一种氧化铝生产中高压溶出热量综合利用方法及装置

摘要

本发明公开一种氧化铝生产中高压溶出热量综合利用方法及装置，通过采用溶出矿浆末级自蒸发器乏汽与脱硅矿浆换热，新蒸汽加热溶出矿浆后的冷凝水依次预热溶出矿浆和脱硅矿浆，来降低闪蒸槽末闪出料温度和提高新蒸汽的热利用率。本发明公开的热量综合利用方法中，水、汽流程简单，热利用率高，投资少，既能实现高压蒸汽的热量在溶出系统的充分利用，又可以确保新蒸汽冷凝水回到高压除氧器中不需要额外对其进行加热，是一项适合高温溶出的热量综合利用的工艺。

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化铝生产领域，尤其涉及一种氧化铝生产中高压溶出热量综合利用的方法及装置。

背景技术

高压溶出是氧化铝生产中的核心工序。现有高压溶出一般采用如下生产工艺：从原矿浆磨制送来的矿浆通过预脱硅加热槽(或套管换热器)加热到脱硅温度后在脱硅槽内停留脱硅，所用热源一般为热电厂低压蒸汽管网提供的低压蒸汽(0.6bar)。脱硅后的矿浆再通过套管换热器加热到溶出温度，所用热源依次为溶出后矿浆的各级闪蒸乏汽、新蒸汽冷凝水的闪蒸乏汽(或者新蒸汽冷凝水)、高压新蒸汽。预热后的新蒸汽冷凝水(230～240℃)通过节流减压产生低压蒸汽(～0.6bar)并入低压蒸汽管网，闪蒸后冷凝水送回热电厂。

此种方法存在着以下的缺点：(1)需要给高压溶出工序提供两种不同参数的蒸汽，增加了热力管网的设计难度；(2)新蒸汽冷凝水需要额外增加闪蒸设备，增加了一次性投资；(3)由于生产波动，新蒸汽冷凝水闪蒸出的低压蒸汽并入热力低压管网时，容易发生压力不平衡的现象，对闪蒸设备和热力管网造成影响；(4)溶出末闪乏汽用于预热预脱硅后的矿浆，传热温差小，对降低末闪矿浆出料温度不利，导致稀释槽冒气严重。

发明内容

为了解决上述技术难题，充分利用新蒸汽的热量，降低溶出矿浆的末闪出料温度，减少稀释槽冒气，本发明提供了一种全新的溶出热 量综合利用的方法及装置，不仅可以降低溶出末闪出料温度，而且还可以充分利用新蒸汽的热量。

为达上述目的，本发明是这样实现的：

一种氧化铝生产中高压溶出热量综合利用方法，其特征在于：将原矿浆磨制送来的矿浆利用溶出末闪乏汽加热到80～90℃，再利用新蒸汽冷凝水加热到100～102℃，将溶出新蒸汽冷凝水依次用来加热乏汽预热后的溶出矿浆和乏汽预热后的预脱硅矿浆。

所述的溶出矿浆经过10～12级闪蒸降温，末闪出料温度为115～125℃。

与溶出矿浆换热的新蒸汽冷凝水温度为280～300℃。

与预脱硅矿浆换热的新蒸汽冷凝水温度为220～250℃。

与溶出矿浆换热后的新蒸汽冷凝水再与预脱硅矿浆换热，换热后的冷凝水直接回热电厂的高压除氧器。

本发明进一步公开了一种氧化铝生产中高压溶出热量综合利用装置，包括矿浆管道、预脱硅矿浆换热器、脱硅槽、隔膜泵、溶出矿浆换热器、溶出器、自蒸发器、乏汽管道、新蒸汽冷凝水管道；矿浆管道输送矿浆至第一预脱硅矿浆换热器，第一预脱硅矿浆换热器与第二预脱硅矿浆换热器串联；第二预脱硅矿浆换热器连接脱硅槽；脱硅槽内的矿浆与种分母液混合后用隔膜泵送到首级溶出矿浆换热器，首级溶出矿浆换热器与多组溶出矿浆换热器串联；末级溶出矿浆换热器与新蒸汽管道连通；末级溶出矿浆换热器与倒数第二级溶出矿浆换热器通过新蒸汽冷凝水管道连通；倒数第二级溶出矿浆换热器通过新蒸汽冷凝水管道连通第二预脱硅矿浆换热器；末级溶出矿浆换热器与溶出器连接；溶出器连接串联的多组自蒸发器；首级自蒸发器通过乏汽管道连接首级溶出矿浆换热器；自蒸发器通过乏汽管道连接第一预脱 硅矿浆换热器。

所述预脱硅矿浆换热器为间接换热器。

末级自蒸发器通过乏汽管道连接第一预脱硅矿浆换热器。

为达到不同的加热温度，还可以采用最后3级自蒸发器通过乏汽管道连接第一预脱硅矿浆换热器。

本发明的优点和效果如下：

本发明主要解决了目前国内氧化铝厂末闪出料温度高，溶出系统热利用率低，稀释槽冒气严重的问题。采用此工艺，既能充分利用新蒸汽的热量，同时又能降低溶出末闪出料温度，降低溶出系统的蒸汽消耗。

附图说明

图1是本发明工艺示意图。

具体实施方式

下面对发明的实施结合附图例加以详细描述，但本发明的保护范围不受实施例所限。

如图1所示，本发明包括矿浆管道1、预脱硅矿浆换热器2、脱硅槽3、隔膜泵4、溶出矿浆换热器5、溶出器6、自蒸发器7、乏汽管道8、新蒸汽冷凝水管道9；矿浆管道1输送矿浆至第一预脱硅矿浆换热器2，第一预脱硅矿浆换热器2与第二预脱硅矿浆换热器21串联；第二预脱硅矿浆换热器21连接脱硅槽3；脱硅槽3内的矿浆与种分母液混合后用隔膜泵4送到首级溶出矿浆换热器5，首级溶出矿浆换热器5与多组溶出矿浆换热器串联；末级溶出矿浆换热器5与新蒸汽管道连通；末级溶出矿浆换热器5与倒数第二级溶出矿浆换热器5通过新蒸汽冷凝水管道9连通；倒数第二级溶出矿浆换热器5通过新蒸汽冷凝水管道9连通第二预脱硅矿浆换热器21；末级溶出矿 浆换热器5与溶出器6连接；溶出器6连接串联的多组自蒸发器7；首级自蒸发器7通过乏汽管道8连接首级溶出矿浆换热器5；自蒸发器7通过乏汽管道8连接第一预脱硅矿浆换热器2。

所述预脱硅矿浆换热器为间接换热器。

末级自蒸发器7通过乏汽管道8连接第一预脱硅矿浆换热器2。

下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述。

实施例1

一种氧化铝生产中高压溶出热量综合利用的方法及装置，流程如下：将一水硬铝石矿与种分母液混合后进行磨矿，磨矿后温度为75.4℃；磨制后的合格矿浆送至预脱硅套管换热器加热。第1级预热套管出口温度为80℃，所用热源为溶出的第11级自蒸发器闪蒸乏汽，第2级预热套管的出口温度为100℃，所用热源为220℃新蒸汽冷凝水，换热后的冷凝水温度为158℃。脱硅后的矿浆与种分母液混合后用隔膜泵送到溶出套管换热器加热到溶出温度。前10级套管换热器所用热源依次为第10级至第1级自蒸发器的闪蒸乏汽，矿浆被10级乏汽预热到215.4℃；第11级套管换热器所用热源为280℃冷凝水，矿浆被新蒸汽冷凝水预热到221.4℃；矿浆的新蒸汽加热段热源为285℃饱和新蒸汽，将溶出矿浆加热到265℃。加热到溶出温度的溶出矿浆在溶出器停留溶出后经过11级自蒸发器闪蒸逐级降温至115℃。

实施例2

一种氧化铝生产中高压溶出热量综合利用的方法及装置，流程如下：将一水硬铝石矿与种分母液混合后进行磨矿，磨矿后温度为74℃；磨制后的合格矿浆送至预脱硅套管换热器加热。第1级预热套管出口温度为90℃，所用热源为溶出的第8、9、10级自蒸发器闪蒸乏汽，第2级预热套管的出口温度为102℃，所用热源为250℃新蒸汽 冷凝水，换热后的冷凝水温度为158℃。脱硅后的矿浆与种分母液混合后用隔膜泵送到溶出套管换热器加热到溶出温度。前9级套管换热器所用热源依次为第9级至第1级自蒸发器的闪蒸乏汽，矿浆被9级乏汽预热到205.8℃；第10级套管换热器所用热源为290℃冷凝水，矿浆被新蒸汽冷凝水预热到212.8℃；新蒸汽加热段热源为280℃饱和新蒸汽，将溶出矿浆加热到260℃。加热到溶出温度的溶出矿浆在溶出器停留溶出后经过10级自蒸发器闪蒸逐级降温至125℃。

实施例3

一种氧化铝生产中高压溶出热量综合利用的方法及装置，流程如下：将一水硬铝石矿与种分母液混合后进行磨矿，磨矿后温度为74℃；磨制后的合格矿浆送至预脱硅套管换热器加热。第1级预热套管出口温度为90℃，所用热源为溶出的第8、9、10级自蒸发器闪蒸乏汽，第2级预热套管的出口温度为102℃，所用热源为240℃新蒸汽冷凝水，换热后的冷凝水温度为158℃。脱硅后的矿浆与种分母液混合后用隔膜泵送到溶出套管换热器加热到溶出温度。前9级套管换热器所用热源依次为第9级至第1级自蒸发器的闪蒸乏汽，矿浆被9级乏汽预热到205.8℃；第10级套管换热器所用热源为300℃冷凝水，矿浆被新蒸汽冷凝水预热到212.8℃；新蒸汽加热段热源为280℃饱和新蒸汽，将溶出矿浆加热到260℃。加热到溶出温度的溶出矿浆在溶出器停留溶出后经过10级自蒸发器闪蒸逐级降温至120℃。