基于(火用)分析的氧化鋁雙流法溶出系統(tǒng)節(jié)能研究.pdf

1、為了解決日益突出的資源貧化、能量損耗問(wèn)題,中國(guó)鋁業(yè)中州分公司經(jīng)多方合作,研究開(kāi)發(fā)了“選礦—拜耳法新技術(shù)”。雙流法溶出系統(tǒng)作為其中的一道重要工序,能夠較好地解決套管預(yù)熱器結(jié)疤問(wèn)題,并能提高傳熱系數(shù),降低能量損失。然而,由于雙流法溶出工序高溫高堿的特性,系統(tǒng)自2005年運(yùn)行以來(lái),出現(xiàn)很多問(wèn)題,套管預(yù)熱器未能達(dá)到當(dāng)初設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),出現(xiàn)了系統(tǒng)高品位過(guò)熱蒸汽耗量大、自蒸發(fā)器蒸水能力沒(méi)有充分發(fā)掘、乏汽沒(méi)有充分利用、閃蒸末溫偏高等問(wèn)題。因此,應(yīng)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行

2、能量分析,掌握系統(tǒng)能耗分布情況,研究節(jié)能潛力環(huán)節(jié),在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。
　　 論文剖析了氧化鋁雙流法溶出化學(xué)反應(yīng)原理及影響溶出的主要因素,根據(jù)系統(tǒng)能量傳遞、轉(zhuǎn)換和消耗機(jī)理,建立了雙流法溶出系統(tǒng)的熱分析及(火用)析模型,利用生產(chǎn)數(shù)據(jù)對(duì)雙流法溶出系統(tǒng)進(jìn)行了能量分析及用能評(píng)價(jià),并對(duì)造成系統(tǒng)能量損失的主要因素進(jìn)行了分析討論。結(jié)果表明:預(yù)熱單元受結(jié)疤影響,熱效率降低,但結(jié)疤影響不大,熱效率降低不明顯,其主要(火用)損

3、為傳熱溫差引起的溫差(火用)損;混合單元熱效率和(火用)效率都很高,節(jié)能潛力小;溶出單元散熱損失比較大,主要(火用)損為化學(xué)反應(yīng)引起的化學(xué)(火用)損;自蒸發(fā)單元散熱損失比較大,主要(火用)損為溫差(火用)損。
　　 根據(jù)能量分析結(jié)果及設(shè)備運(yùn)行情況,提出了節(jié)能改造方案:針對(duì)預(yù)熱器泄漏導(dǎo)致新蒸汽消耗增加的問(wèn)題,應(yīng)選擇20G、16Mn材料制造高溫段預(yù)熱器,運(yùn)行時(shí)要確保管道內(nèi)流態(tài)盡量穩(wěn)定,并且焊接過(guò)程中要嚴(yán)格控制焊縫的對(duì)口組對(duì)尺寸,保證

4、單面焊雙面能夠成形,確保焊縫內(nèi)部焊肉高度和焊后要進(jìn)行高溫退火;稀釋槽乏汽應(yīng)運(yùn)用乏汽回收器加以利用,將125℃的料漿產(chǎn)生的常壓乏汽與噴射的循環(huán)冷水(25℃)水膜進(jìn)行熱交換,形成90℃的循環(huán)熱水,作為洗滌熱水通入沉降洗滌單元。
　　 針對(duì)由傳熱溫差引起的溫差(火用)損,以各單元之間的能流界面參數(shù)分析為基礎(chǔ),以系統(tǒng)總(火用)損最小為目標(biāo)函數(shù),利用微粒群算法對(duì)雙流法溶出系統(tǒng)進(jìn)行了單元級(jí)工藝參數(shù)優(yōu)化:以單元級(jí)的能流界面參數(shù)為約束條件,以單