[发明专利]一种用于氧化铝冶炼的换热系统及换热工艺

说明书

一种用于氧化铝冶炼的换热系统，包括精液管线(1)、母液管线(2)及换热器(3)，精液管线分别为第一、第二、第三精液管线；换热器(3)为具有一个壳程和至少两个管程的缠绕管式换热器，其壳程入口接管(31)与母液管线相连，壳程出口接管(32)连接下游设备；第一管程入口接管(33)与第一精液管线(11)相连；第一管程出口接管(34)通过中间管线(5)连接至一段分解槽(6)，第三精液管线(13)与中间管线(5)相连；第二管程入口接管(35)与第二精液管线(12)相连，第二管程出口接管(36)连接至二段分解槽(8)。本发明还公开了换热工艺。与现有技术相比本发明仅需一台换热器即可实现精液与母液分级换热。

技术领域

本发明属于氧化铝冶炼技术领域，具体涉及一种用于氧化铝冶炼的换热系统及换热工艺。

背景技术

现有氧化铝的生产的工艺主要有拜耳法、烧结法及拜耳-烧结联合法。拜耳法主要是采用NaOH水溶液溶出铝土矿，然后直接进行稀释脱硅种分得到氢氧化铝的工艺。拜耳法氧化铝晶种分解生产过程中100℃左右的精液通过精液泵输送到精液热交换器，与来自母液槽中的母液进行换热，使精液分级换热到75℃左右和65℃左右，换热过程中可同时加热母液，提高母液在进入蒸发车间时的温度。

现有的精液热交换器普遍采用可拆卸的板式换热器，如专利号为ZL201921430557.3的中国实用新型专利《精液降温板式换热系统》(授权公告号为CN210689365U)公开的换热系统包括有一号板式换热器、二号板式换热器和三号板式换热器，从叶滤机出来的精液作为热源依次经过一号板式换热器、二号板式换热器和三号板式换热器后进入精种槽构成精液管路，从立盘过滤机出来的母液依次经过二号板式换热器和一号板式换热器进入原液槽构成母液管路，三号板式换热器的冷介质入口和冷介质出口分别与冷却回路的出水管和回水管连接。

又如专利号为ZL200610046069.3的中国发明专利《两段分解生产砂状氧化铝的热交换工艺》(授权公告号为CN100381359C)公开的工艺为：立盘过滤机的溢流种分母液先经宽流道板式换热器与一段分解浆液换热，经过一次换热的种分母液去板式换热器与精液进行二次换热。

现有的换热系统及工艺在一定程度上能提高换热效率，但同时存在如下问题：1、采用的板式换热器的数量较多，为两台及两台以上。2、精液中的氧化硅等物质随温度变化其溶解度降低，进而容易在板片等设备上结疤，导致换热效率变差，压降变高直至设备无法运行；为克服结疤的缺陷，实际使用时，在运行一段时间后将冷热介质互换进行生产，以便减少阻垢影响的传热系数，进而增加使用周期，且每运行7～10天需用高浓度的氢氧化钠进行化学清洗；同时随着运行时间的增加，化学清洗后还要拆开板片，然后用钢刷刷洗板片，拆洗容易导致换热器出现泄漏的风险。3、精液和母液中含有大量的苛性碱且氯离子浓度高，有较强的腐蚀性。4、当换热器刚开始运行时，精液流量低，板式换热器更容易结垢。若能解决上述技术问题，则对氧化铝冶炼工艺的进展具有积极的意义。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种仅需一台换热器即可实现精液与母液分级换热的用于氧化铝冶炼的换热系统。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种能降低换热器泄漏风险的用于氧化铝冶炼的换热系统。

本发明所要解决的第三技术问题是针对现有技术的现状，提供一种应用上述换热系统进行精液与母液换热的换热工艺。

本发明所要解决的第四个技术问题是提供一种能降低设备结垢风险，进而提高设备运行周期的换热工艺。

本发明解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种用于氧化铝冶炼的换热系统，包括用于输送精液的精液管线、用于输送母液的母液管线及用于对精液与母液进行换热的换热器，其特征在于：

所述精液管线分为至少三股，分别为用于输送第一股精液的第一精液管线，用于输送第二股精液的第二精液管线，用于输送第三股精液的第三精液管线；