收稿日期:2002-09-13管道化间接加热连续脱硅在氧化铝工业的应用高贵超,张丰杰(山东铝业公司设计院,山东淄博255051)摘要:本文主要介绍了套管预热器的设计特点、间接加热连续脱硅流程的应用情况及经济效益等,实践证明,管道化间接加热连续脱硅工艺在氧化铝工业的应用是成功的,有很大的经济效益,而且在同行业中很有推广价值。关键词:多套管预热器;间接加热;脱硅;节能;经济效益;推广应用中图分类号:TF066.2文献标识码:B文章编号:10021752(2003)05001104在烧结法和联合法生产氧化铝流程中,由于一次脱硅采用蒸汽加热脱硅,因此一次脱硅工序在氧化铝能耗中占的比例较大。目前国内氧化铝厂大部分采用蒸汽直接加热脱硅流程。由于蒸汽直接加热脱硅流程热利用系统不完善和流程进水等弊端,造成一次脱硅能耗高和蒸发负荷大等问题。因此多年来,各大氧化铝厂一直予采取间接加热连续脱硅流程取代直接加热脱硅流程以解决以上弊端。但由于间接加热连续脱硅流程工艺上存在着较多难以解决的问题,直到最近几年才成功应用于生产。最先在新南组采用规格为Φ700/38×Φ57的单程列管换热器,两组共计40个,整个流程除冷凝水利用系统为单套外,其余如换热器、保温罐、自蒸发器及喂料泵均为双套,达到了节能降耗的目的,但由于管道较细经常出现死管现象,仅清洗费用每年高达216万元。针对堵管问题,公司1997年决定将管道化应用于间接加热连续脱硅。本文将着重介绍目前成功应用于生产的管道化间接加热连续脱硅。1工艺流程简述由粗液、种分蒸发母液及硅渣组成的脱硅原液经原有原液槽原液泵送入新建原液槽。调配好的原液经离心泵喂入管道化预热器,在管道化预热器内先经两级自蒸发器预热至115℃左右,再经新蒸汽预热器加热至150℃左右,在保温脱硅罐中保温脱硅约60min。脱硅后浆液经两级自蒸发器降温至115℃左右后,脱硅浆液自流进原有的硅渣沉降槽分料箱。由室外管网来的新蒸汽进新蒸汽加热器,新蒸汽冷凝水经两级自蒸发降温至约107℃,经泵送至冷凝水检测站,自蒸发乏汽进预热器回收热量;两级自蒸发乏汽进相应预热器回收热量,乏汽冷凝水经两级自蒸发后经泵送至冷凝水检测站,其乏汽进预热器回收热量。系统设计了完善的酸洗流程:浓硫酸用汽车运至车间,经卸酸泵进入加入一定量水和缓蚀剂的硫酸储槽,经泵送入换热器循环清洗,清洗后的酸经泵送至蒸发车间集中处理。考虑到换热器各阶段结疤性质的不同,设计采用了两段酸洗流程,即第一段为乏汽预热段,第二段为新蒸汽加热段。2工艺技术和装备的主要特点2.1采用全部间接加热连续脱硅流程系统中所有的加热过程均采用间接加热,这样完全避免了直接加热对脱硅原液的稀释,平均浓缩倍数为1.084,减轻了蒸发负荷,降低了蒸发费用。另外,用连续脱硅代替间断脱硅,大大提高了设备产能和降低了工人强度。2.2采用一段完全脱硅流程最先一组间接加热连续脱硅采用两段脱硅,但遇到二级喂料泵的密封和中间保温罐的搅拌经常出现故障、而且操作比较繁琐等一系列问题,致使运转率仅为30%左右,本次设计采用一段完全脱硅流程,经实践证明完全可满足生产要求,大大提高了设备运转率,平均运行时间长达35天。2.3完善的热利用系统系统设有原液两级自蒸发、新蒸汽冷凝水两级·11·2003年第5期轻金属©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.自蒸发和乏汽冷凝水两级自蒸发的热回收装置,经生产实践证明,以上热量可使原液温度由80℃提高至115℃,可大幅度减少脱硅工序新蒸汽汽耗。2.4套管换热器的特点套管换热器最先设计的是规格为Φ480/3×Φ159的三套管换热器,后为增加换热面积而选择了Φ480/8×Φ108八套管换热器,套管换热器设计的关键是如何解决内外管的膨胀差、三套管内流量的分配不均而造成堵管现象、如何提高其换热效果及清洗方式等问题。由于套管换热器每层长度较长,内外管由于温度不同而造成的膨胀差较大。本次设计内外管的膨胀差采用内外管自然膨胀的方式解决,解决了内外管的应力问题,较采用波纹管膨胀节可极大降低工程投资。而且可采用组合式管架,消除对管架基础的堆力,节约了土建投资。这种补偿方式经一年来的生产运行,效果良好。套管内流量的分配不均问题也作为本次设计着重考虑的因素,因...
