[其他]提高氧化鋁生產(chǎn)中蒸發(fā)效率的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87101802
• 申請(qǐng)日: 1987-03-06
• 公開（公告）號(hào): CN87101802A
• 公開（公告）日: 1988-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 任凱
• 主分類號(hào): B01D1/12
• 分類號(hào): B01D1/12;C01F7/20
• 代理公司: 貴州省專利服務(wù)中心
• 代理人: 周素霞,劉建民

本發(fā)明屬于氧化鋁生產(chǎn)的蒸發(fā)技術(shù)。是采用拜爾法，特別是采用拜爾-燒結(jié)聯(lián)合法生產(chǎn)氧化鋁，蒸發(fā)含碳酸鈉、硫酸鈉和二氧化硅等有害雜質(zhì)均較多的種分母液時(shí)，預(yù)防蒸發(fā)器加熱管結(jié)垢，提高蒸發(fā)效率的方法。

中國(guó)專利局1986年11月12日公布的，發(fā)明專利說明書CN85103681A公開了一種氧化鋁生產(chǎn)中預(yù)防蒸發(fā)器加熱管結(jié)垢的方法。該方法采用了五效外加熱式管外沸騰強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器和錯(cuò)流加料流程，及在蒸發(fā)器的料液中添加硅渣（Na₂O.Al₂O₃.1.7SiO₂.nH₂O）品種，以預(yù)防加熱管內(nèi)壁結(jié)垢。該方法是利用碳酸鈉和硫酸鈉在鋁酸鈉溶液中的過飽和介穩(wěn)性能很弱的特點(diǎn)，使料液的沸騰區(qū)從蒸發(fā)器的加熱室內(nèi)移至加熱室外，就可達(dá)到預(yù)防加熱管內(nèi)壁生成碳酸鈉和硫酸鈉結(jié)垢的目的。其辦法是在蒸發(fā)器的加熱室上管板以上至蒸發(fā)室的操作液面之間（通過上循環(huán)管），保持一個(gè)液柱高度H，此液柱（實(shí)際是汽液混合物）高度H所產(chǎn)生的靜壓力，只要大于加熱管出口處管內(nèi)壁滯留內(nèi)層中的料液溫度所對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓力，就可將沸騰區(qū)引出加熱室外，實(shí)現(xiàn)管外沸騰。該方法在蒸發(fā)過程中，又利用料液中析出的硅渣結(jié)晶對(duì)其晶種的親和力，大于對(duì)金屬加熱管壁的親和力的原理，在料液中添加10～40克/升的硅渣晶種，使蒸發(fā)過程中不斷析出的硅渣結(jié)晶優(yōu)先附著在硅渣晶種的表面上，以達(dá)到預(yù)防或大大減輕加熱管壁生成硅渣結(jié)垢的目的。該方法還采用強(qiáng)制循環(huán)代替自然循環(huán)，以加大加熱管內(nèi)的料液流速，為減緩加熱管結(jié)垢，提高傳熱效率和實(shí)現(xiàn)五效操作，從而為大幅度地降低能耗和成本創(chuàng)造條件。在我國(guó)新建氧化鋁廠的蒸發(fā)車間，如采用上述技術(shù)，可獲得顯著的節(jié)能效果和經(jīng)濟(jì)效益。

但采用添加硅渣晶種預(yù)防加熱管產(chǎn)生硅渣結(jié)垢，必須使硅渣晶種循環(huán)使用，而欲使硅渣晶種循環(huán)使用，必須選擇合適的液固分離方法，使硅渣晶種與蒸發(fā)母液分開。由于本發(fā)明的蒸發(fā)母液中含硅渣晶種量很少（液固重量比約為100～500），粒度很細(xì)（平均直徑約為20微米左右），且蒸發(fā)母液的粘度較大，上述技術(shù)是采用氧化鋁廠蒸發(fā)車間傳統(tǒng)的辦法，即采用沉降槽作分離設(shè)備，沉降槽底流再經(jīng)真空過濾機(jī)過濾的方法來分離硅渣晶種，技術(shù)上是行不通的。如不改變液固分離方法，則會(huì)因沉降槽不能正常操作，硅渣晶種不能循環(huán)使用，導(dǎo)致添加硅渣晶種的防垢技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)，從而大大降低蒸發(fā)效率。

其次，氧化鋁廠的種分母液中含二氧化硅量為0.4～0.5克/升，在蒸發(fā)過程中按蒸發(fā)母液計(jì)算，僅析出二氧化硅0.05～0.15克/升，折合成硅渣僅為0.15～0.45克/升，上述技術(shù)采用添加10～40克/升的硅渣晶種，實(shí)嫌太多，不但增大輔助設(shè)施的投資和浪費(fèi)動(dòng)力，且給操作管理帶來不必要的麻煩。

此外，上述技術(shù)每組須設(shè)五臺(tái)蒸發(fā)器，設(shè)備投資較多，公用和輔助設(shè)施也較龐大，對(duì)某些老廠改造，因受廠區(qū)總平面布置和蒸發(fā)車間的廠房建筑等原有條件的限制，只能采用四效蒸發(fā)器組。有的地區(qū)能源供應(yīng)條件好，為節(jié)約基建投資，也可采用四效蒸發(fā)器組。這樣上述技術(shù)的五效蒸發(fā)器組就不適用。

鑒于上述已有技術(shù)存在的問題，為滿足我國(guó)氧化鋁廠改造和發(fā)展的需要，本發(fā)明的目的是提供一種經(jīng)濟(jì)且簡(jiǎn)便易行，既適于老廠改造，又適于新建廠采用的提高氧化鋁生產(chǎn)中蒸發(fā)效率的方法。

本發(fā)明的任務(wù)是通過下述方案來實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明采用外加熱式管外沸騰強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器和多效錯(cuò)流加料流程，以及在蒸發(fā)料液中添加硅渣晶種的發(fā)明構(gòu)思，均與CN85103681A發(fā)明專利說明書所敘述的相同。所不同的是，本發(fā)明提出了以下幾條新的技術(shù)方案。

1.采用加壓過濾方法代替上述技術(shù)的沉降槽和真空過濾方法，對(duì)蒸發(fā)母液進(jìn)行液固分離，是本發(fā)明的一大特點(diǎn)。從加料流程最后-效蒸發(fā)器排出的蒸發(fā)母液，攜帶著蒸發(fā)過程中析出的碳酸鈉（含少量硫酸鈉）結(jié)晶及硅渣晶種，經(jīng)水力旋流器進(jìn)行分級(jí)后，水力旋流器的底流，經(jīng)圓筒真空過濾機(jī)過濾，濾餅送氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)處理。水力旋流器上部排出的溢流是細(xì)粒硅渣及少量細(xì)粒碳酸鈉和硫酸鈉結(jié)晶，則通過本發(fā)明的加壓過濾方法進(jìn)行液固分離，所得濾餅作為下一輪蒸發(fā)的晶種，循環(huán)使用。實(shí)施加壓過濾方法最常用的設(shè)備是板框式壓濾機(jī)或加壓葉濾機(jī)。

2.在蒸發(fā)料液中，按進(jìn)入的種分母液計(jì)，添加0.5～9.5克/升的硅渣晶種，來預(yù)防和減輕加熱管生成硅渣結(jié)垢。當(dāng)新投產(chǎn)沒有合適的硅渣晶種時(shí)，可用拜爾法赤泥代替。

3.采用四效外加熱式管外沸騰強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器和Ⅳ-Ⅰ-Ⅱ-Ⅲ和Ⅳ-Ⅲ-Ⅰ-Ⅱ兩種加料流程。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有以下優(yōu)點(diǎn)：