氧化铝生产用沉降系统的制作方法

1.本技术实施例涉及氧化铝生产技术领域，尤其涉及一种氧化铝生产用沉降系统。


背景技术：

2.在冶金行业生产中，节能降耗一直是重点关注的问题，如何降低系统电耗，节约蒸汽的使用，是湿法冶金工业中常常遇到的难题。在拜耳法氧化铝生产体系中，各种类型的输送设备、换热设备在生产工艺流程被广泛应用，起着介质输送及不同介质之间能量交换、热量传递的作用。
3.在当前严峻的市场挑战下，各单位纷纷通过提高产量的方式进一步提高盈利水平。因此，设备的负荷率越来越大，增开设备变多，造成电力消耗增大，利用率低，与此同时，产生低温乏汽的工序逐步增大，排空量大。针对这些电力、热量的浪费，若不进行专门的投资优化，则会造成能源进一步消耗，生产成本无形增加。
4.低温拜耳法氧化铝生产中溶出沉降车间包括预热、压煮、闪蒸、稀释、分离沉降和洗涤、粗液的输送及精制、赤泥的外排等工序。工艺流程为矿浆经套管预热至规定温度后，进入高温、高压的压煮器中保温停留使其中的有用成分得以溶出，溶出后的矿浆经多级降压自蒸发器降压后，与赤泥一次洗液进入稀释槽。稀释矿浆经稀释后进入分离沉降槽，其溢流经输送设备输送至叶滤机进行粗液精制、种分分解等工序进一步加工，其底流经过三至四次洗涤外排至赤泥堆场。
5.在低温拜耳法生产氧化铝过程中，分离沉降槽粗液温度105℃，产生的乏汽温度大致为98℃，这些乏汽经分离沉降槽拔汽筒排入大气，大量蒸汽的放空，造成热量及水资源的浪费。


技术实现要素：

6.本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
7.有鉴于此，本技术实施例提出了一种氧化铝生产用沉降系统，包括：
8.至少两个分离沉降槽；
9.第一粗液槽，每个所述分离沉降槽的溢流口连通于所述第一粗液槽，所述第一粗液槽上开设有乏汽口；
10.引气管道，一端连通于所述乏汽口；
11.换热器，连通于所述引气管道的另一端。
12.在一种可行的实施方式中，氧化铝生产用沉降系统还包括：
13.循环组件，连接于所述换热器，用于与所述换热器换热。
14.在一种可行的实施方式中，所述换热器包括射流喷射器，所述循环组件包括热水槽，所述射流喷射器连接于所述热水槽和所述第一粗液槽。
15.在一种可行的实施方式中，氧化铝生产用沉降系统还包括：
16.沉降槽，所述沉降槽通过离心泵连通于所述热水槽。
17.在一种可行的实施方式中，氧化铝生产用沉降系统还包括：
18.压力传感器，设置在所述引气管道上。
19.在一种可行的实施方式中，氧化铝生产用沉降系统还包括：
20.第二粗液槽，每个所述分离沉降槽的溢流口连通有一个所述第二粗液槽。
21.在一种可行的实施方式中，氧化铝生产用沉降系统还包括：
22.第一粗液输送管，连通于所述第一粗液槽的底部；
23.第二泵体，设置在所述第一粗液输送管上；
24.第二粗液输送管，连通于每个所述第二粗液槽的底部；
25.第三泵体，设置在所述第二粗液输送管上。
26.在一种可行的实施方式中，每个所述第二粗液槽连通有两个所述第三泵体。
27.在一种可行的实施方式中，氧化铝生产用沉降系统还包括：
28.引风机，设置在所述引气管道上。
29.在一种可行的实施方式中，所述引风机的页轮由耐高温材料制成；或
30.所述引风机的页轮的外表面设置有耐高温涂层。
31.相比现有技术，本实用新型至少包括以下有益效果：本技术实施例提供的氧化铝生产用沉降系统可以应用于氧化铝生产过程中的稀释矿浆沉降工序，氧化铝生产用沉降系统包括了分离沉降槽、第一粗液槽、引气管道和换热器，在使用过程中稀释后的矿浆可以供给至分离沉降槽内，经过分离沉降槽进行分离产生的高温状态的溢流可以通过溢流口输送至第一粗液槽内，高温状态的溢流可以在第一粗液槽内产生高温的气体，高温气体可以通过引气管道进入到换热器内，通过换热器即可进行高温气体的余热利用，避免了资源的浪费。通过至少两个分离沉降槽连通于同一个第一粗液槽，使得多个分离沉降槽可以共用一个第一粗液槽，一方面能够进一步提高余热的利用效率，另一方面利于减少泵浦的使用量，减少电力的消耗，进而利于降低工艺成本。
附图说明
32.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
33.图1为本技术提供的一种实施例的氧化铝生产用沉降系统的示意性结构图。
34.其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
35.1分离沉降槽、2第一粗液槽、3引气管道、4换热器、5循环组件、6压力传感器、7第二粗液槽、8第一粗液输送管、9第二泵体、10第二粗液输送管、11第三泵体、12引风机；
36.501介质进入管、502介质出口管、503离心泵、504热水槽。
具体实施方式
37.为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本技术实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本技术实施例以及实施例中的具体特征是对本技术实施例技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
38.本技术实施例提出了一种氧化铝生产用沉降系统，包括：至少两个分离沉降槽1；第一粗液槽2，每个分离沉降槽1的溢流口连通于第一粗液槽2，第一粗液槽2上开设有乏汽口；引气管道3，一端连通于乏汽口；换热器4，连通于引气管道3的另一端。
39.本技术实施例提供的氧化铝生产用沉降系统可以应用于氧化铝生产过程中的稀释矿浆沉降工序，氧化铝生产用沉降系统包括了分离沉降槽1、第一粗液槽2、引气管道3和换热器4，在使用过程中稀释后的矿浆可以供给至分离沉降槽1内，经过分离沉降槽1进行分离产生的高温状态的溢流可以通过溢流口输送至第一粗液槽2内，高温状态的溢流可以在第一粗液槽2内产生高温的气体，高温气体可以通过引气管道3进入到换热器4内，通过换热器4即可进行高温气体的余热利用，避免了资源的浪费。通过至少两个分离沉降槽1连通于同一个第一粗液槽2，使得多个分离沉降槽1可以共用一个第一粗液槽2，一方面能够进一步提高余热的利用效率，另一方面利于减少泵浦的使用量，减少电力的消耗，进而利于降低工艺成本。
40.可以理解的是，粗液经过分离沉降槽1排出的溢流在第一粗液槽2内产生的乏汽的温度可以达到98℃左右，通过换热器4对这部分热能进行利用，能够大大减少资源的浪费。
41.在一些示例中，可以在分离沉降槽1上设置乏汽口，而设置在分离沉降槽1上的乏汽口同样可以连接于引气管道3以对高温状态的余热进行利用。
42.在一些示例中，氧化铝生产用沉降系统还包括：循环组件5，连接于换热器4，用于与换热器4换热。
43.氧化铝生产用沉降系统还包括了循环组件5，循环组件5与换热器4进行连接，经由第一粗液槽2排出的高温状态的气体可以在换热器4内与循环组件5进行换热，循环组件5内可以填充介质，通过高温状态的气体与介质进行换热即可对热能进行再次利用。
44.在一些示例中，换热器4包括射流喷射器，循环组件5包括：热水槽504；射流喷射器连接于第一粗液槽和热水槽，介质出口管502，连通于热水槽504的底部；离心泵503，设置在介质出口管502上。
45.在一些示例中，氧化铝生产用沉降系统还包括：沉降槽，沉降槽通过离心泵连通于所述热水槽。
46.热水槽504接收的循环水(凉水)在换热器4中射流产生负压，从而吸收第一粗液槽2内乏汽与凉水换热后进入热水槽内，热水槽504通过离心泵503输送至沉降系统末槽，用于赤泥的洗涤。
47.氧化铝生产用沉降系统还包括了赤泥清洗组件，介质出口管502连通于赤泥清洗组件，经由介质出口管502输出的较高温度的介质即可冲洗赤泥清洗组件内的赤泥，通过高温的介质冲洗赤泥即可降低赤泥内铝水解的概率，进而提高了氧化铝的产率。
48.在一些示例中，氧化铝生产用沉降系统还包括：压力传感器6，设置在引气管道3上。
49.氧化铝生产用沉降系统还包括了压力传感器6，而压力传感器6设置在引气管道3上，压力传感器6即可检测水的压力，以便控制射流喷射器的真空度，提高换热效果。
50.在一些示例中，压力传感器6可以为压力表。
51.在一些示例中，氧化铝生产用沉降系统还包括：第二粗液槽7，每个分离沉降槽1的溢流口连通有一个第二粗液槽7。
52.氧化铝生产用沉降系统还包括第二粗液槽7，每个分离沉降槽1的溢流口连通有一个第二粗液槽7，使得每个分离沉降槽1的溢流既可以流向第一粗液槽2也可以流向第二粗液槽7，确保了沉降系统可以充分的容纳经由分离沉降槽1排出的溢流，保证了沉降系统的安全运行。
53.在一些示例中，氧化铝生产用沉降系统还包括：第一粗液输送管8，连通于第一粗液槽2的底部；第二泵体9，设置在第一粗液输送管8上；第二粗液输送管10，连通于每个第二粗液槽7的底部；第三泵体11，设置在第二粗液输送管10上。
54.第一粗液槽2连通有第一粗液输送管8道和第二泵体9，第二粗液槽7连通有第二粗液管道和第三泵体11，通过第一粗液输送管8道和第二泵体9的设置可以用于输送第一粗液槽2内的粗液，通过第二粗液管道和第三泵体11的设置可以用于输送第二粗液槽7内的粗液，以便于粗液的输送。而本技术实施例提供的技术方案，至少两个分离沉降槽1共用一个第一粗液槽2，可以减少泵体的设置数量，可以减少管道的设置数量，能够进一步降低工艺成本。
55.针对目前氧化铝生产中设备运转效率低、低压乏汽无有效利用情况，通过优化工艺流程实现减少泵的设置数量，能够电量成本的节约；同时利用分离沉降槽1乏汽为蒸发循环水提温，保证沉降工序热水温度，进而实现降低氧化铝生产汽耗的目的。
56.以每台泵体的功率为160kw为例，每个第二粗液槽7的底部连通有两个第三泵体11，分离沉降槽1最顶部设置dn400冒槽管道，对原有冒槽口封堵。新增两条dn400溢流管道与第一粗液槽2相连，第一粗液槽2出口与第二泵体9(装机容量132kw)相连，进而将粗液输送至叶滤工序原液槽处，系统优化后在粗液量q＝1540m3/h的情况下，粗液输送系统装机容量由4*160kw调减至2*160+132＝452kw。
57.可以将分离沉降槽1的拔汽筒进行封堵，入第一粗液槽2的流量q
粗液
＝400m3/h，粗液温度t1＝104℃，第一粗液槽2上部设置引气管道3，射流换热器4安置在热水槽504上方，进汽口与引气管道3相连，引气管道3上安装引风机12提高蒸汽流速，进水口与介质进入管501连接，经提温后的循环水q
循环水
＝40m3/h由40℃提至56℃，进入热水槽504后由离心泵503输送至沉降洗水系统。
58.根据流程中粗液流量q
粗液
＝400m3/h，进出第一粗液槽2前后温度t1＝104℃、t2＝100.8℃来进行产生乏汽流量q
乏
的计算，进而进行射流喷射器设备选型是实现乏汽高效回收的关键：
59.根据进入物料热量＝出料热量+乏汽热量+保温散热，乏汽热值＝干空气热值+液态水热值，列热量守恒方程：
60.q
粗液c粗
t
入
＝q
粗液c粗
t
出
+q
乏h乏
+q
散
61.q
散
＝q*l*3600＝21962.86*5*3600＝3.95*105kj
62.q
乏
＝q
干
+q
液
63.q
乏
＝2.04t/h
64.其中，q
粗液
为粗液流量，c
粗
为粗液比热，t
入
为粗液进入温度，t
出
为粗液排出温度，q
乏
为乏气流量，为h
乏
为热焓，q
散
为散热量。
65.式中，粗液比热c为3.65kj/kg*℃；粗液的密度ρ-1310kg/m3，粗液的质量流量q
入
为524t/h；粗液进出槽体温差t
入-t
出
＝3.2℃，q散为根据多层圆筒壁模型来计算槽体热损失，
q-粗液导热速率w/m；100℃液态水的热焓h
水-418.68kj/kg。
66.根据粗液槽产生乏汽流量q
乏
＝2.04t/h，对射流换热器4进汽口n1及进水口n2进行理论计算：
67.q＝πn
12
/4*v
68.3.14n
12
/4＝2.04*1000/0.58/12/3600
69.n1＝322
70.其中，n1为射流换热器4的进汽口孔径，v为流速。
71.式中，粗液槽乏汽98℃，密度：0.58kg/m3，v流速为12m/s，即dn300管径可满足气体流速。
72.v水流速控制在2m/s，根据蒸发循环水流量40-60m3/h，dn100管道可满足进水口要求。
73.所述的分离沉降槽1溢流管道设置碱煮流程，防止溢流管道因流速较低造成结疤较厚而无法处理，原有冒槽管下部设置法兰盘添加盲板，防止原冒槽管因积料堵塞。
74.所述的第一粗液槽2顶部设置溢流管道、液位计及报警装置。
75.所述的射流换热器4为一种具有抽真空、冷凝、排水等功能的机械装置。换热设备选用文丘里式射流喷射器w-2000l：进汽口n1＝dn300，进水口n2＝dn100,排出口n3＝dn150，抽汽量设计q1＝2.5t/h。
76.在粗液量q＝1540m3/h的情况下，本技术通过对沉降工序粗液系统的流程优化，输送系统装机容量由4*160kw调减至2*160+132＝452kw，计算效益节约电费：188
×
24
×
300
×
0.52
×
0.75/10000＝52.79万元/年。
77.本技术利用分离沉降槽1粗液乏汽加热低温蒸发循环水，保证沉降槽的温度，减少沉降工序的蒸汽消耗。通过二次利用乏汽加热，高效地利用氧化铝生产过程中产生的乏汽，提高乏汽回收利用率，减少氧化铝生产汽耗，计算效益节约蒸汽费用：40
×
16
×
4.18/2770
×
24
×
300
×
127.9/10000＝88.94万元/年。
78.本技术的工艺流程设计简单，不影响现有生产工艺流程，自动化程度高，工艺路线短，热损耗小，投资回报率高。
79.本技术的乏汽略微含碱，通过回收利用乏汽，不仅回收乏汽热量，还能回收部分碱重复利用，实现了生产成本的降低，减少了对大自然环境的影响。
80.在一些示例中，每个第二粗液槽7连通有两个第三泵体11。
81.每个第二粗液槽7连通有两个第三泵体11，两个第三泵体11可以交替工作，确保了粗液的持续稳定输送，当两个第三泵体11中的一者损坏时，另外一者可以进行工作，进一步确保了粗液的持续稳定输送。
82.在一些示例中，氧化铝生产用沉降系统还包括：引风机12，设置在引气管道3上。
83.氧化铝生产用沉降系统还包括了引风机12，通过在引气管道3上设置引风机12能够提高经由第一粗液槽2向换热器4输送的气体的速度，一方面能够使更多的高温气体进入到换热器4，提高余热利用效率；另一方面能够使高温气体尽快进入到换热器4，能够降低高温气体热能流失的概率，能够提高余热利用效率。
84.在一些示例中，引风机12的页轮由耐高温材料制成；或引风机12的页轮的外表面设置有耐高温涂层。
85.引风机12的页轮由耐高温材料制成；或引风机12的页轮的外表面设置有耐高温涂层能够避免高温的气体损坏引风机12，能够提高引风机12的使用寿命。
86.在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
87.本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
88.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
89.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。