一、項(xiàng)目摘要

蒸發(fā)器作為物料濃縮設(shè)備在諸多行業(yè)廣泛使用。本公司針對氧化鋁行業(yè)鋁酸鈉溶液蒸發(fā)現(xiàn)有設(shè)備與技術(shù)所存在的問題進(jìn)行深入研究，研制開發(fā)出鋁酸鈉溶液低能耗七效二段法分段蒸發(fā)技術(shù)。

目前世界范圍內(nèi)氧化鋁生產(chǎn)母液（鋁酸鈉溶液）蒸發(fā)，有三效自然循環(huán)蒸發(fā)器組、四效自然循環(huán)蒸發(fā)器組、五效自然循環(huán)蒸發(fā)器組，五效降膜蒸發(fā)器組、六效降膜蒸發(fā)器組，老的生產(chǎn)線大部分采用三效、四效、五效作業(yè)，老廠新建擴(kuò)建生產(chǎn)線采用六效作業(yè)。三效蒸發(fā)器組作業(yè)的蒸汽消耗達(dá)0.5~0.6t汽/t水，四效蒸發(fā)器組作業(yè)達(dá)0.45~05汽/t水，六效蒸發(fā)器組作業(yè)的汽耗達(dá)0.3~0.35t汽/t水。汽耗較高，造成生產(chǎn)成本高。

現(xiàn)有降膜蒸發(fā)器的缺點(diǎn)是：

1、加熱室和分離室上下一體。加熱室插入分離室中占據(jù)了大部分分離空間。從而造成汽液分離空間小，分離路程短，空塔汽速高，汽液分離不充分，冷凝水含堿量高，大量的不合格冷凝水給生產(chǎn)帶來一系列問題。

2、蒸發(fā)器的分布器是多個(gè)傘形分配頭將物料分布。這種分布器不能把全部物料分布到列管的孔橋間，大部分物料直接落入到列管中部，物料不受熱、不蒸發(fā)直接進(jìn)入加熱室下部的分離室。傳熱效果差，增加了循環(huán)泵的動(dòng)力和蒸汽的消耗。

3、閃蒸器設(shè)計(jì)不合理，降溫效果差，對降低氣耗的作用不明顯。

4、蒸發(fā)器的效數(shù)和流程沒有達(dá)到最佳的節(jié)能模式，直接影響了節(jié)能降耗。

我公司開發(fā)出的新型分體式七效二段節(jié)能蒸發(fā)器，同樣蒸發(fā)量的蒸發(fā)器整體投資略高于一體式六效降膜蒸發(fā)器，但運(yùn)行節(jié)約能源30%以上。采用了新型分體式七效降膜蒸發(fā)器后，汽耗每一噸蒸水0.18-0.22t汽（目前世界上氧化鋁生產(chǎn)所用蒸發(fā)器，汽耗最好的也在每一噸蒸水/0.28t汽以上）蒸發(fā)器液面、閘閥（氣動(dòng)）、蒸發(fā)回水可全部自控。蒸發(fā)器冷凝水合格率為100%。該技術(shù)是我公司自主開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的專有技術(shù)。

二、項(xiàng)目的意義和必要性

隨著能源價(jià)格的不斷上漲，當(dāng)前氧化鋁行業(yè)競爭日益激烈。面對原料、材料、能源漲價(jià)的現(xiàn)狀，作為能耗占成本近一半的氧化鋁行業(yè)，節(jié)能降耗尤為重要與迫切。降低能耗、提高能源利用率成為降低成本的最有效途徑。目前氧化鋁生產(chǎn)中的蒸汽消耗，蒸發(fā)工序約占總汽耗的30-50%，因此，如何降低蒸發(fā)汽耗，對氧化鋁生產(chǎn)的節(jié)能降耗具有重要意義。因此，研究開發(fā)高效節(jié)能蒸發(fā)技術(shù)與設(shè)備是氧化鋁行業(yè)生存與發(fā)展的需要，市場需求量很大。

在此背景下，依據(jù)市場的需求，我公司組織技術(shù)人員攻關(guān)，研制開發(fā)了適應(yīng)氧化鋁生產(chǎn)所需要的七效二段法節(jié)能蒸發(fā)器。該蒸發(fā)器如果在氧化鋁行業(yè)推廣應(yīng)用，按我國氧化鋁產(chǎn)能目前每年5000萬噸算，將每年可節(jié)約2000—3000萬噸蒸汽，按現(xiàn)行價(jià)格計(jì)算節(jié)約資金24~36億人民幣。本項(xiàng)目的推廣應(yīng)用，不僅可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，而且可起到顯著的環(huán)保社會(huì)效益。符合國家鼓勵(lì)支持的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)業(yè)政策。

三、項(xiàng)目的主要技術(shù)特點(diǎn)和創(chuàng)新點(diǎn)

該降膜蒸發(fā)器是采用加熱室和分離室分體布局，二次蒸汽切向螺旋式進(jìn)入分離室，起到兩次汽液分離的作用，分離空間也比一體式蒸發(fā)器大，汽液分離充分。布膜器采用多層篩板結(jié)構(gòu)定位固定使物料均勻分布在管板孔橋上，溢流進(jìn)入列管內(nèi)壁，布膜均勻。加熱室進(jìn)汽處采用膨脹環(huán)，膨脹環(huán)與內(nèi)擋板筒體形成夾套，使汽流環(huán)向均勻分布軸向流入加熱室大大減少汽流對列管的沖擊，同時(shí)膨脹環(huán)能減少溫差應(yīng)力對設(shè)備的破壞。

蒸發(fā)器組采用七效分體式降膜蒸發(fā)器，五級閃蒸器分兩段蒸發(fā)，逆流操作流程。第一段蒸發(fā)由VII效、VI效組成，第二段由V、IV、III、II、I效和五級閃蒸組成。第一段蒸發(fā)物料（蒸發(fā)原液）由VII效進(jìn)，VI效出；第二段蒸發(fā)物料（蒸發(fā)原液）由V效進(jìn)，依次經(jīng)IV、III、II、I效和五級閃蒸出料。兩段蒸發(fā)的出料均進(jìn)蒸發(fā)母液槽混合。

四、項(xiàng)目預(yù)期的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益分析

經(jīng)濟(jì)效益分析：

效益計(jì)算僅就節(jié)約蒸汽一項(xiàng)計(jì)算：

新開發(fā)的新型布膜器、高效閃蒸汽、新型七效二段式蒸發(fā)器的汽耗0.2噸汽/噸水，而六效一體式蒸發(fā)器汽耗最低仍有0.3噸汽/噸水，每蒸發(fā)一噸水可節(jié)汽0.1噸汽，年產(chǎn)100萬噸氧化鋁要用2套240t/h蒸發(fā)器，按投用一套來計(jì)算，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率按90%、每噸蒸汽按130元計(jì)，每年節(jié)約蒸汽的價(jià)值約0.1Χ240Χ8760Χ0.9Χ130=2460萬元。

社會(huì)效益分析：該技術(shù)裝置在氧化鋁廠每投用一套，每小時(shí)可節(jié)汽24噸，相當(dāng)于少投用一臺20t/h的煤粉鍋爐，減少了對周圍環(huán)境粉塵及煙氣的排放，具有顯著的社會(huì)效益。

開發(fā)單位：河南省九冶化工設(shè)備有限公司

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：巨立讓