馬麗芳
(運城市生態(tài)環(huán)境局 山西運城 044100)
某分公司始建于上個世紀五十年代,經(jīng)過多次改擴建,形成了具有氧化鋁、電解鋁、炭素制品、發(fā)電等多種產(chǎn)品。但由于建廠時間早,長時間未得到有效改造,造成工藝落后、設(shè)備陳舊、采用低品位鋁礦石等,曾使氧化鋁生產(chǎn)工藝能耗過高,污染物排放量較大,與國際國內(nèi)先進清潔生產(chǎn)水平的差距十分明顯。
某分公司氧化鋁廠生產(chǎn)工藝是自1964 年起結(jié)合我國鋁土礦性質(zhì)開發(fā)使用的混聯(lián)法,在30 多年生產(chǎn)過程中,經(jīng)過不斷的技術(shù)更新和改造,目前能耗降到29.4GJ/t-AO 以下,較傳統(tǒng)燒結(jié)法降低了20%左右。而且,由于拜耳法系統(tǒng)的赤泥進入燒結(jié)法系統(tǒng)利用,使其中氧化鋁回收率比拜耳法的氧化鋁回收率高出4%左右,在國際上屬領(lǐng)先水平,實現(xiàn)資源利用最大化。氧化鋁回收率高,體現(xiàn)了聯(lián)合法的優(yōu)勢,但能耗仍較其它廠的拜耳法能耗(16.7GJ/t-AO)高出76%。
造成某分公司清潔生產(chǎn)水平較低、工藝能耗高的原因主要有:(1)工藝不是最先進的拜耳法。(2)設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)也相對落后。例如高能耗的氧化鋁壓煮溶出器、自然循環(huán)蒸發(fā)器、種分槽壓縮空氣攪拌系統(tǒng)、氫氧化鋁焙燒回轉(zhuǎn)窯等,在生產(chǎn)中仍占有很大的份量。其能耗占生產(chǎn)成本的40~45%,嚴重阻礙了公司經(jīng)濟效益的進一步提高。氧化鋁單位產(chǎn)品能耗過高,必然使供汽、熟料燒成、氫氧化鋁焙燒等燃料消耗增大、大氣污染物(主要是煙粉塵和SO2)排放量增加。濕法系統(tǒng)赤泥洗滌等系統(tǒng)的低效率和設(shè)備老化等,造成堿耗的增加。
2.1.1 采用當今世界鋁工業(yè)氧化鋁生產(chǎn)中成熟、先進的管道化溶出創(chuàng)新工藝
某分公司消化吸收和創(chuàng)新的德國RA—6 組管道化溶出技術(shù)及設(shè)備,比較適合我國一水硬鋁石的特點,于1998 年11 月投入生產(chǎn)至今,主要指標基本達到設(shè)計要求,成為世界上第一套一水硬鋁石的管道化溶出設(shè)施。而拜耳法系統(tǒng)的核心部分高壓溶出器,屬五十年代的技術(shù)水平,熱利用率低,溶出能耗高,而且采用新蒸汽直接加熱,使礦漿中堿液濃度被沖淡,大大提高了蒸發(fā)汽耗,致使高壓溶出和蒸發(fā)能耗為537kg-標煤/t-AO。因此,采用當今氧化鋁生產(chǎn)中具有世界最先進技術(shù)的二組管道化溶出新工藝,取代現(xiàn)有的Ⅰ~Ⅳ組直接加熱壓煮器。同時對Ⅴ、Ⅵ組未替代的四級自蒸發(fā)改為七級自蒸發(fā),充分利用乏汽,降低新汽消耗。
管道化溶出技術(shù)與直接加熱壓煮器能耗的比較情況見表1。
表1 溶出技術(shù)耗能量比較 單位:kg-標煤/t-AO
2.1.2 采用先進的氫氧化鋁氣態(tài)懸浮焙燒工藝取代回轉(zhuǎn)窯
表中結(jié)果表明,流態(tài)化焙燒爐具有回轉(zhuǎn)窯無法比擬的優(yōu)勢,是回轉(zhuǎn)窯的取代技術(shù)。我國引進的各種流態(tài)化焙燒爐型中,氣態(tài)懸浮焙燒爐的能耗和排污指標均稍好于其它兩種爐。因此,采用一臺1350t/d 氣態(tài)懸浮焙燒爐取代1# 和3# 回轉(zhuǎn)窯,使焙燒能耗由5020GJ/t-AO 降到3010GJ/t-AO,相當于每噸氧化鋁節(jié)省重油50kg,每年將減少重油2.25 萬噸(天然氣2.727 萬m3)。
2.2.1 采用管式降膜蒸發(fā)技術(shù)
種分母液蒸發(fā)是氧化鋁生產(chǎn)的耗能大戶,蒸發(fā)工序蒸發(fā)汽耗占總汽耗的50%左右,占總能耗20%以上。某分公司有外加熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器13 組,強制循環(huán)蒸發(fā)器1 組。除五蒸發(fā)有一組為四效外,其余均是三效蒸發(fā)器。外加熱式自然循環(huán)蒸發(fā)器一般為三效或四效,相當于五、六十年代的技術(shù)水平,產(chǎn)能低(1110m2蒸發(fā)器蒸水能力僅60t/h 左右)、汽耗高(0.5~0.6t-汽/t-水,約5t-汽/t-AO)、結(jié)垢速度快、清理周期短、運轉(zhuǎn)率低(約70%)。因此,采用一組蒸水量150t/h 的五效管式降膜蒸發(fā)器,徹底改造了三效自然循環(huán)蒸發(fā)器。
2.2.2 種分槽采用低耗的機械攪拌技術(shù)
種分槽是氧化鋁生產(chǎn)中不可取代的大型專用設(shè)備,攪拌裝置是種分槽的運行和耗能中心。原使用的壓縮空氣攪拌是五十年代的落后技術(shù),它能耗高、安全性差且槽體易結(jié)疤。在攪拌技術(shù)方面處于領(lǐng)先水平的是德國依卡托公司和法國羅賓公司的機械攪拌技術(shù)。壓縮空氣攪拌與機械攪拌相比有明顯不足之處。
總之,某分公司氧化鋁生產(chǎn)從原燃材料、生產(chǎn)過程到產(chǎn)品等全過程的清潔生產(chǎn)改造,不僅使清潔生產(chǎn)水平得到大幅度提高,而且取得了較好的經(jīng)濟效益和良好的發(fā)展空間,對其它氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)有較好的借鑒意義。