降低氧化铝能耗可通过工艺优化、技术创新、设备升级、管理强化及能源综合利用五大方向实现,具体方法及效果如下:
一、工艺优化:减少核心工序能耗
溶出工序优化
高温高压溶出技术:采用全管道化溶出技术,提高换热效率,使溶出汽耗接近理论值。例如,通过优化溶出温度(265℃以上)和溶出时间(8-12小时),可降低溶出ak值,提高循环效率。
石灰添加量控制:将石灰添加量从14%降至9%,减少赤泥铝硅比,提高溶出率。实验表明,石灰量降至7%-8%时溶出率最高,进一步降低则溶出率下降。
蒸发工序优化
多效蒸发技术:采用七效逆流管式降膜蒸发技术,蒸发汽水比降至0.18t-汽/t-水,比六效蒸发节约汽耗约20%。例如,某氧化铝厂应用后,吨氧化铝蒸汽消耗降至1.15吨。
乏汽余热回收:在蒸发工序各效蒸发器蒸汽管上安装新型减温减压器,减少蒸汽过饱和度,提高热利用率,降低蒸发汽耗约5.3%。
焙烧工序优化
气态悬浮焙烧炉:替代传统回转窑,热耗接近理论值。例如,遵义公司通过中心筒加长改造、优化旋风筒下料管角度等措施,将天然气单耗从94.47标立方/吨降至85.5标立方/吨,年节约成本超2500万元。
燃烧器优化:增加烧嘴数量、调整喷头通气孔,使燃烧更均匀。例如,将主燃烧站烧嘴从6只增至12只,并引入冷却风系统,天然气消耗再降2.2标立方/吨。
二、技术创新:突破传统工艺瓶颈
间接加热高压溶出
用蒸汽通过间接加热管加热矿浆,避免蒸汽冷凝水冲淡反应液,降低能耗。例如,该技术可使每吨氧化铝溶出工序蒸汽消耗降至2.05吨。
低温溶出与预脱硅
预脱硅温度控制在100℃-105℃,时间8-12小时,可减少溶出工序的能耗。例如,通过预脱硅技术,溶出汽耗可降低15%-20%。
新型分解技术
优化分解槽温度梯度(首槽60℃±2,末槽46℃),保证分解首槽固含和稳定分解时间,减少细颗粒产生。例如,某厂应用后,氢氧化铝产量提高5%,能耗降低8%。
三、设备升级:提高能源利用效率
大型化设备
采用Φ18×42m大型分解槽,减少设备数量和投资,节约运行电耗约42%。例如,重庆九龙万博新材料科技有限公司通过设备大型化,单位产品综合能耗降至280千克标煤/吨,降幅达60%。
高效风机与泵
替换传统罗茨风机为气悬浮风机,电耗降低30%,噪音减少50%。例如,某厂应用后,单台风机每月节约电量7.2万度,年降本24万元。
在循环水站采用无电耗水能机,取消输送泵,节约电耗约4.6kWh/t-Al₂O₃。
自动化控制系统
通过DCS系统实现能耗实时监测、故障预警推送,优化操作参数。例如,遵义公司通过智能化控制,将主炉温度波动范围控制在±20℃,天然气消耗再降2.2标立方/吨。
四、管理强化:挖掘节能潜力
能源考核与对标
将能耗指标纳入单位绩效考核,与领导班子绩效挂钩。例如,某厂通过能耗对标,将吨氧化铝综合能耗从10-13GJ/t降至9.5GJ/t以下,达到世界领先水平。
现场节能检查
定期组织交叉检查,杜绝跑、冒、滴、漏现象。例如,某厂通过现场检查,发现并整改蒸汽管道泄漏点20余处,年节约蒸汽5000吨。
合同能源管理
与节能公司合作,对高压电机安装变频器。例如,某厂通过合同能源管理,年节约电能约900万kWh。
五、能源综合利用:实现循环经济
余热回收与梯级利用
在焙烧炉烟气余热回收系统中,安装旋风除尘器和竖烟道,提高窑灰温度约200℃,熟料余热多回收15%。
将蒸发回水及中水回用至热电分厂,减少工业污水处理量,降低汽耗。
副产品利用
从粉煤灰中提取氧化铝时,联产白炭黑、活性硅酸钙等副产品。例如,每吨粉煤灰可联产0.51吨白炭黑,年处理20万吨粉煤灰可新增利润1.39亿元。
清洁能源替代
在电解工序中添加氟化锂降低电解质熔点,提高导电率,减少电耗8%-14%。例如,某厂应用后,吨铝直流电耗降低2000kWh以上。