楊 棟，彭 繪，李作華

（南山鋁業(yè)股份有限公司印尼項(xiàng)目部，山東 龍口 265713）

有關(guān)節(jié)能減排的世界性研究工作開始于20世紀(jì)90年代。通過世界范圍內(nèi)第一次能源危機(jī)的爆發(fā)，使全球各國(guó)深刻認(rèn)識(shí)到一個(gè)事實(shí)，即合理利用能源既關(guān)乎企業(yè)產(chǎn)品利潤(rùn)空間，也關(guān)乎國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全[1]。國(guó)內(nèi)一般工業(yè)企業(yè)在節(jié)能減排上的工作是伴隨我國(guó)工業(yè)體系的成立而逐步發(fā)展得來(lái)的。自20世紀(jì)90年代末，隨著中國(guó)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)與統(tǒng)銷統(tǒng)購(gòu)政策的結(jié)束、國(guó)企改革的持續(xù)性深入，國(guó)內(nèi)在節(jié)能減排方面的研究相應(yīng)地也得以發(fā)展[2]。特別是進(jìn)入21世紀(jì)以后，能源資源緊張，生態(tài)惡化嚴(yán)重，多省市的地方企業(yè)在節(jié)能減排上得到了政府鼓勵(lì)與扶持，其節(jié)能減排工作于多個(gè)領(lǐng)域獲得了一定的成績(jī)。氧化鋁工業(yè)作為中國(guó)有色金屬冶金領(lǐng)域的重要組成部分，對(duì)其生產(chǎn)環(huán)節(jié)涉及到的節(jié)能降耗技術(shù)進(jìn)行一系列研究也是當(dāng)今工業(yè)實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)保目標(biāo)的重點(diǎn)。

1 氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能降耗關(guān)鍵技術(shù)

1.1 確定能耗等級(jí)數(shù)值

能耗等級(jí)指標(biāo)的確定，必須符合現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際狀況，根據(jù)GB/T91782中對(duì)產(chǎn)品單位產(chǎn)量及其能源損耗定額規(guī)劃的要求，能源在損耗定額上必須是最近兩年內(nèi)全國(guó)范圍同行業(yè)能耗等級(jí)指標(biāo)的均值與指定系數(shù)的乘積而獲得的，具體系數(shù)需要按照行業(yè)發(fā)展前景、數(shù)據(jù)采集規(guī)模以及其他狀況來(lái)確定，新建等級(jí)的取值必須取國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，參考指標(biāo)的平均數(shù)完成指標(biāo)確定，目標(biāo)級(jí)取值需要取世界領(lǐng)先水平。

相關(guān)氧化鋁廠提供的單位產(chǎn)品能耗等級(jí)指標(biāo)的確定在實(shí)際應(yīng)用過程中存在一系列的問題：一是，有相當(dāng)一部分?jǐn)?shù)目的企業(yè)展現(xiàn)的具體系數(shù)并不完整，無(wú)法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行統(tǒng)一對(duì)比；二是，絕大多數(shù)的企業(yè)在制備氧化鋁儀器上主要以蒸發(fā)器為主，在提供蒸發(fā)器損耗數(shù)據(jù)的時(shí)候，無(wú)法完全遵照蒸發(fā)器的類別和規(guī)格進(jìn)行分類處理；三是，存在極個(gè)別企業(yè)提供的應(yīng)用設(shè)備屬于異常生產(chǎn)數(shù)據(jù)或?yàn)槲催_(dá)標(biāo)數(shù)據(jù)，在具體應(yīng)用上存在很大隱患風(fēng)險(xiǎn)；以上這三種情況下采集的數(shù)據(jù)在對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析時(shí)并不列入考慮之中，按照對(duì)數(shù)據(jù)的整合分析和統(tǒng)計(jì)企業(yè)的設(shè)施預(yù)裝水平，最終確定氧化鋁生產(chǎn)的專門能耗等級(jí)數(shù)值。

1.2 取消或減小燒結(jié)法種分

取消或減小燒結(jié)法種分有利于進(jìn)一步深化氧化鋁在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)硅的脫氧，燒結(jié)法提供的溶液需要對(duì)硅的脫氧進(jìn)行連續(xù)碳分以便氧化鋁的產(chǎn)出。這一環(huán)節(jié)的主要目的是為了借助燒結(jié)法的碳分步驟使其分解率達(dá)到百分之九十五以上，這在一定程度上大大提高了燒結(jié)法種分的分解率，并有利于氧化鋁的優(yōu)化析出，提高燒結(jié)法種分的總循環(huán)率。燒結(jié)法種分脫硅需要的溶液可以代替以相對(duì)應(yīng)的化學(xué)洗液或分解母溶液，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)拜耳、燒結(jié)兩大體系在母液溶質(zhì)上的彼此交換，有助于排除有機(jī)物對(duì)氧化鋁生產(chǎn)所造成的不利影響。

1.3 引進(jìn)氫氧化鋁平盤過濾機(jī)

過濾液一般只會(huì)在平盤系統(tǒng)內(nèi)作為稀釋溶液灌入濃縮槽內(nèi)，將氫氧化鋁原料漿液內(nèi)含有的苛性堿從1829l/m3稀釋到2019l/m3。過濾液內(nèi)含有的苛性堿含量為4590l/m3，每一臺(tái)氫氧化鋁平盤過濾機(jī)的過濾液析出產(chǎn)量為80m3/h，兩臺(tái)氫氧化鋁平盤過濾機(jī)一共洗出160m3/h，基本上足以滿足氫氧化鋁立盤過濾機(jī)對(duì)稀釋溶液濃度的實(shí)際要求。氫氧化鋁立盤過濾機(jī)在經(jīng)過洗滌之后，選擇將氫氧化鋁稀釋得到的原料漿液置入立盤內(nèi)，且置入氫氧化鋁平盤過濾機(jī)內(nèi)氫氧化鋁原料漿液的苛性堿不會(huì)超過81929l/m3，如此一來(lái)能夠在一定意義上確保氫氧化鋁平盤過濾機(jī)的產(chǎn)出效果，同時(shí)平盤中新水進(jìn)入量(或回水)有180m3/h，不會(huì)使?jié)饪s槽內(nèi)發(fā)生無(wú)限溢流，具體會(huì)按照固含物含量的多少進(jìn)行機(jī)動(dòng)操作。氫氧化鋁平盤過濾機(jī)的引進(jìn)，很大程度上會(huì)降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和勞動(dòng)時(shí)間，即使此舉尚處在初期試驗(yàn)階段，可其在產(chǎn)出方面的優(yōu)勢(shì)以及在節(jié)能降耗上的優(yōu)勢(shì)已然表現(xiàn)出來(lái)；引進(jìn)氫氧化鋁平盤過濾機(jī)以前，經(jīng)過洗滌后的氫氧化鋁水分含量在19%左右，經(jīng)過氫氧化鋁平盤過濾機(jī)洗滌后的氫氧化鋁水分含量在10%上下浮動(dòng)，氫氧化鋁水分大概降低了9%左右，每年能夠減少由氫氧化鋁循環(huán)帶進(jìn)焙燒爐內(nèi)的水量將近43000t，通過節(jié)省油耗實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益提高490多萬(wàn)元。

1.4 間接加熱連續(xù)脫硅

原脫硅環(huán)節(jié)主要是為了便于蒸汽直接加熱實(shí)現(xiàn)持續(xù)性實(shí)施，因?yàn)檎羝驮现g是可以直接碰觸的，這樣一來(lái)不僅增加蒸汽損耗量，且當(dāng)蒸汽冷卻后進(jìn)入原料內(nèi)，會(huì)在一定程度上增加流程進(jìn)水量，為操作的執(zhí)行帶來(lái)諸多不便，大大提高了操作的困難程度，同時(shí)又降低了設(shè)備產(chǎn)出效果。一九九五年初試運(yùn)行間接加熱連續(xù)脫硅，按照規(guī)定每天測(cè)定蒸汽耗損量達(dá)500t～600t。

如此一來(lái)不僅僅節(jié)省了蒸汽，同時(shí)極大程度上減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且由于最終冷凝水不易于進(jìn)入原料內(nèi)，客觀程度上還有效濃縮了相反原料成分，去除了操作過程中的部分水含量。

1.5 控制生產(chǎn)工藝用水

在溶液的實(shí)際洗滌過程中，因?yàn)樗臏囟绕?，就?huì)導(dǎo)致氫氧化鋁在附著堿上的指標(biāo)過高，因而技術(shù)人員必須加大用水量，對(duì)洗滌使用的熱水槽進(jìn)行升級(jí)優(yōu)化，將兩個(gè)熱水槽改為一槽與一槽相接，其中某一個(gè)水槽留待備用，確保洗滌過程中熱水槽始終保持恒定水位，提高蒸汽利用率，同時(shí)對(duì)熱水槽水位、溫度、水速、用量進(jìn)行實(shí)時(shí)控測(cè)和匯報(bào)，如此就可以在確保氫氧化鋁產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，盡最大限度地降低洗滌過程所用水量。以2臺(tái)氫氧化鋁平盤過濾機(jī)為操作設(shè)備，對(duì)氫氧化鋁進(jìn)行洗滌分離，在生產(chǎn)過程中因?yàn)橛盟窟^多，附著堿指標(biāo)一般設(shè)定為0.01～0.037，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)0.073。使得洗滌用水量降為08.sm3/h，每噸氫氧化鋁大概減少生產(chǎn)用水0.2噸。

1.6 立盤液封

在氧化鋁廠的生產(chǎn)立盤中，每一臺(tái)氫氧化鋁立盤過濾機(jī)均設(shè)置2～3臺(tái)液封泵頭，彼此之間擁有屬于自己的獨(dú)立液封，液封槽、真空泵和過濾機(jī)之間均以匹配對(duì)應(yīng)的方式進(jìn)行工作。立盤液封經(jīng)過改造以后，通過母液槽外面的掛壁式過濾液封槽進(jìn)行初級(jí)過濾工作，之后再去掉獨(dú)立液封槽及其匹配液封泵、液封管道口，干燥區(qū)受到液封管和過濾區(qū)的影響，會(huì)直接與受液總管過濾口進(jìn)行合并。這次優(yōu)化后，氧化鋁的生產(chǎn)流程進(jìn)一步被簡(jiǎn)化，在提高設(shè)備工作效率的同時(shí)，利用立盤過濾機(jī)開啟/關(guān)閉液封泵，有利于用電量的降低。根據(jù)每年立盤運(yùn)轉(zhuǎn)率大概在65%左右浮動(dòng)來(lái)計(jì)算的話，液封泵關(guān)閉后的電量總負(fù)荷共計(jì)791kW，每年節(jié)省電能497萬(wàn)kW·h，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗目標(biāo)。

2 實(shí)驗(yàn)與效果分析

為了更加清楚、具體的看出本文設(shè)計(jì)的氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能降耗關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)際效果，特與傳統(tǒng)的節(jié)能降耗技術(shù)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)其節(jié)能降耗效率的大小進(jìn)行比較。

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

為保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，將兩種節(jié)能降耗方法置于相同的試驗(yàn)參數(shù)之中，進(jìn)行節(jié)能降耗能力的測(cè)試。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

試驗(yàn)過程中，通過兩種不同的節(jié)能降耗方法同時(shí)在相同環(huán)境中進(jìn)行工作，分析其節(jié)能降耗能力的變化。實(shí)驗(yàn)效果對(duì)比圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)效果對(duì)比圖

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能降耗關(guān)鍵技術(shù)研究相比于傳統(tǒng)氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能降耗技術(shù)，可以最大限度地提高對(duì)資源的利用率，進(jìn)而提高其節(jié)能降耗能力，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)保。

3 結(jié)束語(yǔ)

對(duì)氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能降耗關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，依托生態(tài)環(huán)保的社會(huì)背景，根據(jù)氧化鋁生產(chǎn)的技術(shù)要求，對(duì)節(jié)能降耗技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。實(shí)踐表明，本文設(shè)計(jì)的氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能降耗關(guān)鍵技術(shù)具備極高的有效性。希望本文設(shè)計(jì)優(yōu)化的氧化鋁生產(chǎn)節(jié)能降耗關(guān)鍵技術(shù)可以為以后有關(guān)氧化鋁安全生產(chǎn)以及環(huán)境保護(hù)提供一定的理論依據(jù)。