发器母液蒸发工序是氧化铝生产工艺中的汽耗大户,约占总汽耗的50%以上,同时占总能耗的20%以上,占生产成本的10%以上。要降低母液蒸发的汽耗,除采用先进合理的生产工艺和高效的生产设备外,最有效的措施就是增加蒸汽的利用次数即蒸发器组的效数。目前氧化铝工业上使用的蒸发器主要有外加热式自然循环蒸发器和降膜蒸发器两种:
(1)外加热自然循环蒸发器,一般为三效或四效作业流程,其技术装备水平相当于前苏联20世纪五、六十年代水平,主要缺点是产能低,每组蒸发器蒸水量约40t/h,运转率只有约70%,且结垢速度快、清理周期短;汽耗高,每吨氧化铝汽耗为5.23t,折合14.11GJ。
(2)降膜蒸发器是国外普遍采用的拜耳法种分母液蒸发设备,是世界上最先进的蒸发器,其主要优点是蒸水量大。传统的四效自然循环蒸发器汽耗为0.45~0.5t汽/t水,六效管式降膜蒸发器汽耗为0.30t汽/t水。按年产氧化铝80万t计,其配套的蒸发装置年节约蒸汽422~563kt,折标准煤39.6~52.9kt。
一段种子分解技术 目前,砂状氧化铝种子分解技术有两种:一种是以法铝为代表的使用大量种子的高浓度一段分解技术,另一种是以瑞铝为代表的一段细种子附聚和二段结晶长大的两段分解技术。采用一段分解技术比两段分解技术产出率高10kg/m[3],设备费投资减少21%以上,运行费用减少24%以上,电耗降低32%。
机械搅拌技术种分槽是氧化铝生产中不可取代的大型专用设备,它要求固体含量高的物流长时间停留并搅拌均匀,搅拌装置是种分槽的运行和耗能中心。目前所用搅拌装置有两种:压缩空气搅拌和机械搅拌。压缩空气搅拌是通过将压缩空气由种分槽底通入对料浆进行搅拌,空气压缩机能量消耗巨大,加上辅助设施,科浆搅拌能耗高达0.1142kW/m[3]。而机械搅拌能耗仅0.023kW/m[3]左右,较压缩空气搅拌减少电耗80%左右,节省电能约21kWh/tAL2O3氢氧化铝流态化焙烧流态化焙烧的特点是利用1000℃左右焙烧产品的显热,在多级旋风冷却系统中预热进入流程的助燃空气,利用焙烧炉的高温烟气烘干并预热进入流程的氢氧化铝,充分回收余热,降低焙烧能耗,是当今世界最先进的氢氧化铝焙烧技术。流态化焙烧的能耗较焙烧窑低40%左右,投资比回转窑低15%,设备运转率高达95%以上,且内衬寿命长,维修量小。同时由于燃料减少,相应减少了so2和NO3产生量,烟气初始浓度也低,对环境的污染影响小。
氢氧化铝平盘过滤机洗涤氢氧化铝成品的附着水分对焙烧炉的热耗有直接影响,每降低1%的水份,可降低热耗55kJ/kgAL2O3,平盘过滤机具有过滤和洗涤的双重功能,生产能力大,滤饼水分低,卸车及反冲洗滤布再生均由计算机程序控制。平盘过滤机与相同生产能力的转鼓过滤机相比,节能2.3×1 MJ/tA 。
深锥体式高效赤泥沉降槽 赤泥沉降槽是重要的液固分离设备,目前世界最先进的沉降技术首推高效沉降槽,又称深锥体式高效沉降槽。和传统沉降槽相比,高效沉降槽周边清液层高,一般可达10m以上;底流固相浓度≥40%,溢流浮物浓度≤200mg/L;水力负荷和固体负荷分别达6m[3]/ 和0.3t/ 。其处理能力是传统沉降槽的2.6倍以上。高效沉降槽的底流固含为46%~53%,这样就减少了一道过滤工序,50%左右的含水率使得赤泥堆放适用干法堆存,赤泥输送采用高压隔膜泵。干法堆存既解决了湿法堆存可能存在的安全隐患及相应的地下水污染问题,也有利于减小赤泥堆场库容,降低基建投资。
2.1.2 提高砂状氧化铝产量
氧化铝是电解铝生产的原料,国内外均采用氧化铝吸附干法净化技术处理电解铝的特征污染物——氟。氟化氢分子具有较强的极性,氧化铝可以提供很大的活性吸附表面,此吸附反应生成物能够满足电解生产对原料的要求,只要气固两相具备充分的接触条件,在极短的时间(0.1秒)内,氧化铝对氟化氢的吸附反应即可完成。
氧化铝分为粉状氧化铝、中间状氧化铝和砂状氧化铝,氧化铝比表面积越大,接受吸附物的能力越强。砂状氧化铝比其他形状氧化铝的比表面积大的多,是电解铝理想的吸附剂。国外先进的氧化铝产品基本为砂状氧化铝,而我国由于受铝土矿资源影响,长期以来生产的大都是中间状或粉状氧化铝。近年,我国氧化铝企业均积极开展此方面的科研开发,国家科技部和中国铝业公司已立项开展工作,中铝旗下的各氧化铝企业已经实施了砂状氧化铝技术改造,可为电解铝净化系统提供较好的吸附剂。
2.1.3 串联法工艺技术产业化
串联法是适宜处理我国中低品位铝土矿的氧化铝生产方法,与现行的混联法比较,具有能耗少、投资省、生产成本低的优点。串联法可扩大拜耳法的比例,充分发挥拜耳法的优势,提取矿石中的大部分A ,同时简化高能耗的烧结法工艺流程,缩小了其产能比例。每吨氧化铝的建设投资可降低12%,能耗可降低11GJ/tA 。铝土矿中的A 经拜耳法和烧结法两次提取,提高了氧化铝的回收率,同时又降低了碱耗,尽量回收拜耳赤泥中的Na[,2]O,可最大限度地利用资源。并且烧结法不出产品,全部产品由拜耳法种子分解产出,有利于提高产品质量。
2.2 污染控制措施途径
2.2.1 提高熟料烧成窑烟气净化效率
熟料烧成窑是氧化铝烧结系统最大污染源,熟料烧成窑烟气湿度大,含碱、含尘浓度高,采用旋风加电除尘器二级治理技术,排尘浓度一般在200mg/ 以下。为了进一步降低其烟气含尘浓度,加大回收熟科粉尘,减少粉尘排放,从而提高氧化铝回收率,降低碱耗,国内企业对电除尘器进行改造,将原三电场除尘器改造为四电场除尘器,或采用在除尘系统加装高频集成整流电源技术或三相电源,通过提高自动控制系统能力,提高电流强度和电除尘器振打的有效性,来提高除尘效率。根据对熟料烧成窑烟气治理措施实际监测,其排尘浓度可控制在100mg/ 以下。
2.2.2 保证生产废水处理站处理能力
生产废水处理站设计除了考虑日常生产废水的处理,还应考虑回收初期雨水处理量,突发性事故消防用水处理量,以及生产系统不正常时盈水处理问题,因此,工业废水处理站的能力应远大于日常废水产生量。一旦发生以上情况,废水可进入废水处理站沉淀池暂时储存,待生产系统恢复正常后,储存池内的事故废水分期分批进入污水处理站进行处理后,取代部分水源进入生产系统循环,确保各种情况下,工程废水都能实现零排放。如中州分公司日常废水量15822m[3]/d,废水处理站处理能力38400m[3]/d,处理后的水全部返回生产系统综合利用,可确保废水零排放。
2.2.3 加强监控和监测
无组织排放控制 氧化铝企业对有组织粉尘排放均设置有完善的除尘设施,工业粉尘能够得到有效控制,对环境影响较小。但原矿堆场、预均化堆场及配套热电系统煤堆场的露天堆存存在无组织排放,特别在春季风大时易对厂区及附近地区造成影响。为了减少原料物料损失,减轻物料扬尘对环境的污染,应对原矿槽、均化堆场、煤堆场实施封闭或半封闭措施。
赤泥堆场监控 氧化铝企业除按危险废物处置标准对赤泥堆场采取严格防渗措施外,还应设置相应的长期监测井以及坝体位移和浸润线观测设施。赤泥堆场长期监测井是监控赤泥堆场环境安全的重要手段,若赤泥堆场防渗措施稍有纰漏,长期监测井监测数据即可出现pH值偏高现象,可加大取样频率,查找原因,以便采取补救措施,因此,长期监测井是防止赤泥附液污染地下水的有效监控措施。位移监控系统是赤泥堆场稳定安全运行的重要手段,一般在坝体埋设变形位移观测点,可依据坝体位移值及时发现坝体裂缝或滑坡预兆,以便采取防范应急措施,避免发生安全事故和环境风险。
连续监测装置 多数氧化铝企业对熟料烧成窑、焙烧炉、锅炉等烟气的监测基本采 上一页 [1] [2] [3] 下一页
Tags:
|