CN220877759U - 一种蒸发原液提温系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及氧化铝生产技术领域，公开了一种蒸发原液提温系统，锥形分离槽上部接有进液管，锥形分离槽上部设有第一加热管束，第一加热管束的进液口通过供热支管与低压供热管道连接，锥形分离槽的底部出渣口设有排渣管，排渣管与分解机组连接，锥形分离槽的上部出液口通过第一管路连接母液加热槽，母液加热槽内设有第二加热管束，第二加热管束通过第二管路连接第一加热管束，第二加热管束通过第三管路连接冷凝水罐，冷凝水罐的出液口通往热电机组；母液加热槽边缘设有深入槽底的提料管，提料管通过第四管路连接出料槽，出料槽的底部设有连接蒸发机组的出料管。本系统降低蒸发机组低压用气消耗，同步降低整个氧化铝系统低压单耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及氧化铝生产工艺领域，具体为一种蒸发原液提温系统。
背景技术
在资源类企业中，随着原材料成本不断攀升，高品质产品价格不断走低，企业面临严峻的成本控制的调整，在氧化铝生产中，经过板式换热的母液需要进入蒸发机组进行母液蒸发。
母液蒸发是氧化铝生产中维持生产系统水量和盐量平衡的重要工序，是一个主要的耗能工序。根据统计采用纯拜耳法生产氧化铝中，蒸汽能耗占总能耗的60%以上，其中母液蒸发用蒸汽占总蒸汽消耗的25%左右，折合约占总能耗的15%。为降低母液蒸发的能耗，本领域技术人员从设备选型、流程选择和借鉴其它行业等角度对其进行了各方面的研究，旨在通过设备、流程等方面的改进来降低母液蒸发的能耗。这些方法大多针对的是母液蒸发的过程，而经过板式换热的母液需要通过蒸汽达到溶液沸点，将溶液中水分转为气态与原液进行分离，实现母液蒸发，没有从源头上解决蒸发机组工作负荷的问题，企业需要在降低能耗的同时，还需要考虑母液蒸发的时间、设备成本及其运行稳定性等一系列问题，提升企业效能的同时降低成本。
发明内容
本实用新型为了解决现有的氧化铝生产中母液处理中原液蒸发机组的用气消耗大，负荷大，耗能高，不利于企业的成本控制等一系列问题，提供了一种蒸发原液提温系统。
本实用新型采用如下技术实现：包括锥形分离槽，锥形分离槽上部接有进液管，锥形分离槽上部设有第一加热管束，第一加热管束的进液口通过供热支管与低压供热管道连接，锥形分离槽的底部出渣口设有排渣管，排渣管与分解机组连接，锥形分离槽的上部出液口通过第一管路连接母液加热槽，母液加热槽内设有第二加热管束，第二加热管束通过第二管路连接第一加热管束，第二加热管束通过第三管路连接冷凝水罐，冷凝水罐的出液口通往热电机组；母液加热槽边缘设有深入槽底的提料管，提料管通过第四管路连接出料槽，出料槽的底部设有连接蒸发机组的出料管，出料管上安装有测温装置。
实施时，包括锥形分离槽，锥形分离槽上部接有进液管，进液管内通有经过板式换热的母液，母液中含有一定的浮游物，锥形分离槽将一部分浮游物沉降到锥部，有效减少母液中的杂质，减少蒸发机组中蒸发管束内结疤，延长蒸发管束的使用寿命，降低蒸发的能耗，锥形分离槽上部设有第一加热管束，第一加热管束为环绕在上部的环形管束，对母液升温的同时不影响母液中的杂质自然沉降，第一加热管束的进液口通过供热支管与低压供热管道连接，通过第一加热管束对锥形分离槽内母液进行初步升温，供热支管上设有支管阀，支管阀根据测温装置反馈数据控制开闭，锥形分离槽的底部出渣口设有排渣管，排渣管上设有排渣阀，排渣阀常态下关闭，排渣管与分解机组连接，通过分解机组回收杂质中含有的一定量的氧化铝，锥形分离槽的上部出液口通过第一管路连接母液加热槽，经过分离出渣的母液进入母液加热槽，母液加热槽内设有第二加热管束，第二加热管束呈对称树杈状或桶装，即设有主管路，主管路上设有多个分支换热管束，第二加热管束选用现有产品，增大第二加热管束的换热面积，在母液加热槽中母液进行升温，第二加热管束通过第二管路连接第一加热管束，第二加热管束通过第三管路连接冷凝水罐，冷凝水罐的出液口通往热电机组；母液加热槽边缘设有深入槽底的提料管，提料管的管口高于母液加热槽中的液面，提料管通过第四管路连接出料槽，出料槽的底部设有连接蒸发机组的出料管，出料管上安装有测温装置。
使用时，来自板式换热的90℃左右的母液经过进液管进入锥形分离槽，从锥形分离槽上部开始自然沉降，浮游的杂质落入为于锥形分离槽下部的锥部，在沉降的过程中，母液受到第一加热管束的初步升温，浮游杂质沉降至底部，积累一段时候后通过底部出渣口排放至排渣管中，排渣时，排渣阀打开，沉降在底部的杂质从排渣管去往分解机组，经过初步升温和沉降分离杂质的母液从上部出液口通过第一管路连接母液加热槽；在母液加热槽中受到第二加热管束的充分加热，将母液升温，为保证母液受热均匀，母液加热槽从上方进入，经过第二加热管束后进入提料管，提料管从下方抽取母液，并从上方溢流排出，随后升温的母液通过第四管路进入出料槽，在出料槽中暂存后通过出料管排至蒸发机组，在出料管内测温装置进行实时温度监测，将输送至蒸发机组的母液温度控制在95℃左右，此监测数据反馈回中央控制后，中央控制对供热支管上的支管阀进行调节，当温度高于95℃，支管阀关闭，处于低温的母液通入，降低温度，避免原液提闻过高，导致系统结垢，当温度低于95℃，支管阀打开对原液进行升温，供热支管将低压供热管道中0.6Mpa的低压蒸汽引入第一加热管束中，经过初步换热后，通过第二管路进入第二加热管束中，充分换热，低压蒸汽换热后的蒸汽和冷凝液进入冷凝水罐，随后从冷凝水罐的出液口通往热电机组。
与现有技术相比本实用新型具有以下有益效果：本实用新型所提供的一种蒸发原液提温系统，通过利用低压供热管道中的0.6Mpa低压蒸汽对母液进行预热，将90℃的母液预热升温至95℃，在保证管内不发生结疤的同时，对母液进行5℃的初步浓缩升温。
物料比热为4.2×103J/Kg·℃，表示质量是1000Kg物料，温度升高1℃，吸收的热量为4.2×103焦；按照4000m3/h的进料进行计算如下：
温度提升5℃所需热量：Q1=4.2×103J/（Kg·℃）×4000000Kg×5℃=8.652×109J；
1000Kg新蒸汽释放热量：
Q2=2748.59 kJ/kg×1000kg=2748590kJ=2.74859×109J；
则每4000m³进料温升5℃所需新蒸汽量为Q1/Q2=3.15。
根据理论计算，采用本系统的蒸汽原液提温系统每4000m³进料可节约蒸汽3.15t，而在实际操作中，温升过程中，温度越高，散热越快，同时兼顾管损和换热损失，实际操作过程中需消耗10~12t/h新蒸汽，每提升1℃则蒸发新蒸汽用量可节约1.02t，按照本厂中设有的四条蒸发机组，原液温度提升5℃，每小时可节约低压蒸汽为1.02t/h×5℃×4=20.4t，预计每小时可节约新蒸汽：20.4t/h-12t/h=8.4t/h；每日可节约低压蒸汽201.6t。
本系统利用现有热量，降低了原液提温系统的能量消耗大问题，通过精准的温度控制保证管线内部不结疤，提高生产效率且稳定，改造方便，采用本系统后运行效率大幅提升，不仅满足日常的生产需求，降低蒸发机组低压用气消耗，降低整个氧化铝系统低压单耗，同时可以阶段性蒸发机组水洗安排，有利于蒸发机组的更高效长久平稳运行，适合广泛推广使用。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中标记如下：1-锥形分离槽，2-母液加热槽，3-出料槽，4-第一加热管束，5-第二加热管束，6-低压供热管道，7-分解机组，8-蒸发机组，9-冷凝水罐，10-热电机组，11-测温装置，12-提料管，13-进液口，14-出渣口，15-上部出液口，16-支管阀，17-排渣阀，
L1-第一管路，L2-第二管路，L3-第三管路， L4-第四管路，L5-进液管，L6-供热支管，L7-排渣管，L8-出料管。
实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施例进行说明。
一种蒸发原液提温系统，如图1所示：包括锥形分离槽1，锥形分离槽1上部接有进液管L5，进液管L5内通有经过板式换热的母液，母液中含有一定的浮游物，锥形分离槽1将一部分浮游物沉降到锥部，有效减少母液中的杂质，减少蒸发机组8中蒸发管束内结疤，延长蒸发管束的使用寿命，降低蒸发的能耗，锥形分离槽1上部设有第一加热管束4，第一加热管束4为环绕在上部的环形管束，对母液升温的同时不影响母液中的杂质自然沉降，第一加热管束4的进液口13通过供热支管L6与低压供热管道6连接，通过第一加热管束4对锥形分离槽1内母液进行初步升温，供热支管L6上设有支管阀16，支管阀16根据测温装置11反馈数据控制开闭，锥形分离槽1的底部出渣口14设有排渣管L7，排渣管L7上设有排渣阀17，排渣阀17常态下关闭，排渣管L7与分解机组7连接，通过分解机组7回收杂质中含有的一定量的氧化铝，锥形分离槽1的上部出液口15通过第一管路L1连接母液加热槽2，经过分离出渣的母液进入母液加热槽2，母液加热槽2内设有第二加热管束5，第二加热管束5呈对称树杈状或桶装，即设有主管路，主管路上设有多个分支换热管束，第二加热管束5选用现有产品，增大第二加热管束5的换热面积，在母液加热槽2中母液进行升温，第二加热管束5通过第二管路L2连接第一加热管束4，第二加热管束5通过第三管路L3连接冷凝水罐9，冷凝水罐9的出液口通往热电机组10；母液加热槽2边缘设有深入槽底的提料管12，提料管12的管口高于母液加热槽2中的液面，提料管12通过第四管路L4连接出料槽3，出料槽3的底部设有连接蒸发机组8的出料管L8，出料管L8上安装有测温装置11。
使用时，来自板式换热的90℃左右的母液经过进液管L5进入锥形分离槽1，从锥形分离槽1上部开始自然沉降，浮游的杂质落入为于锥形分离槽1下部的锥部，在沉降的过程中，母液受到第一加热管束4的初步升温，浮游杂质沉降至底部，积累一段时候后通过底部出渣口14排放至排渣管L7中，排渣时，排渣阀17打开，沉降在底部的杂质从排渣管L7去往分解机组7，经过初步升温和沉降分离杂质的母液从上部出液口15通过第一管路L1连接母液加热槽2；在母液加热槽2中受到第二加热管束5的充分加热，将母液升温，为保证母液受热均匀，母液加热槽2从上方进入，经过第二加热管束5后进入提料管12，提料管12从下方抽取母液，并从上方溢流排出，随后升温的母液通过第四管路L4进入出料槽3，在出料槽3中暂存后通过出料管L8排至蒸发机组8，在出料管L8内测温装置进行实时温度监测，将输送至蒸发机组8的母液温度控制在95℃左右，此监测数据反馈回中央控制后，中央控制对供热支管L6上的支管阀16进行调节，当温度高于95℃，支管阀16关闭，处于低温的母液通入，降低温度，避免原液提闻过高，导致系统结垢，当温度低于95℃，支管阀16打开对原液进行升温，供热支管L6将低压供热管道6中0.6Mpa的低压蒸汽引入第一加热管束4中，经过初步换热后，通过第二管路L2进入第二加热管束5中，充分换热，低压蒸汽换热后的蒸汽和冷凝液进入冷凝水罐9，随后从冷凝水罐9的出液口通往热电机组10。
本实用新型要求保护的范围不限于以上具体实施方式，而且对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有多种变形和更改，凡在本实用新型的构思与原则之内所作的任何修改、改进和等同替换都应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种蒸发原液提温系统，其特征在于：包括锥形分离槽（1），所述锥形分离槽（1）上部接有进液管（L5），所述锥形分离槽（1）上部设有第一加热管束（4），所述第一加热管束（4）的进液口（13）通过供热支管（L6）与低压供热管道（6）连接，所述锥形分离槽（1）的底部出渣口（14）设有排渣管（L7），所述排渣管（L7）与分解机组（7）连接，所述锥形分离槽（1）的上部出液口（15）通过第一管路（L1）连接母液加热槽（2），所述母液加热槽（2）内设有第二加热管束（5），所述第二加热管束（5）通过第二管路（L2）连接第一加热管束（4），所述第二加热管束（5）通过第三管路（L3）连接冷凝水罐（9），所述冷凝水罐（9）的出液口通往热电机组（10）；所述母液加热槽（2）边缘设有深入槽底的提料管（12），所述提料管（12）通过第四管路（L4）连接出料槽（3），所述出料槽（3）的底部设有连接蒸发机组（8）的出料管（L8），所述出料管（L8）上安装有测温装置（11）。
2.根据权利要求1所述的一种蒸发原液提温系统，其特征在于：所述提料管（12）的管口高于母液加热槽（2）中的液面。
3.根据权利要求1所述的一种蒸发原液提温系统，其特征在于：所述供热支管（L6）上设有支管阀（16），所述支管阀（16）根据测温装置（11）反馈数据控制开闭。
4.根据权利要求1所述的一种蒸发原液提温系统，其特征在于：所述第一加热管束（4）为环绕在上部的环形管束。
5.根据权利要求1所述的一种蒸发原液提温系统，其特征在于：所述第二加热管束（5）呈对称树杈状或筒状。
6.根据权利要求1所述的一种蒸发原液提温系统，其特征在于：所述排渣管（L7）上设有排渣阀（17），所述排渣阀（17）常态下关闭。
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