陳澤成，張文康

（山東南山東海氧化鋁有限公司，山東 龍口 265706）

拜耳法生產(chǎn)氧化鋁工序的重要設(shè)備，負(fù)責(zé)對(duì)溶出工序生產(chǎn)流程中的礦漿進(jìn)行降溫降壓，是實(shí)現(xiàn)溶出系統(tǒng)熱平衡和礦漿內(nèi)熱量循環(huán)利用的關(guān)鍵所在，拜耳法氧化鋁的生產(chǎn)工藝的能量消耗約占產(chǎn)品成本的20%～30%，其中溶出的新蒸汽消耗又占據(jù)較大比例，目前閃蒸槽系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)控與熱平衡和熱量的循環(huán)利用方面仍然有進(jìn)步的空間，控制好溶出閃蒸系統(tǒng)，防止帶料是氧化鋁穩(wěn)定生產(chǎn)降低能耗的重要保障。

1 溶出工序閃蒸工藝介紹

東海氧化鋁有限公司采用的管道化溶出技術(shù)，是目前應(yīng)用最廣泛的蒸汽間接加熱強(qiáng)化溶出技術(shù)，采用10級(jí)自蒸發(fā)9級(jí)套管預(yù)熱1級(jí)套管加熱的溶出技術(shù)。用新蒸汽冷凝水和閃蒸閃蒸出的二次蒸汽將1-9級(jí)套管中的礦漿預(yù)熱到220℃，再用新蒸汽對(duì)第十級(jí)套管進(jìn)行加熱，使礦漿達(dá)到溶出反應(yīng)的溫度250℃。

2 閃蒸槽的結(jié)構(gòu)及工作原理

閃蒸屬于壓力容器的一種，閃蒸槽的頂部裝有分液器板和二次蒸汽排孔。料漿從閃蒸槽的中部進(jìn)料，在進(jìn)料管的末端是噴射頭裝置，安裝有耐磨孔板（采用熱裝或者螺絲固定）孔板中心與槽體中心線重合，料漿經(jīng)孔板的降壓作用后垂直向下噴出，為防止向下噴出的料漿對(duì)槽體造成沖刷磨損，在閃蒸槽底部正對(duì)孔板的中心位置安裝有耐磨錐帽，錐帽采用三角支架焊接支撐在槽體上，同時(shí)在下部?jī)?nèi)側(cè)也有耐磨襯板，避免料漿直接沖刷在槽體上。通過(guò)不同級(jí)的閃蒸槽之間的壓差使礦漿內(nèi)的水分再次蒸發(fā)形成二次蒸汽，二次蒸汽從閃蒸槽頂?shù)恼羝欧趴谶M(jìn)入對(duì)應(yīng)級(jí)的管道換熱器中對(duì)溫度較低的礦漿進(jìn)行預(yù)熱。

3 二次蒸汽帶料及其危害

礦將經(jīng)過(guò)高溫高壓溶出反應(yīng)后，需要在閃蒸系統(tǒng)中進(jìn)行降溫降壓，使礦漿達(dá)到常壓狀態(tài)，以繼續(xù)后續(xù)工序的稀釋、沉降分離等過(guò)程，溶出工序的閃蒸系統(tǒng)共有十級(jí)，閃蒸槽在對(duì)礦漿進(jìn)行降溫降壓的同時(shí)利用閃蒸出的二次蒸汽對(duì)低溫礦漿進(jìn)行預(yù)熱從而達(dá)到乏汽再利用以降低生產(chǎn)中的蒸汽消耗，而實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中閃蒸的二次蒸汽往往由于生產(chǎn)條件和控制條件的原因帶出大量的礦漿形成二次蒸汽帶料，二次蒸汽帶料對(duì)生產(chǎn)的危害主要有以下幾個(gè)方面。

二次蒸汽中攜帶的礦漿會(huì)在套管夾套之間形成結(jié)疤，從而造成管道外的蒸汽與管道內(nèi)的礦漿之間的換熱速度減緩，影響管道換熱器系統(tǒng)的換熱效果；帶料造成礦漿中的苛性堿隨二次蒸汽進(jìn)入到二次水系統(tǒng)，二次蒸汽的冷凝水要做為赤泥的洗水，洗水中的堿含量升高，不利于系統(tǒng)中堿的回收成，使拜耳法循環(huán)效率下降產(chǎn)生堿浪費(fèi)；閃蒸系統(tǒng)一旦產(chǎn)生帶料現(xiàn)象往往會(huì)影響機(jī)組的正常生產(chǎn)運(yùn)行，必要時(shí)要采取臨時(shí)降低溶出機(jī)組的進(jìn)料量，以防止帶料造成更大的危害，這必然造成氧化鋁單位產(chǎn)量的下降。

4 閃蒸帶料產(chǎn)生的原因

（1）閃蒸槽噴射頭的孔板尺寸。閃蒸槽噴射頭的孔板尺寸是影響閃蒸系統(tǒng)的關(guān)鍵因素，首級(jí)閃蒸孔板的尺寸在很大程度上決定了溶出系統(tǒng)的進(jìn)料量，后續(xù)各級(jí)的閃蒸孔板尺寸又決定著各級(jí)閃蒸槽的蒸發(fā)量，如果閃蒸槽的孔板直徑過(guò)大就難以形成閃蒸槽各級(jí)之間的壓差失去閃蒸作用，如果孔板直徑過(guò)小造成閃蒸槽內(nèi)的礦漿流動(dòng)不暢，使閃蒸槽內(nèi)的礦漿處于高液位狀態(tài)容易引起二次系統(tǒng)的帶料。

（2）閃蒸槽出汽閥門(mén)開(kāi)度以及進(jìn)料溫度和壓力。首級(jí)閃蒸槽的進(jìn)料壓力低會(huì)造成首級(jí)閃蒸槽的液位高，對(duì)閃蒸系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生影響，造成二次蒸汽對(duì)礦漿的預(yù)熱不足，如果調(diào)節(jié)出汽閥門(mén)開(kāi)度又容易造成各級(jí)閃蒸出氣量的不均勻從而再次影響閃蒸的進(jìn)料溫度，形成惡性循環(huán)，且礦漿溫度對(duì)閃蒸效果不好造成蒸汽帶料，和出料管道汽夾料現(xiàn)象，加速管道磨損，制約了閃蒸系統(tǒng)的安全運(yùn)行及增大了能源損失。

（3）二次蒸汽冷凝水系統(tǒng)不通暢。二次蒸汽冷凝水系統(tǒng)不通暢是影響閃蒸控制的又一主要因素，二次蒸汽冷凝水系統(tǒng)不通暢一方面造成閃蒸槽產(chǎn)生的二次蒸汽無(wú)法充分利用，時(shí)閃蒸出汽不足使閃蒸槽憋壓。

同時(shí)還造成加換熱器換熱面積減少，降低換熱效果，而一旦冷凝水系統(tǒng)憋壓造成冷凝水通過(guò)其它管道進(jìn)入下一級(jí)閃蒸，增加下一級(jí)閃蒸的流量和蒸發(fā)量從而引起下一級(jí)閃蒸的帶料。

5 控制措施

加強(qiáng)對(duì)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)控，根據(jù)閃蒸槽的壓力變化控制二次蒸汽冷凝水系統(tǒng)的液量平衡；穩(wěn)定新蒸汽壓力和溫度，減少新蒸汽壓力的波動(dòng)，確保新蒸汽飽和蒸汽對(duì)礦漿的持續(xù)穩(wěn)定換熱；穩(wěn)定冷凝水罐液位，強(qiáng)化換熱效果，冷凝水管間接控制著閃蒸系統(tǒng)的平衡，通過(guò)冷凝水罐的疏水閥門(mén)對(duì)罐內(nèi)的冷凝水液位進(jìn)行控制則可以有效的控制管道內(nèi)冷凝水的壓力進(jìn)而確保閃蒸對(duì)套管換熱器之間的壓力差；在閃蒸不帶料的情況下，盡量開(kāi)大乏汽閥門(mén)，確保二次汽的利用，閃蒸效果良好的狀況下開(kāi)大乏汽閥門(mén)可以使礦漿內(nèi)的蘊(yùn)涵的蒸汽充分的進(jìn)行閃蒸不僅能夠獲得更好的換熱效果而且為后續(xù)工序的液量平衡減輕壓力；保證各級(jí)閃蒸之間壓差平穩(wěn)，閃蒸槽之間的壓差能夠確保整個(gè)閃蒸流程中礦漿內(nèi)的蒸汽被不斷的、持續(xù)的、平緩的釋放出來(lái)，不僅有利于閃蒸槽控制不帶料而且可以將二次蒸汽的利用發(fā)揮到最大值。

6 結(jié)語(yǔ)

在氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中，閃蒸帶料的危害極大，閃蒸帶料會(huì)使套管管束結(jié)疤，結(jié)疤的導(dǎo)熱性很差，它的傳熱系數(shù)約為鋼材的1/35。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，隨著管束結(jié)疤厚度的增加，換熱效果越來(lái)越差，所以在生產(chǎn)過(guò)程中，為了更好地利用能源，減少浪費(fèi)，必須更充分得利用閃蒸二次蒸汽全力避免二次蒸汽帶料的發(fā)生。