专利名称：浓缩拜耳法溶液的方法
技术领域：
本发明涉及一种浓縮拜耳法溶液的方法。具体而言，本发明涉及利用从 废弃的拜耳法气体中回收的热量来浓縮拜耳法溶液的方法。
背景技术：
拜耳法广泛用于从含铝的矿石(例如铝土矿)中生产氧化铝。该方法包 括，在通常被称作溶出的工艺中，在高温下将含氧化铝的矿石与再生的苛性 铝酸盐溶液接触。在有些情况下，铝土矿会伴有大量的有机材料，其中一部 分造成在生成的溶液中存在一定的有机化合物。
在溶液冷却之后，加入氢氧化铝作为晶种以诱使更多的氢氧化铝的从其 中沉淀出来。从苛性铝酸盐溶液中分离出沉淀的氢氧化铝，其中一部分氢氧 化铝作为晶种重复利用，而其余部分作为产物被回收。剩下的苛性铝酸盐溶 液被再循环用于含铝矿石的进一步溶出。
然后，在公知的煅烧工艺中，加热回收的氢氧化铝来生产氧化铝。当氢 氧化铝根据下列反应产生氧化铝时，煅烧反应的副产物是水
2A1(0H)3—A1203+3H20
商业上，不同类型的煅烧炉设计使用不同类型的燃料(例如油、气、煤) 和运行条件例如过量空气。因此，可产生一定范围的煅烧炉废气温度和组合 物；据估计，按重量百分数计，煅烧出来的气体("煅烧炉废气")中近35% -50%是水，其它成分包括二氧化碳和挥发性有机碳化合物。此外，煅烧炉废 气可含有夹带的氧化铝微粒。
大量的热量通过煅烧炉废气从拜耳法中损耗。据估计，当废气中的水蒸 气凝结时，所释放的可用热量大多是低位的显热或潜热。但是，后者只能在 大气条件下以低于10(TC、通常是80-83"C的露点回收作为低位热量。不过， 尽管数量可观，但通常认为低位热量在拜耳法的应用有限。
上述对本发明背景技术的介绍是为了便于理解本发明。但是，应当理解，该介绍并非承认和认可所述任何材料为本申请优选权日时在澳大利亚地区的 公知常识
发明内容
概要
整个说明书中，除非上下文另有需要，措词"都包括"或其变形"包括" 或"包括了"将被理解为指代包括所指出的整体或整体集而不排除任何其它整 体或整体集。
在本说明书的上下文中，术语"脱湿"应理解为包括已经去除了全部或 部分水蒸气的气流。
本文选用的其它术语的含义可在本发明的说明书和全文中找到。除非另 有定义，本文所用的全部其它科学和技术术语都与本发明所属领域熟练技术 人员通常所理解的含义相同。
本领域技术人员将理解，除了本文特别介绍的内容，本发明可以有变化 和修改。应当理解，本发明包括所有这些变化和修改。本发明还包括所有在 说明书中单独地或共同地提及或指出的所有步骤、特征、组合物和化合物， 以及步骤或特征的任一个和所有的组合或任两个或更多个。
本发明并不局限于本文所述的具体实施方式
的范围，它们仅仅是用于举 例说明的目的。功能等效的产物、组合物和方法都明确包括在本发明所述的 范围内。
本文所述发明可包括一个或多个数值范围。应理解，数值范围包括了该 范围内的所有数值，包括限定范围的边界值，和邻近该范围导致相同或基本 相同的结果的数值，这些数值紧邻限定数值范围的边界值。
本文所引用的全部出版物(包括专利、专利申请、期刊文章、实验手册、 书籍或其它文献)都再次通过引用作为参考。包括并不构成做出了这样的许 可，即任何参考都构成了现有技术或本发明相关领域技术人员的公知常识的 一部分。
具体内容
根据本发明，提供一种用于浓縮拜耳法废液的方法，该方法包括步骤-
从拜耳法煅烧炉废气中回收热量；将至少一部分回收的热量施用于拜耳法废液；以及 从拜耳法废液中蒸发水分，从而浓縮拜耳法废液。
如前述背景技术部分所述，尽管大量热量通过煅烧炉废气从拜耳法工艺 中损耗，但是这些热量仅能作为低位热量回收，通常认为其在拜耳法中应用 有限。但是，已经发现这种热量可用于促进蒸发拜耳法废液中的水分。拜耳 法需要精确控制大量成分的浓度和比例，且经常需要去除工艺中的水分以浓 縮液体。
本领域技术人员可以理解，拜耳法废液是已经进行了拜耳法的沉淀阶段 但尚未被循环回溶出阶段的液体。
优选地，从拜耳法煅烧炉废气中回收热量的步骤具体包括将拜耳法废液 接触流体的步骤，从而加热所述流体。
优选地，将至少一部分回收的热量施用于拜耳法废液的步骤具体包括将 拜耳废液接触加热的流体，从而将热施用于拜耳废液并冷却该流体。
因此，在一个优选实施方式中，该方法包括步骤
通过将拜耳法煅烧炉废气与流体接触，从拜耳法煅烧炉废气中回收热 量，从而加热流体；
通过将拜耳法废液与加热的流体接触，将至少一部分回收的热量施用于 拜耳法废液，从而将热施用于拜耳法废液并冷却该流体；以及
从拜耳法废液中蒸发水分，从而浓縮拜耳法废液。
在本发明高度优选的实施方式中，该方法包括步骤
将拜耳法煅烧炉废气与冷却的流体接触，从而从拜耳法煅烧炉废气中回 收热量，并加热流体；
通过将更多的拜耳法废液与加热的流体接触，将至少一部分回收的热量 施用于更多的拜耳法废液，从而将热施用于更多的拜耳法废液并冷却该流体； 以及
从该更多的拜耳法废液中蒸发水分，从而浓縮该更多的拜耳法废液。 在优选的实施方式中，可重复本发明的步骤以提供循环和/或连续的工艺。
在本发明的优选方式中，流体是液体。在本发明高度优选方式中，液体 是水或基本上是水。优选地，当流体是液体时，将煅烧炉废气与液体接触的步骤包括直接将
煅烧炉废气与液体接触。在本发明高度优选的方式中，煅烧炉废气在气-液接
触器内直接与液体接触。
煅烧炉废气与液体直接接触除了热量回收外还提供其它多种优点。 如上所述，煅烧炉废气可含有挥发性有机碳化合物，而其向大气释放在
环境上是高度不期望的。将这种化合物溶解在流体中，则会减少通过煅烧炉
废气排放它们。相当范围的有机碳化合物都溶于水。因此，当流体是水时，
通过煅烧炉废气排放的有机碳化合物将显著减少。
如上所述，煅烧炉废气可含有夹带的氧化铝微粒，而其向大气释放在环
境上也是高度不期望的。煅烧炉废气与流体直接接触使得至少一部分氧化铝
微粒留在流体中，从而减少其排放量。
优选地，将煅烧炉废气与流体接触从而加热所述流体包括步骤 将含有水蒸汽的热煅烧炉废气与冷却的流体接触，从而将煅烧炉废气冷
却到至少一部分水蒸气凝结成液态水的程度，从而生产基本冷却的脱湿煅烧
炉废气和温水。
废气基本脱湿带来另一优点。水基本上作用于煅烧炉废气烟羽的可见 度。而从环境角度将不期望有可见的烟羽。通过本发明的方法的废气脱湿意 味着，无论在何种给定温度下，废气烟羽中的可见成分都会减少。此外，本 发明的方法允许回收其它损耗在大气中的水分。
在本发明的一个方式中，该方法还包括步骤
加热冷却的脱湿废气，以提高其浮力来促进分散。
优选地，加热冷却的脱湿废气以提高其浮力来促进分散的步骤，包括通 过与热源直接或间接接触来加热冷却的脱湿废气。
本领域技术人员将理解，可使用拜耳法管路中的多种热源来加热冷却的 脱湿废气。在本发明的一个方式中，热可源自拜耳法煅烧管路中的氧化铝冷 却器。在本发明的一个替代方式中，热可源自低压车间蒸汽。在本发明的另 一替代方式中，热可源自燃料燃烧器。
应当认为可提供一个以上的装置向冷却的脱湿废气施加热。这些向冷却 的脱湿废气施加热的多个装置是串连或平行设置的。
在本发明的一个方式中，在将热的煅烧炉废气与冷却的流体接触之前，该方法包括步骤
使热的煅烧炉废气冷却的脱湿煅烧炉废气接触，从而加热冷却的脱湿煅 烧炉废气。
已经发现，在冷却的脱湿废气排放到大气之前将其加热，有助提高废气
的浮力并促使废气烟羽适当地分散。
因此，根据本发明高度优选的实施方式，该方法包括步骤 通过将含有水蒸汽的热煅烧炉废气直接接触冷水，从拜耳法煅烧炉废气
中回收热量，从而将煅烧炉废气冷却到至少一部分水蒸气凝结成液态水的程
度，从而产生冷却的基本脱湿的煅烧炉废气和温水；
通过将温水直接接触拜耳法废液，将至少一部分回收的热量施用于拜耳
废液，从而加热拜耳法溶液并冷却所述水；
从拜耳法废液中蒸发水，从而浓縮拜耳法废液； 将至少一部分冷却的水再次接触含有水分的热煅烧炉废气；以及 将冷却的脱湿煅烧炉废气与热源接触，从而加热所述冷却的脱湿煅烧炉废气。
优选地，通过将煅烧炉废气与流体接触从拜耳法煅烧炉废气中回收热量 从而加热所述流体的步骤包括
在大气压或接近大气压下使煅烧炉废气接触流体的步骤。 在本发明的上下文中，术语"接近大气压"应理解指为使得容器不需要 验证为压力容器的压力。
在优选的实施方式中，重复该方法的步骤以提供连续的工艺。 将煅烧炉废气直接接触流体的步骤可由本领域技术人员已知的任一种 气-液接触器装置来实现。例如盘式塔、结构填料塔、随机填料塔、流化填料 塔、喷雾塔和阶塔式气-液接触器都适合用于本发明的方法。用于实现本发明 所述方法的理想气-液接触器装置包括设计成提高气-液接触的传热率和传质 率的装置。所述装置可包括固定填料式、流化填料式，并使用托盘和挡板。 一些合适的填料，例如聚丙烯填料，可能是热敏性的，因此在将其引入含有 这种填料的任何装置之前，可能必须降低热煅烧炉废气的温度。
实现本发明所述方法的便利途径是，在将热煅烧炉废气引入任何接触容 器之前，将热煅烧炉废气直接接触一部分流体。在发明的优选方式中，热煅烧炉废气在进入任何接触容器之前直接接触一部分热流体。
优选地，将拜耳法废液接触热流体从而将热施用于拜耳法溶液的步骤具
体包括将拜耳法废液间接接触热流体，从而向拜耳法溶液施加热。
允许拜耳法废液通过间接接触热流体而被加热的装置是本领域技术人
员已知的，且包括垂直管降膜、水平管降膜、垂直升膜、釜式锅炉或加压式 煅烧装置。在本发明的一个方式中，将拜耳法废液间接接触热流体从而加热
拜耳法废液的步骤使用具有壳侧(shell-side)和管侧(tube-side)的降膜蒸发
器，该方法包括步骤
将热流体引入降膜蒸发器的壳侧； 将拜耳废液弓I入降膜蒸发器的管侧； 从而加热拜耳法废液，并冷却所述流体。
应当理解，可以提供一种以上的装置对拜耳法废液进行加热。对拜耳法 废液进行加热的多个装置可设置成串连或平行。
在本发明的一个方式中，该方法还包括步骤
进一步加热所述热流体。可利用获自拜耳法管路内的热源或者获自例如发电站或其它工业设备 的外部热源对流体进一步加热。本领域技术人员能理解，可利用拜耳法管路 中的多种热源。在本发明的一个方式中，热可源自拜耳法煅烧管路中的氧化 铝冷却器。在本发明的替代方式中，热可源自低压车间蒸汽。
在本发明的一个方式中，该方法还包括步骤
在从拜耳法煅烧炉废气中回收热量之前，增加煅烧炉废气中的水蒸汽含量。
优选地，在从拜耳法煅烧炉废气中回收热量之前增加煅烧炉废气中的水 蒸汽含量的步骤包括
将至少一部分煅烧炉废气输送到分离器，以提供脱湿气流和富含蒸汽的 气流。
下面将结合附图和具体实施方式
介绍本发明，其中 图1是示出根据本发明的方法的流程示意图；图2是示出根据本发明第一实施方式的方法的流程示意图； 图3是示出根据本发明第二实施方式的方法的流程示意图； 图4是示出根据本发明第三实施方式的方法的流程示意图； '图5是示出根据本发明第四实施方式的方法的流程示意图6是示出根据本发明第五实施方式的方法的流程示意图；以及 图7是示出根据本发明第六实施方式的方法的流程示意图。
具体实施例
本领域技术人员应当理解，本文所述本发明的内容可以变化和修改， 而不局限于所介绍的特定内容。应当理解，本发明包括所有这种变化和修改。 本发明还包括所有在说明书中单独地或共同地提及或指出的所有步骤、特征、 组合物和化合物，以及步骤或特征的任一个和所有的组合或任两个或更多个。 在图1中，提供示出如何使用根据本发明方法的常规流程图。
根据本发明，将湿的煅烧炉废气12供料给气-液接触器14，其在那里直 接接触冷却水流16。将从温湿废气12中回收的潜热传递给冷却水流16，从 而将冷却水流16加热，温湿废气12的至少一部分水蒸气凝结成液态水，因 而产生冷却的基本脱湿的废气18和温的水流20。
气-液接触器14被设计来增加气-液接触的传热率和传质率，并利用冷却 水流16和温湿煅烧炉废气12工作。由于增加气-液接触的传热率和传质率的 装置22可能是热敏性的，它可能必须在将温湿煅烧炉废气12供料给气-液接 触器14之前将其冷却。
大部分的温水流20从气-液接触器14排出，并经由水泵26传给降膜蒸 发器24。
提供包括壳体部分(未示出)和管道部分(未示出)的降膜蒸发器24 来浓縮拜耳法废液28。进入降膜蒸发器24壳体部分的温水流20作为热源用 于间接加热，因此拜耳法废液28的水蒸气通中蒸发水。浓縮的拜耳法废液 30从降膜蒸发器28中排出。在离开降膜蒸发器24之后，温水流20再次循 环用作冷却水循环流32。
在离开降膜蒸发器24之后，部分循环冷却水流32循环回冷却水流16， 而剩余的循环冷却水流32部分34被收集。加热所供料的拜耳法废液28，并将产生的蒸汽36输送到冷凝器38。
一部分浓縮拜耳法废液30回到液体管路40，而浓縮拜耳法废液30的第 二部分42循环回去，并在进入降膜蒸发器24之前与拜耳法废液28混合。
认为除了向必要的供应商提供各种参数例如流速、流体类型和温度以外， 可通过熟练技工来完成用于构建实施本发明所用的工厂所需的多种装置的安 装，而仅需少量投资。为了构件实施本发明所必须的组件，需要由合适的设 备生产商提供特定的工艺数据。申请人之一在澳大利亚西部炼油厂的煅烧炉 内燃烧天然气的工艺数据的一个实例提供如下。
废气流约是氮110t/hr、氧6t/hr、 二氧化碳20t/hr、水90 t/hr，总计 226 t/hr。
在大气压下，温度165'C，露点83。C。
用水淬火所述废气，以便在气体进入塔之前将其冷却至其露点。 进入塔的水
62°C，流速约2200kL/hr。
塔的所需性能
排出废气露点64i:，排出水温度8rc。 蒸发器的设计需要待处理的拜耳法废液的物性的信息，包括溶液组成、 密度、粘度、热容、导热性、蒸汽压力。
认为上述信息足以使厂商设计出合适的塔，例如填料塔(澳大利亚Rhine RhurPty有限公司，塔直径、填料类型、填料高度和压降)、盘式塔(澳大利 亚Lisbon Engineering Pty有限公司，塔直径、盘数量、盘的设计、塔高度和 压降)、和流化涡轮塔(英国Fluid Technologies有限公司，塔直径、涡轮 类型、静态和流化填料高度和压降)。
任何本领域技术人员都可通过设计手册或技术文献，或任何蒸发装置厂 商(法国的GEAKestner、瑞士温特图尔市的Bertrams Salt Plants)提供的任 何标准的热交换器设计所述传热装置(降膜蒸发器和蒸汽冷却器)。
通过结合基于化学工程基本原理和存在于拜耳装置操作中的内部模型、 拜耳法性能的昂贵数据库和热力学数据、拜耳法工作经验和基于ASPEN P1US 、 ASPEN技术公司软件过程模拟和现有技术中物理性能预装元件的软 件流程图模型，包括拜耳法的性能和基于其自身的装置操作，可设计、评价和改进本发明的实施方式。
应当理解，下述与流速和温度有关的数值是所使用的模型和实施方式所 特有的，并且受输入模型的参数的影响。例如，废气组成和温度将影响下游 的温度和流速。
应当理解，使用本发明方法的位置，特别是通向合适的散热器(例如为 冷却工艺提供水)的位置，可以影响该方法的许多步骤。
在图2中，示出根据本发明第一实方式来浓縮拜耳法废液的方法。图l
和图2的方法基本相似，且相同的附图标记代表相同的步骤和特征。可以想
到，该实施方式将用于提供有合适的散热器例如大型冷却水供应的地方。
在本实施方式中，煅烧炉废气12通过直接接触通常约50-150kL/hr的水 喷雾50而淬火，以便在喂入气-液接触器14之前冷却温湿的煅烧炉废气12。
通过气体加热器52加热从气-液接触器14排出的冷却脱湿废气18，以 提升其浮力。气体加热器52可通过例如直接燃烧废气流18中的少量天然气 和空气，或通过用水流、热气或热水热交换器来间接加热(需要约10GJ/hr 的热量)来工作。
从气-液接触器14排出的温水流约83"C，并被泵入降膜蒸发器24，在那 里拜耳法废液供料28产生的水蒸气36约70t/hr，以及在水冷式冷凝器54内 收集。
在图3中，示出根据本发明第二实施方式来浓縮拜耳法废液的方法。图 1、 2和3的方法基本相似，相同的附图标记代表相同的步骤和特征。
本实施方式被设计用于在需要增加废气的水回收或不能获得用于工艺冷 却的足够的水供应的地点来实施。该实施方式还介绍了使用氧化铝来冷却来 自煅烧炉的热量的实例。
在该实施例中，从气-液接触器14排出的温水流20在传递到两个降膜蒸 发器24的第一个62之前，由来自煅烧炉的废热60加热到约84"C。在煅烧 炉内冷却氧化铝的过程中获得废热60。应当理解，可从拜耳管路的其它来源 64或别处获得所述热量。
提供两个串连工作的降膜蒸发器62, 66，第一阶段62比第二阶段66的 工作温度约高l(TC。第一阶段62的冷凝闪蒸蒸汽68以合适的温度(通常高 于约60°C)，用翅扇式空气冷却器70间接冷凝，减少用于工艺冷却的水消耗，因此提高水的净回收量。第二降膜蒸发器66的冷凝闪蒸蒸汽72在水冷式冷 凝器74内冷凝(通常低于6(TC)。
进入第一降膜蒸发器62壳体部分的热水流61作为热源间接加热并从而 蒸发作为液体膜通过管道部分进入的拜耳法废液28的水分。浓縮的拜耳法废 液76离开第一降膜蒸发器62，并进入第二降膜蒸发器66的管道部分。
热水流61在离开第一降膜蒸发器62之后，进入第二降膜蒸发器66的壳 体部分78，并作为热源间接加热和蒸发浓縮拜耳法废液76的水分。
浓縮的拜耳法废液80离开第二降膜蒸发器66。
一部分再循环冷却水流82在离开第二降膜蒸发器66之后，循环回冷却 水流16，同时再循环冷却水流82的剩余部分34被收集。
在图4中，示出根据本发明第三实施方式来浓縮拜耳法废液的方法。图 1、 2、 3和4的方法基本相似，相同的附图标记代表相同的步骤和特征。
该实施方式被设计用于在需要增加蒸发量和进一步减少蒸发所需的车间 蒸汽的地方实施。该实施方式还介绍了使用氧化铝来冷却来自煅烧炉的热量 的实例。
第三实施方式与第二实施方式不同之处在于用机械式蒸汽再压縮器90 代替翅扇式空气冷却器70，以提高进入第二降膜蒸发器66的热量。
在图5中，示出根据本发明第四实施方式来浓縮拜耳法废液的方法。图 1、 2、 3、 4和5的方法基本相似，相同的附图标记代表相同的步骤和特征。
在该实施方式中，废气12的一部分100流经气体分离器102，至少剥离 一部分水蒸汽，并提供水蒸气的渗透流104和脱水气的渗余流106。渗透流 104与旁通气体分离器102的气流部分107组合，以提供气流具有水蒸气增 多的气流108，从而提高了露点。提高了离开气-液接触器104的水流20的 温度。
本领域技术人员可以理解，此处所述的实施方式，除了特别说明以外， 可以有变化和修改。
在该实施方式的一个实例中，165'C下，热湿的煅烧炉废气100以141t/hr 的流速进入隔膜气体分离器102，包括例如杜邦Nafion分离器，产生54.5t/hr 的水蒸气渗透流104，和86.5t/hr及16(TC的脱水气的渗余流106。水蒸气的 渗透流104结合热湿煅烧炉废气流107以约61t/hr的流速提供气流108，其中水蒸气含量约69%。在约106kPa下加料气-液接触器14之前，组合气流 108通过直接接触通常约50Kl/hr的喷雾50而淬火。温水流20在约88。C下 离开气-液接触器14，并进入降膜蒸发器24，在约2303t/hr的废液供料28中 产生约77t/hr的蒸发气流36。
离开气-液接触器的冷却脱湿废气18结合脱水气的渗余流106产生 129t/hr的废气排气113，其露点约50。C，温度约129°C，足以能够分散。
在图6中，示出根据本发明第五实施方式来浓縮拜耳法废液的方法。图 1、 2、 3、 4、 5和6的方法基本相似，相同的附图标记代表相同的步骤和特 征。
第五实施方式与第四实施方式不同之处在于经过降膜蒸发器34之前，用 煅烧炉的废热60加热从气-液接触器14排出的温水流20。
该实施方式的一个实例是，使用氧化铝冷却器60的热量将离开气-液接 触器14的温水流20的温度提高至90.5°C，进入降膜蒸发器24的温水流61 产生多于80t/hr的蒸发气流36。
在图7中，示出根据本发明第六实施方式来浓缩拜耳法废液的方法。图 1、 2、 3、 4、 5、 6和7的方法基本相似，相同的附图标记代表相同的步骤和 特征。
通常约165"C且大气压下流速约202t/hr的热湿煅烧炉废气12进入气-气 热交换器110，在那里它间接接触冷却的脱湿废气18。可以想到，在约64°C， 将流速约为139t/hr的冷却脱湿废气加料气-气热交换器110。
在气-气热交换器110内，从热湿煅烧炉废气12中回收一部分显热，从 而将热湿煅烧炉废气12冷却，约125'C形成温湿煅烧炉废气112流。
冷却的脱湿废气18在从热湿煅烧炉废气12获取显热后，加热至约135 °C，然后作为热湿煅烧炉废气114流以139t/hr释放到大气。
将热湿煅烧炉废气12与冷却脱湿的废气18接触，从而将冷却脱湿的废 气18加热，基本上提高了其浮力，当废气烟羽释放到大气时能够适当分散它。
以202t/hr的流速离开气-气热交换器110后的温湿煅烧炉废气112，在加 料给气-液接触器14之前，通过直接接触通常约100kL/hr的喷雾50而淬火， 在接触器14处它以约1800t/hr的加料速度和约62'C的温度直接接触冷却水 流16。从温湿煅烧炉废气112回收的潜热传递给冷却水流16，从而加热冷却水流16至使至少一部分温湿煅烧炉废气112的水蒸气凝结呈液态水的程度，
从而产生冷却的脱湿废气18和温水流20。
大量温水流20以约1864t/hr的流速离开气-液接触器14，并通过水泵26 进入降膜蒸发器24。
温水流20进入降膜蒸发器24的壳体部分，流速约1864t/hr，并且浓縮 的拜耳法废液30从降膜蒸发器24中排出。在离开降膜蒸发器24之后，温水 流再次循环用作冷却水循环流32。
权利要求
1、一种浓缩拜耳法废液的方法，该方法包括步骤从拜耳法煅烧炉废气中回收热量；将至少一部分回收的热量施用于拜耳法废液；以及从拜耳法废液中蒸发水分，从而浓缩拜耳法废液。
2、 根据权利要求1所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中，从拜耳法煅烧 炉废气中回收热量的步骤包括将拜耳法煅烧炉废气与流体接触，从而加热流 体。
3、 根据权利要求1或2所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中，将至少一 部分回收的热量施用于拜耳法废液的步骤包括将拜耳法废液与经加热的流体 接触，从而加热拜耳法废液并冷却该流体。
4、 一种浓縮拜耳法废液的方法，该方法包括步骤 通过将拜耳法煅烧炉废气与流体接触，从拜耳法煅烧炉废气中回收热量，从而加热流体；通过将拜耳法废液与经加热的流体接触，将至少一部分回收的热量施用 于拜耳法废液，从而加热拜耳法废液并冷却该流体；以及 从拜耳法废液中蒸发水分，从而浓縮拜耳法废液。
5、 根据权利要求3或4所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中该方法包括 步骤将拜耳法煅烧炉废气与冷却的流体接触，从而从拜耳法煅烧炉废气中回 收热量，并加热流体；通过将更多的拜耳法废液与经加热的流体接触，将至少一部分回收的热 量施用于该更多的拜耳法废液，从而加热该更多的拜耳法废液并冷却所述流 体；以及从该更多的拜耳法废液中蒸发水分，从而浓縮该更多的拜耳法废液。
6、 根据上述任一权利要求所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中所述流体是液体。
7、 根据权利要求6所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中所述液体是水或基本上是水。
8、根据权利要求2-7任一项所述的浓缩拜耳法废液的方法，其中，将煅 烧炉废气与液体接触的步骤包括将煅烧炉废气与流体直接接触。
9、根据权利要求8所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中，煅烧炉废气在 对流式气-液接触器内与流体直接接触。
10、 根据权利要求2-9任一项所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中将煅 烧炉废气与流体接触从而加热流体的步骤包括步骤将含有水蒸气的热煅烧炉废气与冷却的流体接触，从而将煅烧炉废气冷 却到至少一部分水蒸气凝结成液态水的程度，从而产生基本上冷却的脱湿煅 烧炉废气和温水。
11、 根据权利要求2-10任一项所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中，该 方法还包括步骤加热经冷却的脱湿废气以提高其浮力来促进其分散。
12、 根据权利要求2-ll任一项所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中，加热经冷却的脱湿废气以提高其浮力促进分散的步骤，包括通过与热源直接接触或间接接触来加热该经冷却的脱湿废气。
13、 根据权利要求2-12任一项所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中，将 煅烧炉废气与流体接触从拜耳法煅烧炉废气中回收热量，从而加热流体的步骤，包括在大气压或接近大气压下，使煅烧炉废气与流体接触的步骤。
14、 根据权利要求10-13任一项所述的浓縮拜耳法废液的方法，该方法包括步骤加热经冷却的脱湿废气以提高其浮力促进其分散。
15、 根据权利要求2-14任一项所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中，在将热的煅烧炉废气与冷却的流体接触之前，该方法包括步骤将热的煅烧炉废气与冷却的脱湿煅烧炉废气接触，从而将冷却的脱湿煅 烧炉废气加热。
16、 根据权利要求8-15任一项所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中，将 煅烧炉废气与流体直接接触的步骤由如盘式塔、结构填料塔、随机填料塔、 流化填料塔、喷雾塔和阶塔式气-液接触器的气-液接触器装置来实现。
17、 根据权利要求16所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中，用于实现本 发明方法的气-液接触器装置包括设计来提高气-液接触的传热和传质率的装 置。
18、 根据权利要求16或17所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中，该方法包括在气-液接触器内，将煅烧炉废气与流体接触之前， 降低煅烧炉废气温度的步骤。
19、 根据权利要求18所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中，降低煅烧炉废气温度的步骤包括在气-液接触器内，将煅烧炉废气与流体接触之前， 使煅烧炉废气直接接触一部分流体的步骤。
20、 根据权利要求3-19任一项所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中，将 拜耳法废液与经加热的流体接触以加热拜耳法废液的步骤，包括使拜耳法废 液间接接触经加热的流体，从而加热拜耳法废液。
21、 根据权利要求20所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中，使拜耳法废 液间接接触经加热的流体由垂直管降膜、水平管降膜、垂直升膜、釜式锅炉 或加压式煅烧装置来实现。
22、 根据权利要求20所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中，使拜耳法废 液间接接触经加热的流体由具有壳侧和管侧的降膜蒸发器来实现，且该方法 包括步骤将经加热的流体引入降膜蒸发器的壳侧； 将拜耳法废液引入降膜蒸发器的管侧； 从而加热拜耳法废液，并冷却流体。
23、 根据权利要求19-22任一项所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中， 提供一个以上的装置来加热拜耳法废液。
24、 根据上述任一权利要求所述的浓縮拜耳法废液的方法，包括步骤 从拜耳法废液中凝结蒸发的水分。
25、 根据权利要求2-24任一项所述的浓縮拜耳法废液的方法，该方法还 包括进一步对经加热的流体进行加热的步骤。
26、 根据权利要求2-25任一项所述的浓縮拜耳法废液的方法，该方法还 包括步骤在从拜耳法煅烧炉废气中回收热量的步骤之前，提高煅烧炉废气的水蒸 气含量。
27、 根据权利要求26所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中， 在从拜耳法煅烧炉废气中回收热量的步骤之前提高煅烧炉废气的水蒸气含量的步骤包括使至少一部分煅烧炉废气进入分离器，以提供脱水气流和富含蒸汽的气流。
28、 根据上述任一权利要求所述的浓縮拜耳法废液的方法，其中重复所 述方法的步骤，以提供连续的工艺。
29、 结合实施例所述的上述浓縮拜耳法废液的方法。
30、 结合附图所述的上述浓縮拜耳法废液的方法。
全文摘要
用于浓缩拜耳法废液的方法，该方法包括的步骤有从拜耳法煅烧炉废气中回收热量；将至少一部分回收的热量施用于拜耳法废液；以及从拜耳法废液中蒸发水分，从而浓缩拜耳法废液。
文档编号F28D15/02GK101563137SQ200780035168
公开日2009年10月21日 申请日期2007年9月21日 优先权日2006年9月22日
发明者彼得·斯图尔特·海, 迪安·伊利耶夫斯基 申请人:阿尔科澳大利亚有限公司