劉源

（國(guó)家電投集團(tuán)山西鋁業(yè)有限公司，山西 原平 034100）

近年來(lái)隨著我國(guó)環(huán)保形勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)峻，氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)已經(jīng)成為高能耗和環(huán)保壓力最大的行業(yè)。同時(shí)，隨著原材料價(jià)格的增長(zhǎng)以及人工成本的增加，也導(dǎo)致了氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益大大下降。另外，在能源的使用上，不可再生能源使用率的增加也影響了氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)的利潤(rùn)。因此，氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)在雙重壓力的影響下，降低氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)能耗，對(duì)其節(jié)能措施進(jìn)行探索，將是我國(guó)氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)未來(lái)的整改方向。

一、氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)采取節(jié)能措施的必要性

科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展加大了對(duì)氧化鋁的需求量，從而擴(kuò)大了氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)的規(guī)模。雖然，氧化鋁生產(chǎn)工藝在技術(shù)上的發(fā)展也不斷進(jìn)步，為我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了有力貢獻(xiàn)，然而在能耗方面，仍然屬于高能耗產(chǎn)業(yè)。

（一）開(kāi)采的不合理性

在鋁資源的開(kāi)采中，除了正規(guī)生產(chǎn)企業(yè)以外，私人采礦現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮，導(dǎo)致采礦秩序混亂。私人在開(kāi)采過(guò)程中，設(shè)備技術(shù)都相對(duì)落后，導(dǎo)致在開(kāi)采和運(yùn)送過(guò)程中對(duì)鋁資源的浪費(fèi)。除了在開(kāi)采過(guò)程中的不合理，在氧化鋁的生產(chǎn)過(guò)程中同樣不合理，造成能耗過(guò)高。因此，有必要對(duì)氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)進(jìn)行節(jié)能。

（二）對(duì)先進(jìn)設(shè)備的引入較少

隨著科技水平的提高，我國(guó)自動(dòng)化水平也在逐步提高當(dāng)中，在氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)中，使用自動(dòng)化設(shè)備能夠提高生產(chǎn)效率，降低能耗。尤其是在礦石擊碎環(huán)節(jié)，耗能量最大，需要引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備。然而，在氧化鋁生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，還是以人工為主，設(shè)備為輔，不僅在生產(chǎn)效率上較為低下，在能耗上仍然居高不下。

二、氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)的能耗分布分析

對(duì)于氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)過(guò)程中的能耗分布，我們可以從兩個(gè)方面來(lái)分析，第一個(gè)方面從進(jìn)入氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的能源消耗分布來(lái)看，如表2.1.（1）所示。從表中可以看出，在氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，蒸汽耗能較大，占總比重的60.23%，其次為發(fā)生爐煤氣，即燃料的消耗，占比重的26.79%，而在電能和水能的消耗中，所占比重也不小。

從第一個(gè)方面可以看出蒸汽耗能較大，所以第二個(gè)方面我們從氧化鋁各生產(chǎn)工藝中蒸汽的能耗分布來(lái)分析，如圖2.1.（2）所示。從表中可以看出，在眾多工藝當(dāng)中，溶出和蒸發(fā)階段耗能量消耗最大，約占氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中蒸汽總量的67%。因此，氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)想要進(jìn)行節(jié)能減排研究，就需要從以上兩個(gè)方面來(lái)綜合考慮，結(jié)合自身企業(yè)的具體情況，研究出最適合本企業(yè)的節(jié)能降耗措施。

進(jìn)入氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的能源消耗分布圖

表2.1.（1）

氧化鋁工業(yè)生產(chǎn)各工序蒸汽能量消耗分布圖

工序名稱數(shù)值（GJ/t）比例（%）預(yù)脫硅0.404 16.14溶出1.081 43.21蒸發(fā)0.594 23.74氫氧化鋁過(guò)濾0.041 1.66

表2.1.（2）

三、氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)節(jié)能措施探討

（一）引進(jìn)先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備

想要降低氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)的能耗，最先需要的就是引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，降低消耗率。目前，在氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)中已經(jīng)引入自動(dòng)化設(shè)備，像懸浮焙燒、降膜蒸發(fā)等設(shè)備與技術(shù)的應(yīng)用，提高了生產(chǎn)效率，并最大限度的降低了能耗。同時(shí)，在生產(chǎn)工藝上，最常用的降低能耗的工藝有拜耳法、余熱利用技術(shù)等，在降低能耗的同時(shí)還提升了能源的利用率。

（二）采用科學(xué)的生產(chǎn)工藝

科學(xué)的生產(chǎn)工藝對(duì)降低能耗有著重要的作用?，F(xiàn)階段常用的工藝是拜耳-燒結(jié)法。拜耳法與燒結(jié)法的結(jié)合，增加了可回收利用的氧化鋁數(shù)量，并降低了對(duì)堿的耗用率，從而降低了對(duì)能耗的使用。

（三）提高氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)的循環(huán)利用率

由氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)能耗分布圖可以看出，在氧化鋁生產(chǎn)工藝中，溶出工藝耗能最高，其溶出率決定著鋁土質(zhì)量的高低。溶出是在高溫高濃度的堿性條件下將鋁土礦資源中的氧化鋁溶出，因此，在氧化鋁溶出工藝當(dāng)中，可以通過(guò)控制減濃度的高低來(lái)提高生產(chǎn)系統(tǒng)的循環(huán)利用率，以此來(lái)降低氧化鋁溶出工藝中的能量消耗。另外，在溶出工藝中，溶出液苛性比值過(guò)高，將會(huì)導(dǎo)致分解率降低，系統(tǒng)循環(huán)效率也會(huì)下降，從而引起設(shè)備產(chǎn)能降低，增加了能源消耗量。反之，如果溶出液苛性比值降低，將會(huì)提高系統(tǒng)循環(huán)利用率，降低能耗。因此，在氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)節(jié)能措施中，可以通過(guò)調(diào)節(jié)溶出液苛性比值來(lái)提高系統(tǒng)的循環(huán)利用率，從而減少能量的消耗率。

（四）蒸發(fā)工藝階段對(duì)熱能的循環(huán)再利用

氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)系統(tǒng)當(dāng)中，每個(gè)環(huán)節(jié)的用水都是通過(guò)生產(chǎn)上水的方式來(lái)完成的，其排出的水經(jīng)過(guò)循環(huán)水池后進(jìn)入供水系統(tǒng)，通過(guò)降溫將循環(huán)水和末效二次氣進(jìn)行回收，從而做到蒸汽水的循環(huán)再利用。然而在整個(gè)蒸汽水的循環(huán)再利用過(guò)程當(dāng)中，循環(huán)水所攜帶的熱能沒(méi)有更好的被利用起來(lái)，造成了能量的浪費(fèi)，并且還增加了能源的消耗量。為了降低系統(tǒng)能耗，使熱能發(fā)揮它應(yīng)有的效用，在氧化鋁生產(chǎn)過(guò)程中，可以改變循環(huán)水的利用方式，例如可以將循環(huán)水作為氫氧化鋁洗水等洗滌用水來(lái)使用，從而使循環(huán)水所攜帶的熱能得到有效的利用，并減少了能量的消耗量。

四、總結(jié)

綜上所述，氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)屬于高耗能產(chǎn)業(yè)，為了適應(yīng)我國(guó)綠色生態(tài)發(fā)展目標(biāo)，氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)要對(duì)其能源分布情況進(jìn)行分析，結(jié)合生產(chǎn)中實(shí)際情況，提高在溶出工藝中系統(tǒng)能量的循環(huán)利用率，以及在蒸汽循環(huán)利用中熱能的使用，利用污水處理技術(shù)，減少水資源的使用率，并對(duì)發(fā)生爐煤氣采取節(jié)能措施，從而降低氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)對(duì)能源的消耗率。