[发明专利]应用于氧化铝精炼厂的多效蒸发装置及工艺

说明书

本发明公开了一种应用于氧化铝精炼厂的多效蒸发装置，该多效蒸发装置包括闪蒸装置、热压缩机、蒸发效组、进料装置和冷凝装置；蒸发效组包括降膜蒸发器和蒸汽分离器，降膜蒸发器的蒸发器出口与蒸汽分离器的进料入口相连接，冷凝装置包括冷凝器；闪蒸装置的蒸汽出口与热压缩机的蒸汽入口相连接，热压缩机的蒸汽出口与降膜蒸发器的蒸汽入口相连接，蒸汽分离器的蒸汽出口与冷凝器的蒸汽入口相连接；降膜蒸发器的蒸汽冷凝水出口和冷凝装置的冷凝水出口分别与过程冷凝水管路相连。本发明的装置，其能有效利用氧化铝精炼厂的余热，其与可用闪蒸蒸汽余热耦合以取代选定蒸发单元，在中压蒸汽耗量、热性能、泵功耗和总体比资本成本比等方面均有显著优化。

技术领域

本发明属于炼铝设备技术领域，具体涉及一种应用于氧化铝精炼厂的多效蒸发装置及工艺。

背景技术

氧化铝是铝的前体，是地球质量的8％，通常以铝矾土的形式存在。铝是最丰富的金属，是世界第二大生产金属，仅次于钢铁，仅次于钢铁。铝矾土是生产氧化铝是生产氧化铝的基本原料。它含有约30％氢氧化铝形式的氧化铝，澳大利亚是世界领先生产商。2012年，澳大利亚从五个铝矾土矿生产了7940万吨铝矾土，比中国高出了65％，是第二大铝矾土生产国。

氧化铝是通过拜耳工艺生产的，该工艺由卡尔·约瑟夫·拜耳(Karl JosephBayer)在1887年发明并获得专利，在过去一个世纪该工艺并没有太大的变化。2012年中国氧化铝年中国氧化铝产量达到2030万吨，是世界最大的氧化铝生产国。在拜耳工艺中，使用热苛性钠至关重要因为它溶解氧化铝液与未解的废物分离，以进一步处理。在此过程中将粉碎铝矾土在浓缩苛性钠碱溶液中进行高温消解，然后将液体澄清并过滤以去除泥浆和其它不溶性残留物。澄清的液体被冷却并用固体氢氧化铝接种以沉淀。之后废液通过蒸发程浓缩并再循环用于铝矾土消解，这是氧化铝精炼厂中拜耳法的重要环节，既用于产生残留物洗涤过程中的水，又使废液再浓缩以用于铝矾土消解过程。

蒸发过程消耗大量的热能。部分还负责控制整个工厂的水量平衡。因此，其作用可以归结为平衡水和排放杂质。其主要热源是可用的低压蒸汽，与工厂的其他部分相比，它是最耗能过程约占每吨氧化铝能耗的25-30％。氧化铝精炼厂是天然气、煤炭和其他相关燃料的大用户。例如在氧化铝精炼厂是天然气、煤炭和其他相关燃料的大用户。例如在氧化铝精炼厂是天然气、煤炭和其他相关燃料的大用户。例如在2012年澳大利亚，氧化铝精炼厂消耗了221PJ的能源。改良蒸发部分能改良蒸发部分能减少蒸汽消耗，从而节省锅炉的燃料消耗，这将大减少温室气体排放和生产成本。的燃料消耗，这将大减少温室气体排放和生产成本。2012年，澳大利亚每吨氧化铝生产的二碳等值排放量为0.7吨。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中压蒸汽耗量低、热性能高、泵功耗低以及总体比资本成本比低的多效蒸发装置及蒸发工艺。

为了达到上述目的，本发明所采用的方案是：

一种应用于氧化铝精炼厂的多效蒸发装置，其包括闪蒸装置、热压缩机、蒸发效组、进料装置、出料装置和冷凝装置；所述闪蒸装置包括物料入口、物料出口、蒸汽出口和闪蒸室，所述物料入口、物料出口、蒸汽出口分别与闪蒸室相连通，且蒸汽出口设置于闪蒸室上部以使得闪蒸室产生的蒸汽可以经由其排出；所述热压缩机用于对闪蒸室产生的蒸汽进行压缩升温，其具有蒸汽入口和蒸汽出口。

所述蒸发效组包括降膜蒸发器和蒸汽分离器，降膜蒸发器具有蒸汽入口、蒸汽冷凝水出口、进料入口和蒸发器出口，而蒸汽分离器具有进料入口、浓缩液出口和蒸汽出口；降膜蒸发器的蒸发器出口与蒸汽分离器的进料入口相连接；所述冷凝装置包括冷凝器，所述冷凝器具有冷却水入口、冷却水出口、蒸汽入口和冷凝水出口；进料装置包括进料管路，出料装置包括出料管路和过程冷凝水管路。