于将烟气顺利送入烟气余热深度回收装置1中；底流输送泵的设置，便于顺利将底流输出；循环水泵的设置，便于将第一循环水管1.4中的循环水顺利输入第二循环水管2.3中，确保升温后的循环水和蒸发原液进行换热。
本发明提高氧化铝厂蒸发原液温度的方法具体包括以下步骤：
第一步、将通过氢氧化铝焙烧炉烟气余热深度回收装置所回收的热量用于加热蒸发原液，得到初步升温的蒸发原液；其中：烟气余热深度回收装置的入口(即第一循环水管的进液口1.41)的循环水的水温为60℃-75℃，其出口(即第一循环水管的出液口1.42)的循环水的水温为70℃-85℃；经过第一换热器2时：循环水的温度由70℃-85℃降低到60℃-75℃，蒸发原液的温度由45℃-55℃提高到50℃-75℃；
第二步、将精液用于加热第一步所得初步升温的蒸发原液，得到升温后的蒸发原液，其中：精液的温度由100℃-105℃降低到65℃-78℃，初步升温的蒸发原液的温度由50℃-75℃提高到90℃-99℃。
应用本实施例的技术方案，效果是：采用焙烧炉烟气余热深度回收装置将烟气的巨大潜热回收利用，可将氧化铝厂可将全部的蒸发原液(分解母液)温度提高约15-25℃，蒸发原液(分解母液)最终出料温度提高到90-99℃，可有效降低蒸发站新蒸汽消耗约12％-20％，蒸发站汽水比指标可降低0.03-0.05t-蒸汽/t-蒸水，节能效果显著。
实施例2：
本实施例为某氧化铝厂氢氧化铝焙烧炉产能1400t/d，在焙烧炉就近新建1台烟气余热深度回收装置。循环热水流量为900m3/h，温度为65℃，经过烟气余热深度回收装置被加热到78℃。蒸发原液流量800m3/h，温度为45℃。循环热水与蒸发原液(分解母液)进行第一级换热，将蒸发原液温度提高到62℃，循环热水的温度降到65℃，循环热水重新返回烟气余热深度回收装置。提温后的蒸发原液(分解母液)再与精液进行第二级换热，蒸发原液(分解母液)温度由62℃提高到95℃，精液温度由105℃降到75℃。蒸水量220t/h的六效蒸发站汽水比由0.23t-蒸汽/t-蒸水降低到0.19t-蒸汽/t-蒸水以下，可节约新蒸汽用量8.8t/h以上，蒸汽价格按120元/吨计算，年可节约900万元以上，经济效益显著。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种提高氧化铝厂蒸发原液温度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、将烟气余热深度回收装置所回收的热量用于加热蒸发原液，得到初步升温的蒸发原液；所述烟气余热深度回收装置收集氢氧化铝焙烧炉的潜热；
第二步、将精液用于加热第一步所得初步升温的蒸发原液，得到升温后的蒸发原液。
2.根据权利要求1所述的提高氧化铝厂蒸发原液温度的方法，其特征在于，所述第一步中：烟气余热深度回收装置的入口的循环水的水温为60℃-75℃，烟气余热深度回收装置的出口的循环水的水温为70℃-85℃。
3.根据权利要求2所述的提高氧化铝厂蒸发原液温度的方法，其特征在于，所述第一步中的加热：循环水的温度由70℃-85℃降低到60℃-75℃，蒸发原液的温度由45℃-55℃提高到50℃-75℃。
4.根据权利要求3所述的提高氧化铝厂蒸发原液温度的方法，其特征在于，所述第二步中的加热：精液的温度由100℃-105℃降低到65℃-78℃，初步升温的蒸发原液的温度由50℃-75℃提高到90℃-99℃。
5.一种如权利要求1-4任意一项所述提高氧化铝厂蒸发原液温度的方法所采用的设备，其特征在于，包括烟气余热深度回收装置(1)、第一换热器(2)和第二换热器(3)；
所述烟气余热深度回收装置(1)上设有烟气入口(1.1)、烟气排空口(1.2)、底流排出口(1.3)以及第一循环水管(1.4)，所述烟气入口(1.1)设置在所述烟气余热深度回收装置(1)的侧壁上，且其用于烟气进入且与烟气输送管道(4)连通；所述烟气排空口(1.2)设置在所述烟气余热深度回收装置(1)的顶部，且其用于排空烟气且与烟气排出管道(5)连通；所述底流排出口(1.3)设置在所述烟气余热深度回收装置(1)的底部，且其用于排出底流且与底流排出管道(6)连通；所述第一循环水管(1.4)用于与通过所述烟气余热深度回收装置(1)的烟气进行换热的循环水通过，所述第一循环水管(1.4)包括进液口(1.41)和出液口(1.42)；
所述第一换热器(2)上设有原液进口(2.1)、原液出口(2.2)以及第二循环水管(2.3)，所述原液进口(2.1)用于蒸发原液流入，所述原液出口(2.2)用于初步升温后的蒸发原液流出；所述第二循环水管(2.3)用于与蒸发原液进行换热的循环水通过，其包括与所述进液口(1.41)连通的循环水出口(2.31)以及与所述出液口(1.42)连通的循环水进口(2.32)；
所述第二换热器(3)上设有进口(3.1)、出口(3.2)以及精液流经管道(3.3)，所述进口(3.1)用于初步升温的蒸发原液进入且其与所述原液出口(2.2)连通，所述出口(3.2)用于升温后的蒸发原液流出，所述精液流经管道(3.3)用于与初步升温的蒸发原液进行换热的精液通过。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述烟气输送管道(4)上设有烟气输送风机(4.1)；所述底流排出管道(6)上设有助于底流排出的底流输送泵(6.1)；连通所述出液口(1.42)和所述循环水进口(2.32)的管道上设有循环水泵(7)。
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