一種氧化鋁生產(chǎn)中的新蒸汽冷凝水降溫與熱量回收方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于有色冶金行業(yè)中氧化鋁生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種氧化鋁生產(chǎn)中的新蒸汽冷凝水降溫與熱量回收方法。本發(fā)明是將氧化鋁生產(chǎn)中的溶出工段、分解工段或其他工段進行間接換熱時產(chǎn)生的新蒸汽冷凝水與蒸發(fā)工段產(chǎn)生新蒸汽冷凝水在新蒸汽冷凝水罐中混合，并在負壓系統(tǒng)中逐級閃蒸出來的二次蒸汽，二次蒸汽進入對應(yīng)的蒸發(fā)器加熱室中，新蒸汽冷凝水進入下一效的新蒸汽冷凝水罐中，直至末效新蒸汽冷凝水罐閃蒸出的二次蒸汽進入水冷器中，最終產(chǎn)生的50℃的新蒸汽冷凝水送入電廠。以蒸汽耗量每年約100萬噸的氧化鋁廠為例，采用本發(fā)明的技術(shù)方案每年能夠回收新蒸汽冷凝水約75~90萬噸/年至電廠，達到了綠色、環(huán)保、節(jié)能的要求。
【專利說明】一種氧化鋁生產(chǎn)中的新蒸汽冷凝水降溫與熱量回收方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有色冶金行業(yè)中氧化鋁生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種氧化鋁生產(chǎn)中的 新蒸汽冷凝水降溫與熱量回收方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 氧化鋁生產(chǎn)屬于資源、能源依賴型工業(yè)，我國現(xiàn)有的氧化鋁廠基本都有專門的配 套電廠，電廠提供給氧化鋁廠動力資源，包括高壓、低壓蒸汽與電。目前，拜爾法氧化鋁廠的 生產(chǎn)狀況不盡相同，一般處理一水硬鋁石時，消耗的高壓蒸汽量約1.5~2.0t/t Al2O3，消耗 低壓蒸汽約〇. 5~1. Ot/t Al2O3。處理三水鋁石時，消耗的高壓蒸汽量約I. 0~1. 05t/t Al2O3, 消耗低壓蒸汽約0. 4~0. 55t/t Al2O3。這樣，一個年產(chǎn)50萬噸的氧化鋁廠的蒸汽耗量約為 70~150萬噸每年，為了生產(chǎn)蒸汽，能源、清潔水的消耗量巨大。為了降低氧化鋁廠的能耗、 水耗，充分利用氧化鋁廠各工段產(chǎn)生的清潔的蒸汽冷凝水回電廠水處理系統(tǒng)，我們根據(jù)多 年的設(shè)計經(jīng)驗和現(xiàn)場運行情況開發(fā)出氧化鋁廠新蒸汽冷凝水降溫與熱量回收的工藝。
[0003] 我國現(xiàn)有電廠的鍋爐種類很多，現(xiàn)有的氧化鋁廠自備電站大多采用循環(huán)流化床鍋 爐。全國各氧化鋁廠的動力配備不同，有因地制宜利用附近大型電廠的情況，也有利用自 備電廠的情況。有些電廠的鍋爐對補充水品質(zhì)要求非常高，要求對進入鍋爐的凝結(jié)水進行 100%的除鹽處理。氧化鋁廠的蒸汽冷凝水在回電廠繼續(xù)利用前，需要降低溫度到50°C左右 才能進行電廠要求的化學(xué)水處理。因為氧化鋁廠的新蒸汽冷凝水溫度一般在158°C左右，二 次蒸汽冷凝水在70°C左右，并且二次蒸汽冷凝水的含堿量較高，目前還不能達到完全回電 廠繼續(xù)利用的指標要求。因此，可采用本發(fā)明對氧化鋁生產(chǎn)中產(chǎn)生的新蒸汽冷凝水降溫并 回收熱量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種氧化鋁生產(chǎn)中的新蒸汽冷凝水降溫與 熱量回收方法，目的是通過將氧化鋁廠溶出和分解工段產(chǎn)生的新蒸汽冷凝水輸送至蒸發(fā)工 段中，與蒸發(fā)新蒸汽冷凝水混合，利用蒸發(fā)系的負壓系統(tǒng)進行閃蒸，使冷凝水閃蒸降溫達到 50°C，實現(xiàn)全廠的新蒸汽冷凝水降溫，并且回收利用新蒸汽冷凝水的熱量。
[0005] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案按照以下步驟進行： (1) 將氧化鋁生產(chǎn)中的溶出工段、分解工段或其他工段進行間接換熱時產(chǎn)生的新蒸汽 冷凝水與蒸發(fā)工段產(chǎn)生新蒸汽冷凝水在I效新蒸汽冷凝水罐中混合，混合后產(chǎn)生的不凝性 氣體進入I效蒸發(fā)器的加熱室； (2) 混合后的新蒸汽冷凝水進入II效新蒸汽冷凝水罐中進行閃蒸降溫，閃蒸產(chǎn)生的二 次蒸汽進入II效蒸發(fā)器的加熱室中作為熱源，閃蒸后的新蒸汽冷凝水進入III效新蒸汽冷凝 水罐中閃蒸降溫，以后逐級閃蒸出來的二次蒸汽進入對應(yīng)的蒸發(fā)器加熱室中作為熱源，閃 蒸后的新蒸汽冷凝水進入下一效的新蒸汽冷凝水罐中，直至末級新蒸汽冷凝水閃蒸罐閃蒸 出的二次蒸汽進入水冷器中，最終的50°c的新蒸汽冷凝水送入新蒸汽冷凝水泵，由新蒸汽 冷凝水泵送入電廠，逐級閃蒸降溫過程產(chǎn)生的熱量都進入對應(yīng)的蒸發(fā)器內(nèi)回收利用。
[0006] 所述的I效蒸發(fā)器的加熱室采用158°C、絕壓為0. 6MPa的飽和新蒸汽，對I效蒸 發(fā)器分離室中的含Na2O的料漿進行加熱，換熱升溫后的料漿沸騰產(chǎn)生二次蒸汽作為II效 蒸發(fā)器加熱室的熱源，I效蒸發(fā)器加熱室內(nèi)產(chǎn)生的冷凝水即是步驟（1)中所述的蒸發(fā)工段 產(chǎn)生的新蒸汽冷凝水，自流入I效新蒸汽冷凝水混合罐中。與I效蒸發(fā)器分離室料漿沸騰 產(chǎn)生二次蒸汽類似，各效蒸發(fā)器分離室產(chǎn)生的二次蒸汽都進入下一效蒸發(fā)器加熱室作為熱 源。直至末效蒸發(fā)器分離室產(chǎn)生的二次蒸汽進入水冷器中。
[0007] 蒸發(fā)器無論是順流還是逆流操作，即無論物料走向與蒸汽同向或是反向，分離室 內(nèi)料漿沸騰產(chǎn)生的二次蒸汽都會作為下一效蒸發(fā)器的熱源。
[0008] I效二次蒸汽在II效蒸發(fā)器加熱室內(nèi)換熱冷凝產(chǎn)生的二次蒸汽冷凝水因含堿量 較大，與新蒸汽冷凝水分離，進入II效蒸汽冷凝水罐，其產(chǎn)生的不凝性氣體進入II效蒸發(fā) 器加熱室中，II效二次蒸汽冷凝水進入III效二次蒸汽冷凝水罐內(nèi)與III效二次蒸汽冷凝水混 合，閃蒸出的二次蒸汽進入III效蒸發(fā)器加熱室，以后逐效蒸發(fā)器加熱室中產(chǎn)生的二次蒸汽 冷凝水都與前效來二次蒸汽冷凝水在本效二次蒸汽冷凝水罐內(nèi)混合，在下一效二次蒸汽冷 凝水罐中進行閃蒸降溫，閃蒸降溫產(chǎn)生的二次蒸汽進入相應(yīng)的蒸發(fā)器加熱室中，直到末效 蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽冷凝水與之前各效混合閃蒸后，各效產(chǎn)生的二次蒸汽冷凝水收集和 能量回收完成，送到氧化鋁廠回收利用。
[0009] 所述的蒸發(fā)器效數(shù)不限，是具有負壓工況的多效蒸發(fā)器。
[0010] 本發(fā)明也適用于非鋁土礦方法生產(chǎn)氧化鋁工藝中各工段清潔高溫水在蒸發(fā)工段 的降溫和能量回收。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點和有益效果是： 采用本發(fā)明的新蒸汽冷凝水降溫和熱量回收方法，利用蒸發(fā)器從I效到末效壓力逐級 遞減的特性，能夠降低新蒸汽冷凝水溫度至50°c，使低溫冷凝水直接回電廠化學(xué)水處理系 統(tǒng)，其中各效新蒸汽冷凝水與料漿換熱產(chǎn)生的二次蒸汽冷凝水不互相混合，保證了新蒸汽 冷凝水的質(zhì)量，并且回收利用了新蒸汽冷凝水閃蒸的熱量。
[0012] 以蒸汽耗量每年約100萬噸的氧化鋁廠為例，采用本發(fā)明的技術(shù)方案每年可節(jié)省 能量約I. 08xl08kcal，相當(dāng)于每年節(jié)省約15428t標煤，能夠回收新蒸汽冷凝水約75~90萬 噸/年至電廠，達到了綠色、環(huán)保、節(jié)能的要求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明實施例1的氧化鋁生產(chǎn)中的新蒸汽冷凝水降溫與熱量回收的裝置示 意圖； 其中：1-1 : I效新蒸汽冷凝水混合罐；1-2 : II效新蒸汽冷凝水罐；1-3 :111效新蒸汽 冷凝水罐；1-4 :IV效新蒸汽冷凝水罐；1-5 : V效新蒸汽冷凝水罐；1-6 :VI效新蒸汽冷凝水 罐；1-7 :末級新蒸汽冷凝水閃蒸罐； 2- 1 : I效蒸發(fā)器；2-2 : II效蒸發(fā)器；2-3 :111效蒸發(fā)器；2-4 : IV效蒸發(fā)器；2-5 : V效蒸 發(fā)器；2-6 :VI效蒸發(fā)器； 3- 1 : I效蒸發(fā)器加熱室；3-2 : II效蒸發(fā)器加熱室；3-3 :111效蒸發(fā)器加熱室；3-4 :IV效 蒸發(fā)器加熱室；3-5 : V效蒸發(fā)器加熱室；3-6 :VI效蒸發(fā)器加熱室； 4- 1 : I效蒸發(fā)器分離室；4-2 : II效蒸發(fā)器分離室；4-3 :III效蒸發(fā)器分離室；4-4 :IV效 蒸發(fā)器分離室；4-5 : V效蒸發(fā)器分離室；4-6 :VI效蒸發(fā)器分離室； 5- 1 : II效二次蒸汽冷凝水罐；5-2 JII效二次蒸汽冷凝水罐；5-3 :IV效二次蒸汽冷凝水 罐；5-4 : V效二次蒸汽冷凝水罐；5-5 :VI效二次蒸汽冷凝水罐； 6 :水冷器；7 :新蒸汽冷凝水泵； ----代表新蒸汽冷凝水的流動方向;----------代表二次蒸汽冷凝水的流動方 向；-------?代表二次蒸汽與不凝性氣體的流動方向； 代表158°C、0.6MPa的 新蒸汽。

【具體實施方式】
[0014] 實施例1 本發(fā)明實施例采用六效蒸發(fā)器，其示意圖如圖1所示，I效新蒸汽冷凝水混合罐1-1、 Π 效新蒸汽冷凝水罐1-2、……、VI效蒸汽冷凝水罐1-6、末級新蒸汽冷凝水閃蒸罐1-7逐 級相連，末級新蒸汽冷凝水閃蒸罐1-7底部與新蒸汽冷凝水泵7連接，將末級新蒸汽冷凝水 罐1-7閃蒸產(chǎn)生的50°C的新蒸汽冷凝水送入電廠，頂部與水冷器6相連，二次蒸汽進入水冷 器6 ; I效新蒸汽冷凝水混合罐1-1還與I效蒸發(fā)器加熱室3-1相連，將產(chǎn)生的不凝性氣體 送入I效蒸發(fā)器加熱室3-1中，同時I效蒸發(fā)器加熱室4-1還與I效新蒸汽冷凝水罐1-1 相連，將料漿換熱升溫產(chǎn)生的新蒸汽冷凝水送入I效新蒸汽冷凝水罐1-1，以此類推，各效 新蒸汽冷凝水罐與和其效數(shù)對應(yīng)的蒸發(fā)器加熱室相連，以輸送不凝性氣體和閃蒸出的二次 蒸汽； I效蒸發(fā)器分離室4-1與II效蒸發(fā)器加熱室3-2相連，將I效蒸發(fā)器分離室4-1中料 漿沸騰產(chǎn)生的二次蒸汽送入II效蒸發(fā)器加熱室3-2中，以此類推，各效蒸發(fā)器分離室都與 其下一效蒸發(fā)器加熱室相連，VI效蒸發(fā)器分離室4-6與水冷器6相連； Π 效蒸發(fā)器加熱室4-2還與II效二次蒸汽冷凝水罐5-1相連，II效二次蒸汽冷凝水罐 5-1頂部與II效蒸發(fā)器加熱室3-2相連，底部與III效二次蒸汽冷凝水罐5-2相連，以此類推， 各效蒸發(fā)器加熱室和與其效數(shù)對應(yīng)的二次蒸汽冷凝水罐相連，各效二次蒸汽冷凝水罐頂部 與和其效數(shù)對應(yīng)的蒸發(fā)器加熱室相連，底部與下一效二次蒸汽冷凝水罐相連。
[0015] 采用圖1中的六效蒸發(fā)器進行新蒸汽冷凝水降溫與熱量回收，按照以下步驟進 行： (1) 氧化鋁廠溶出工段158°c新蒸汽冷凝水約110t/h，與蒸發(fā)工段產(chǎn)生的溫度為158°C 的50t/h新蒸汽冷凝水在I效新蒸汽冷凝水混合罐1-1中混和； (2) 產(chǎn)生的不凝性氣體進入I效蒸發(fā)器的加熱室3-1中，新蒸汽冷凝水進入II效新蒸 汽冷凝水罐1-2中閃蒸降溫至135°C，閃蒸產(chǎn)生的二次蒸汽進入II效蒸發(fā)器的加熱室3-2， 產(chǎn)生的135°C新蒸汽冷凝水進入III效新蒸汽冷凝水罐1-3中閃蒸降溫至115°C，閃蒸產(chǎn)生的 二次蒸汽進入III效蒸發(fā)器的加熱室3-3,閃蒸后的115°C新蒸汽冷凝水進入IV效新蒸汽冷 凝水罐1-4閃蒸降溫至97°C，閃蒸產(chǎn)生的二次蒸汽進入IV效蒸發(fā)器加熱室3-4,閃蒸后的 97°C新蒸汽冷凝水進入V效新蒸汽冷凝水罐1-5閃蒸降溫至79°C，產(chǎn)生的二次蒸汽進入V 效蒸發(fā)器加熱室3-5,閃蒸后的79°C新蒸汽冷凝水進入VI效新蒸汽冷凝水罐1-6閃蒸降溫 至65°C，產(chǎn)生的二次蒸汽進入VI效蒸發(fā)器加熱室3-6,閃蒸后的65°C新蒸汽冷凝水進入末 級新蒸汽冷凝水閃蒸罐1-7閃蒸降溫至50°C，二次蒸汽進入水冷器6,閃蒸后的新蒸汽冷凝 水進入新蒸汽冷凝水泵7,通過泵輸送至電廠。
[0016] 所述的I效蒸發(fā)器的加熱室3-1采用158°C、絕對壓力為0. 6MPa的飽和新蒸汽，對 I效蒸發(fā)器分離室4-1中的含Na2O的料漿進行加熱，換熱升溫后的料漿產(chǎn)生二次蒸汽作為 Π 效蒸發(fā)器加熱室3-2的熱源。I效加熱室中產(chǎn)生的冷凝水是步驟（1)中所述的新蒸汽冷 凝水，自流入I效新蒸汽冷凝水混合罐1-1中，與I效蒸發(fā)器分離室料漿沸騰產(chǎn)生二次蒸 汽類似，各效蒸發(fā)器分離室產(chǎn)生的二次蒸汽都進入下一效蒸發(fā)器加熱室作為熱源，直至VI 效蒸發(fā)器分離室4-6產(chǎn)生的二次蒸汽進入水冷器6中。
[0017] I效的二次蒸汽在II效蒸發(fā)器加熱室3-2內(nèi)換熱冷凝產(chǎn)生的二次蒸汽冷凝水進 入II效蒸汽冷凝水罐5-1，其產(chǎn)生的不凝性氣體進入II效蒸發(fā)器加熱室3-2, II效二次蒸汽 冷凝水進入III效二次蒸汽冷凝水罐5-2與III效二次蒸汽冷凝水混合，并閃蒸出二次蒸汽， 進入III效蒸發(fā)器加熱室3-3。以后逐效蒸發(fā)器加熱室中產(chǎn)生的二次蒸汽冷凝水都與前效來 二次蒸汽冷凝水在本效二次蒸汽冷凝水罐內(nèi)混合，在下一效二次蒸汽冷凝水罐中進行閃蒸 降溫，閃蒸降溫產(chǎn)生的二次蒸汽進入相應(yīng)的蒸發(fā)器加熱室中，直到II效-V效的二次蒸汽 冷凝水在VI效二次蒸汽冷凝水罐5-5與VI效蒸發(fā)器加熱室3-6產(chǎn)生的二次蒸汽冷凝水混合 閃蒸后，二次蒸汽冷凝水收集和能量回收完成，送到氧化鋁廠回收利用。
[0018] 實施例2 本實施例采用五效蒸發(fā)器，進行新蒸汽冷凝水降溫與熱量回收，按照以下步驟進行： (1) 氧化鋁廠分解工段158°c新蒸汽冷凝水約80t/h，與蒸發(fā)工段產(chǎn)生的溫度為158°C 的50t/h新蒸汽冷凝水在I效新蒸汽冷凝水混合罐中混合并進行閃蒸降溫； (2) 產(chǎn)生的不凝性氣體進入I效蒸發(fā)器的加熱室中，新蒸汽冷凝水進入II效新蒸汽 冷凝水罐中閃蒸降溫至127°C，閃蒸產(chǎn)生的二次蒸汽進入II效蒸發(fā)器的加熱室，閃蒸后的 127°C新蒸汽冷凝水進入III效新蒸汽冷凝水罐中閃蒸降溫至98°C，閃蒸產(chǎn)生的二次蒸汽進 入III效蒸發(fā)器的加熱室，閃蒸后的98°C新蒸汽冷凝水進入IV效新蒸汽冷凝水罐閃蒸降溫至 83°C，閃蒸產(chǎn)生的二次蒸汽進入IV效蒸發(fā)器加熱室，閃蒸后的83°C新蒸汽冷凝水進入V效 新蒸汽冷凝水罐閃蒸降溫至66°C，產(chǎn)生的二次蒸汽進入V效蒸發(fā)器加熱室，閃蒸后的66°C 新蒸汽冷凝水進入末級新蒸汽冷凝水閃蒸罐閃蒸降溫至50°C，二次蒸汽進入水冷器，閃蒸 后的新蒸汽冷凝水進入新蒸汽冷凝水泵，通過泵輸送至電廠，逐級閃蒸降溫產(chǎn)生的熱量進 入蒸發(fā)系統(tǒng)回收利用。
[0019] I效蒸發(fā)器的加熱室采用158°C、0.6MPa的新蒸汽，對I效蒸發(fā)器分離室中的含 Na2O的料漿進行加熱，換熱升溫后的料漿產(chǎn)生二次蒸汽作為II效蒸發(fā)器加熱室的熱源，產(chǎn) 生的冷凝水是步驟（1)中所述的新蒸汽冷凝水，自流入I效新蒸汽冷凝水混合罐中；與I 效蒸發(fā)器分離室料漿沸騰產(chǎn)生二次蒸汽類似，各效蒸發(fā)器分離室產(chǎn)生的二次蒸汽都進入下 一效蒸發(fā)器加熱室作為熱源，直至V效蒸發(fā)器分離室產(chǎn)生的二次蒸汽進入水冷器中。
[0020] I效的二次蒸汽在II效蒸發(fā)器加熱室內(nèi)換熱冷凝產(chǎn)生的二次蒸汽冷凝水進入II 效蒸汽冷凝水罐，其產(chǎn)生的不凝性氣體進入II效蒸發(fā)器加熱室，II效二次蒸汽冷凝水進入 III效二次蒸汽冷凝水罐與III效二次蒸汽冷凝水混合，并閃蒸出二次蒸汽，進入III效蒸發(fā)器 加熱室。以后逐效蒸發(fā)器加熱室中產(chǎn)生的二次蒸汽冷凝水都與前效來二次蒸汽冷凝水在本 效二次蒸汽冷凝水罐內(nèi)混合，在下一效二次蒸汽冷凝水罐中進行閃蒸降溫，閃蒸降溫產(chǎn)生 的二次蒸汽進入相應(yīng)的蒸發(fā)器加熱室中，直到II效-IV效的二次蒸汽冷凝水在V效二次蒸 汽冷凝水罐與V效蒸發(fā)器加熱室產(chǎn)生的二次蒸汽冷凝水混合閃蒸后，二次蒸汽冷凝水收集 和能量回收完成，送到氧化鋁廠回收利用。
【權(quán)利要求】
1. 一種氧化鋁生產(chǎn)中的新蒸汽冷凝水降溫與熱量回收方法，其特征在于按照以下步驟 進行： (1) 將氧化鋁生產(chǎn)中的溶出工段、分解工段或其他工段進行間接換熱時產(chǎn)生的新蒸汽 冷凝水與蒸發(fā)工段產(chǎn)生的溫度新蒸汽冷凝水在I效新蒸汽冷凝水罐中混合，混合后產(chǎn)生的 不凝性氣體進入I效蒸發(fā)器的加熱室； (2) 混合后的新蒸汽冷凝水進入II效新蒸汽冷凝水罐中進行閃蒸降溫，閃蒸產(chǎn)生的二 次蒸汽進入II效蒸發(fā)器的加熱室中作為熱源，閃蒸后的新蒸汽冷凝水進入III效新蒸汽冷凝 水罐中閃蒸降溫，以后逐級閃蒸出來的二次蒸汽進入對應(yīng)的蒸發(fā)器加熱室中作為熱源，閃 蒸后的新蒸汽冷凝水進入下一效的新蒸汽冷凝水罐中，直至末級新蒸汽冷凝水閃蒸罐閃蒸 出的二次蒸汽進入水冷器中，最終的50°C的新蒸汽冷凝水送入新蒸汽冷凝水泵，由新蒸汽 冷凝水泵送入電廠，逐級閃蒸降溫過程產(chǎn)生的熱量都進入對應(yīng)的蒸發(fā)器內(nèi)回收利用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鋁生產(chǎn)中的新蒸汽冷凝水降溫與熱量回收方法，其 特征在于所述的蒸發(fā)器效數(shù)不限，是具有負壓工況的多效蒸發(fā)器。
【文檔編號】C01F7/02GK104477955SQ201410839339
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月30日
【發(fā)明者】于水波, 許文強, 王瑩, 邵丹 申請人:東北大學(xué)設(shè)計研究院（有限公司）