浅析管式降膜蒸发器双流程技术在氧化铝生产中的作用

赵永景

摘 要：为了推动工业发展，保证氧化铝生产质量与效率，需要合理应用管式降膜蒸发器，并对其進行改造。首先介绍管式降膜蒸发器设备以及运行原理，对其进行理解，其次分析了目前设备的运行现状，明确以双流程技术进行改造的必要性，再次阐述了管式降膜蒸发器双流程技术在氧化铝生产中的应用，最后则总结了改造之后的蒸发器在氧化铝生产中应用的作用，了解到这一改造的优势，并且得出结论，使用管式降膜蒸发器进行氧化铝生产，无论是生产效率还是成本都有重要意义。

关键词：管式降膜蒸发器；双流程技术；氧化铝；料液

中图分类号：TF821 文献标志码：A

管式降膜蒸发器在氧化铝生产过程中应用，最为直接的目的是可以将氧化铝蒸发期间形成的多余水分去除，从而获得满足质量要求的碱液，以此来配置氧化铝生产需要的生料浆。实际组织氧化铝生产工作时，由于生产波动这一因素，可能导致蒸发器无法支撑负荷的正常运行，出现蒸发器频繁的开停现象，增加设备的能耗。为了将这一问题解决，需要将管式降膜蒸发器的运行模式更改为双流程，在氧化铝生产的过程中实现节能降耗。

1 管式降膜蒸发器设备与运行原理

管式降膜蒸发器主要是以立式管壳式换热器结构为主，工作压力设置为常压，壳程则是采用加热流体，管程是物料。设计管式降膜蒸发器的过程中，一般设计人员需要对设备主体材料、布液装置、管板结构等几个方面予以考虑，将设备性能最大程度地体现出来。管式降膜蒸发器运行过程中，原理如下：将料液加入蒸发器内，添加料液一般在蒸发器的顶部，当蒸发原液添加到蒸发器之后，料液会沿着循环管道将其传输到蒸发器顶部位置的布膜器中，布膜器可以将料液输入所有加热管内壁，使溶液顺延加热管内壁下降，料液为膜状液体。期间料液会在热的作用下沸腾蒸发，汽液两相混合之后形成的物体流入加热室内设置的汽液分离室当中，随后再通过二次蒸汽以及汽液分离室内的雾沫分离器将其排出，此时溶液就会在尖底部的循环泵、循环管道作用下，被传输到加热室顶部位置的布膜器当中，通过加热管受热实现料液的循环蒸发，从而增加其浓度，最终汇集到蒸发器的底部就可以获得浓缩液。管式降膜蒸发器本身有极高的传热效率，物料受热时间也比较短，凭借这些优势在各个领域得到广泛应用，象食品行业、医药行业以及轻工行业等，尤其是轻功行业，可以被用于水、有机溶媒溶液蒸发浓缩、废液处理等相关流程。

2 管式降膜蒸发器运行现状

管式降膜蒸发器投入生产队列之后，有关部门和技术人员对其进行了改进，确保蒸水量能够满足设计规定要求。此外，氧化铝产量和物料发生了一定的变化，管式降膜蒸发器在其运行过程中也随之出现了一定的改变。象某企业针对管式降膜蒸发器的蒸水量、运行周期展开实验，1月份的蒸水量为200.53 t·h-1，运行周期为33天，从2月份开始蒸水量逐月降低，分别为195.36 t·h-1、189.52 t·h-1、173.11 t·h-1、166.69 t·h-1、158.22 t·h-1、146.18 t·h-1，运行周期也不断减少，从2月份开始分别为32天、31天、30天、28天、28天、27天。通过以上数据可知，管式降膜蒸发器的蒸水量相继减少，最低一个月只有146.18 t·h-1，无法满足设计产能要求。运转周期也从1月份的30天逐渐减少到27天，经过分析可以确定其根本原因，即一效加热器结疤速度加快，影响到传热性能，从而导致蒸水量减少。

3 管式降膜蒸发器双流程技术在氧化铝生产中的应用

应用双流程技术对管式降膜蒸发器进行改造，为组织平衡开车提供便利。在种分母液蒸发期间，可以将一效结疤清除，并且达到一套种分蒸发器停开的效果，有利于节省电汽。 第二，立足于管式蒸发器实际情况，必须要对蒸发器进行改善，使蒸发效率达到最大，将一效加汽压力方面存在的问题及时解决，保证加汽操作不受限，蒸汽量按照需求进行调整，确保一效液室压力超过0.035 MPa，并且提高蒸发器进出料量的均衡性，如此就可以按照生产液量的具体状况对蒸发器操作方案进行调整，最大程度地提升蒸水性能，减少汽耗。

结合以上分析，某企业内的专业技术人员研究之后制定了如下方案：首先，将管式降膜蒸发器调整为二段进料，碳种则采用同时蒸、一至三效加闪蒸蒸种分以及四至六效蒸碳分几种；其次，由新蒸汽管道到四效技术，连接型号为DN100的蒸汽管道，方便四效二次蒸汽缺失时及时补充；最后，四效过料泵的出口连接一条型号为DN200寸管道，并且将其与出料备用泵的进口相连接，达到碳分四效出料的成效。设备经过改进之后，管式降膜蒸发器依然采用蒸发碳分原液，结合种分原液的实际状况对其展开调整，保证碳种分原液均衡性。

4 管式降膜蒸发器双流程技术在氧化铝生产的作用

4.1 运行方面

管式降膜蒸发器应用双流程技术进行改进之后在氧化铝生产中应用，期间的一次试车环节成功，碳种分二段混蒸过程中，所有参数的控制均非常稳定，提高了一效液室压力、加汽量、进料量、蒸水量，且汽耗也得到优化。由此可见，蒸发器改造之后获得了满意的运行效果，具体表现为以下几个方面：第一，加汽量、进料量和蒸水量不断提升，改造之前一效液室压力为0.013 MPa，改造之后增加为0.048 MPa，加汽量从改造之前的35.8 t·h-1增加到45.2 t·h-1，进料量从改造之前的260 m3·h-1增加到350 m3·h-1，蒸水量从改造前的136.1 t·h-1增加到185 t·h-1，运行效率提高的过程中汽耗有所降低，从之前的0.258 t-汽·t-回水-1降低至0.245 t-汽·t-回水-1；第二，设备的运转周期得到延长。管式降膜蒸发器的创新与改造需要在洗罐运行之后进行，在改造的过程中持续运行时间延长，与改造前相比变化十分显著。

4.2 经济效益方面

4.2.1 运行周期延长增加经济效益

管式降膜蒸发器的运转周期不断延长，使清检作业的次数减少，进而节省了相关费用，具体计算主要分为2个方面：第一，清检费用；第二，每年清检次数；第三，包括人工、水电等在内的其他费用。经过计算之后，了解到运行周期的延长对于经济效益的影响是非常明显的。

4.2.2 蒸水单耗减少增加经济效益

管式降膜蒸发器改造之后，蒸水单耗也有减少，如果每吨蒸汽的价格为100元，管式运转率为75 %，那么企业每年可以节省非常多的成本。

5 结语

综上所述，管式降膜蒸发器应用双流程技术进行改造，并且将其应用在氧化铝生产当中，可以有效提高生产效率以及设备协调生产性能，减少成本投入，减轻了作业人员的劳动强度与工作量，保证其人身安全的同时，也贡献了巨大的社会效益和经济效益。

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