如何控制溶出闪蒸带料
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如何控制溶出闪蒸带料
作者：李智
来源：《科技传播》2013年第15期
摘要溶出是氧化铝生产的重要工序，而闪蒸技术又是溶出工序里的关键环节，闪蒸技术控制不好，会带来闪蒸系统带料、冷凝水管道堵塞或磨损、热效率低，蒸汽消耗量大、碱耗增加，严重的还会造成停车等后果。
所以，控制好溶出闪蒸系统，防止带料是氧化铝稳定生产的重要保障。
如何控制好闪蒸系统，也是各大氧化铝厂长期摸索的技术之一。
本文通过对闪蒸控制技术的分析，提出了有效控制闪蒸运行的闪蒸控制技术，通过实践，实现了对闪蒸的有效控制，满足了生的要求，对相关生产厂家具有指导意义。
关键词溶出；闪蒸；带料；控制技术
中图分类号TQ13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）96-0120-02
我国目前氧化铝厂大多采用的是法国彼施涅铝业公司的十级闪蒸十级预热的带机械搅拌的压煮器蒸汽间接加热强化溶出技术；此技术的应用可以大幅度地降低氧化铝生产的能耗，提高热利用率，强化生产，提高经济效益；其工艺特点是原矿浆先由六级单管预热器及四级预热压煮器预热，然后用6.0Mpa新蒸汽加热，直至溶出温度进行充分的保温停留溶出；溶出后的矿浆经十级闪蒸槽降温降压，闪蒸出来的二次蒸汽送入对应的预热器去预热矿浆，闪蒸后的矿浆用一次洗液稀释送沉降。
在溶出工序汽、热转换平衡中闪蒸系统的控制起着关键作用，同时也是溶出操作的重点及难点。
1什么是闪蒸带料
闪蒸是溶出生产过程中料浆降温降压的一个环节，矿浆经过溶出二次汽的十级预热以及高压新蒸汽的加热后温度达到260度，压力达到40Bar。
此时已经完成了反应过程，但是如此高的温度和压力条件下的料浆根本无法出料，必须经过降温降压使料浆温度和压力降低才能出料，这就是闪蒸的作用所在，闪蒸系统通过十级闪蒸使料浆温度和压力降至140度和1Bar，同时闪蒸产生的二次蒸汽去预热料浆，达到废气的回收利用，降低生产能耗。
然而，由于溶出及闪蒸技术控制不好，常常会在闪蒸出的二次汽中带有大量的料浆，带有大量的料浆的二次汽进入单套管及压煮器的蒸汽管道和冷凝水管道中造成溶出预热段的汽水系统堵塞、管道磨损，同时伴随大量氧化铝和碱的损失。
2造成闪蒸带料的主要原因
2.1 闪蒸的孔板尺寸不合适
影响闪蒸运行的首要因素是闪蒸槽孔板尺寸，溶出机组的进料量由首级闪蒸槽孔板的选定来决定；各级闪蒸槽的压力由孔板压损决定着，各级闪蒸槽孔板的匹配又由闪蒸槽运行的好坏
所决定；因此，若孔板尺寸过大，就失去了降温降压的作用，同时会引起闪蒸过料管的磨损；若孔板尺寸过小，就会造成闪蒸槽内料浆不畅，闪蒸槽液位高而引起闪蒸带料。
2.2 压煮器出料温度及压力
压煮器出料温度及压力直接影响着闪蒸控制。
首级闪蒸压力低往往是由压煮器出料温度、压力低造成的，而首级闪蒸工作压力低就会引起首级闪蒸液位高，造成闪蒸带料，影响整个闪蒸系统的运行，从而影响压煮器预热温度的提高，造成新蒸汽消耗的增加；首级闪蒸压力过高往往是由压煮器出料温度、压力过高造成的，一则闪蒸槽低液位运行，闪蒸过料管出现汽夹料现象，造成闪蒸过料管磨损，缩短了设备的运行周期；再则造成闪蒸二次汽串汽，热量后移，后面的闪蒸超压运行，制约了闪蒸系统的安全运行及增大了能源损失。
2.3 预热压煮器加热管束结疤，预热段汽、水流程不通畅
预热压煮器加热管束的结疤是决定预热压煮器加热管束换热效果好坏的关键，即决定闪蒸产生的二次蒸汽能否充分利用的关键。
加热管束结疤少，则换热效果佳，闪蒸产生的二次蒸汽能充分利用，闪蒸系统液位、压力分布合理，闪蒸控制就会良好；加热管束结疤严重，则换热效果差，闪蒸产生的二次蒸汽不能充分利用，一方面，造成闪蒸压力高、闪蒸液位低，闪蒸过料管出现汽夹料现象，磨损闪蒸过料管；另一方面，造成闪蒸二次汽串汽及闪蒸量后移，后面的闪蒸槽工作温度、压力高，甚至超压运行，造成能源的损失及影响设备的安全运行。
预热段汽水系统不畅是影响闪蒸控制的又一主要因素，如果预热段汽水系统不畅。
一方面，闪蒸生产的二次蒸汽无法充分利用，闪蒸工作压力高。
液位低、闪蒸过料管出现磨损；另一方面，二次蒸汽冷凝水出水不畅，造成加热管束换热面积减少，降低换热效果，另外，冷凝水通过其它管道进入下一级闪蒸，造成矿浆的冲淡，增加下一级闪蒸的料浆流，从而引起下一级闪蒸的带料。
3如何避免闪蒸带料
1）科学选择闪蒸孔板尺寸在溶出机组投入运行前，必须根据所需进料量，按伯努利方程：
pgZ+P1+1/2pV12=P2 +1/2pV22+∑H失
∑H失=1/2§总pV22
V2=Q/（900‖D2）
根据现场的生产数据认真的计算和匹配好孔板的尺寸；
2）合理的控制好压煮器的出料温度和压力，为闪蒸控制创造良好的操作条件。
按照山西兆丰氧化铝溶出车间多年来的控制经验，此出料温度和压力一般控制在240度以上和38Bar以上。
3）制定合理的清理周期及清理方法，以减少因加热管束结疤而造成闪蒸的控制困难，和因预热段汽、水流程不通畅造成的闪蒸系统的紊乱。
4 如果出现闪蒸带料如何控制
1）通过提高料浆温度来控制闪蒸带料，加大新蒸汽通入量。
待料浆温度提高后，适当调节预热段的汽水阀，使温度前移，使整个溶出系统达到自平衡；
2）通过控制闪蒸槽液位来控制闪蒸带料，如果闪蒸槽某一级液位过高并且带料，则可以通过阀门的调节使其内部压力增加从而降低其液位的方法控制其带料。
其具体方法是将其二次汽电动调节阀关小，将其对应的冷凝水罐出口旁通关小，将其对应的冷凝水罐进上一级压煮器的二次汽阀门关小。
5 结论
闪蒸系统的运行是一个动态的平衡过程，完善而合理的孔板匹配是闪蒸良好运行的保证，对闪蒸槽的调节变动会导致其相邻的闪蒸槽操作条件一旦改变，需要一系列的重新调节，所以，调节过程要十分谨慎，根据现场的变化而进行连续调节，本文只是提供一种方法指导，实际操作将会更复杂、繁琐。
参考文献
[1]杨重愚.氧化铝生产工艺学[M].北京：冶金工业出版社，1993.
[2]毕诗文.铝土矿的拜耳法溶出[M].北京：冶金工业出版社，1996.
[3]兆丰铝业公司溶出操作规程.。
