CN202369407U - 一种氧化铝溶出套管的加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氧化铝溶出套管的加热装置，包括循环泵，溶出套管的一端通过加热炉和循环管道与循环泵相连，另一端通过循环管道与循环泵相连，在溶出套管和循环泵之间的循环管道上分支出膨胀调节管道和油汽分离管道，膨胀调节管道与膨胀槽相连，油汽分离管道中串联着油汽分离器与膨胀槽相连，储槽通过回流管道与膨胀槽相连，同时储槽和膨胀槽之间还通过供给管道和注油泵相连，在膨胀槽上设有排气阀，系统简单、设备投资少、运行能耗低、停炉时不需排空管道和设备、温度控制精确度高、生产稳定、便于操作和管理、维修简单等优点。

Description

一种氧化铝溶出套管的加热装置

技术领域

本实用新型涉及拜耳法生产氧化铝技术领域，特别是涉及一种氧化铝溶出套管的加热装置。

背景技术

目前，在拜耳法生产氧化铝的工艺过程中，针对一水硬铝石，高压溶出工段多采用高压蒸汽或高温熔盐对矿浆进行加热，将铝土矿中的氧化铝水合物溶解成铝酸钠溶液。

溶出套管是一个热交换器，热交换在溶出矿浆和传热介质间进行，一般采用蒸汽或熔盐作为传热介质，由于矿浆溶出温度在280℃左右，如采用蒸汽加热，需用高压蒸汽才能达到此温度，要建高压锅炉，管道系统也需要耐高温高压的材质，高压锅炉及管道系统投资大。如采用熔盐加热，需建熔盐加热站，虽能满足要求，但熔盐是多种硝酸盐组成的混合物，主要成分为NaNO₂（40%）、NaNO₃（ 7％）、KNO₃（53％），熔点：142℃，沸点：680℃，使用温度范围：350～530℃，比热：1.424kJ/kg·K，密度：1812kg/m³～1748kg/m³。由于熔盐的密度较大，比热较低，常温时为固体，需加热才能流动，所以运行时电耗较高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有高温高压蒸汽加热方法投资大、对管道材质要求高以及熔盐加热方法电耗高、投资大的缺陷，提供一种氧化铝溶出套管的加热装置，采用合成导热油作为传热介质对溶出套管进行加热，具有设备投资少、运行能耗低、生产稳定等优点。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下的技术方案：

本实用新型氧化铝溶出套管的加热装置，包括循环泵1，溶出套管4的一端通过加热炉2和循环管道11与循环泵1相连，另一端通过循环管道11与循环泵1相连，在溶出套管4和循环泵1之间的循环管道11上分支出膨胀调节管道12和油汽分离管道13，膨胀调节管道12与膨胀槽5相连，油汽分离管道13中串联着油汽分离器6与膨胀槽5相连，储槽7通过回流管道14与膨胀槽5相连，同时储槽7和膨胀槽5之间还通过供给管道15和注油泵8相连，在膨胀槽5上设有排气阀9。

优选的，上述加热装置在加热炉2的出口管道上设有温度调节装置3，传热介质合成导热油的温度通过温度调节装置3调节加热炉2的燃烧工况而实现。

在前述的加热装置中，在膨胀槽5和储槽7上分别设有氮气阀10。打开氮气阀10可以向系统内注入氮气作为保护气，使合成导热油在高温下不与空气接触，不发生或少发生氧化现象，延长使用寿命。

在前述的加热装置中，在储槽7和膨胀槽5之间还设有溢流管道16。

合成导热油具有以下特性：

（1）无毒、无臭、无污染、无任何毒性、无致癌物、无刺激性气味。

（2）挥发性小、安全可靠，闪点在200℃，自燃点在500℃以上。

（3）酸度低、pH值为7左右，对设备无腐蚀性。

（4）馏程高、蒸发损耗小；馏程的初始温度高于20℃以上。使用温度不超过最高使用温度时，蒸发损耗低。

（5）热稳定性好，抗氧化性强；在不高于最高使用温度下使用，其热分解的速度慢，油质相对稳定，年添加量仅为5％左右。

本实用新型优选具有如表1所述性能及质量的合成导热油：

表1

指标	数值
		外观	透明、浅黄色液体
组分	合成导热油
		水分（ppm）	150
闪点(℃)	184
		燃点(℃)	212
自燃点(℃)	374
		运动粘度（40℃、 mm2/s）	29.6
运动粘度（100℃、 mm2/s）	3.8
		密度（25℃、kg/m3）	1005(25℃)、910（330℃）
热膨胀系数（1/℃）	0.000819
		最佳使用范围（℃）	0～345
允许最高膜温（℃）	375
		比热（kJ/kg·K）	2.07(300℃)

在供热量相同、传热介质温差一定的情况下，由于合成导热油的密度（910 kg/m³）比熔盐（1748kg/m³）低，比热（2.07kJ/kg·K）比熔盐（1.424kJ/kg·K）高,所以对于同样的传热量和温差，合成导热油比熔盐增加流量约30％，但由于其密度低，循环泵的扬程比熔盐泵低，在增加流量30％的情况下，循环泵的电耗也比熔盐泵降低40％左右。

与现有技术相比，本实用新型采用合成导热油作为传热介质对矿浆进行加热，不但能满足溶出系统的用热量和温度要求，而且还具有系统简单、设备投资少、运行能耗低、停炉时不需排空管道和设备、温度控制精确度高、生产稳定、便于操作和管理、维修简单等优点，合成导热油三联苯与熔盐加热相比具有如下优势：

（1）、导热油加热炉本体的投资比熔盐炉本体低；

（2）、合成导热油为液体，不需要加热溶化；而熔盐在常温下为固体，需要采取加热措施，使其温度达到142℃熔化后才能使用，因此熔盐系统需要有电加热或其它加热设施，管道也需要电伴热，此部分会增加投资和电耗；

（3）、合成导热油循环泵（加压泵）可选用一般耐温的离心泵，价格较低；而熔盐泵需采用进口的专用熔盐泵，价格较高，由于熔盐的密度比较大，所以熔盐泵的电耗比合成导热油循环泵高；

（4）、虽然合成导热油价格比熔盐高，但其他方面投资的节省和电耗的降低，使其比熔盐炉具有更好的性价比。

附图说明

图1是本实用新型加热装置的结构示意图。

具体实施方式

在拜耳法生产氧化铝工艺中，采用330℃的合成导热油作为传热介质对溶出套管进行加热，温度降低后的合成导热油返回加热设备重新加热后循环使用，合成导热油的含水量≤150ppm、闪点184℃、40℃运动粘度29.6mm²/s、100℃运动粘度3.8mm²/s、300℃比热为2.07kJ/kg·K。

专用于采用上述方法对氧化铝溶出套管加热的装置如图1所示：包括循环泵1，溶出套管4的一端通过加热炉2和循环管道11与循环泵1相连，另一端通过循环管道11与循环泵1相连，在加热炉2的出口管道上设有温度调节装置3，在溶出套管4和循环泵1之间的循环管道11上分支出膨胀调节管道12和油汽分离管道13，膨胀调节管道12与膨胀槽5相连，油汽分离管道13中串联着油汽分离器6与膨胀槽5相连，储槽7通过回流管道14与膨胀槽5相连，同时储槽7和膨胀槽5之间还通过供给管道15和注油泵8相连，在储槽7和膨胀槽5之间还设有溢流管道16，在膨胀槽5上设有排气阀9，在膨胀槽5和储槽7上分别设有氮气阀10。

本实用新型的工作过程为：系统启动时，首先将储槽7内的合成导热油通过注油泵8和供给管道15送至位于系统最高处的膨胀槽5，由膨胀槽5利用位差向系统内各管路和设备注入合成导热油，当膨胀槽5的油位稳定时，表明系统内合成导热油已注满，此时即停止注油泵8的运行，然后启动循环泵1和加热炉2，使系统内的合成导热油在循环泵1、加热炉2、温度调节装置3、溶出套管4及循环管道11间自循环，在循环过程中，合成导热油温度不断升高，随着温度的升高，合成导热油中含的少量水分蒸发后通过油汽分离器6和油汽分离管道13进入膨胀槽5，然后通过排汽阀9排出；由于温度的上升，合成导热油的体积发生膨胀，为保证系统安全，膨胀后多余的合成导热油通过膨胀调节管道12进入膨胀槽5，或留在膨胀槽5内，或通过溢流管道16溢流回到储槽7。

合成导热油脱水完毕后即可关闭排汽阀9，继续加热升温，此时可打开氮气阀10，向系统内注入氮气作为保护气，使合成导热油在高温下不与空气接触，不发生或少发生氧化现象以延长使用寿命。在合成导热油的温度达到320～340℃左右时，即可用于加热溶出套管4开始正式生产，溶出套管4的回油通过循环管道11和循环泵1进入加热炉2重新加热，循环使用，合成导热油的温度可以通过温度调节装置3调节加热炉2的燃烧工况来实现。加热炉2的燃料可以是燃油、燃气、煤（水煤浆）或其他燃料。

Claims (4)

1.一种氧化铝溶出套管的加热装置，其特征在于：包括循环泵（1），溶出套管（4）的一端通过加热炉（2）和循环管道（11）与循环泵（1）相连，另一端通过循环管道（11）与循环泵（1）相连，在溶出套管（4）和循环泵（1）之间的循环管道（11）上分支出膨胀调节管道（12）和油汽分离管道（13），膨胀调节管道（12）与膨胀槽（5）相连，油汽分离管道（13）中串联着油汽分离器（6）与膨胀槽（5）相连，储槽（7）通过回流管道（14）与膨胀槽（5）相连，同时储槽（7）和膨胀槽（5）之间还通过供给管道（15）和注油泵（8）相连，在膨胀槽（5）上设有排气阀（9）。

2.按照权利要求1所述氧化铝溶出套管的加热装置，其特征在于：在加热炉（2）的出口管道上设有温度调节装置（3）。

3.按照权利要求1所述氧化铝溶出套管的加热装置，其特征在于：在膨胀槽（5）和储槽（7）上分别设有氮气阀（10）。

4.按照权利要求1所述氧化铝溶出套管的加热装置，其特征在于：在储槽（7）和膨胀槽（5）之间还设有溢流管道（16）。

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