一、技術(shù)名稱：鋁酸鈉溶液微擾動平推流晶種分解節(jié)能技術(shù)
二、技術(shù)所屬領(lǐng)域及適用范圍：有色金屬行業(yè) 氧化鋁冶煉
三、與該技術(shù)相關(guān)的能耗及碳排放現(xiàn)狀
拜耳法生產(chǎn)氧化鋁過程中，晶種分解是決定氧化鋁質(zhì)量和能耗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。目前全世界范圍內(nèi)的氧化鋁廠采用的技術(shù)主要包括：（1）噴射壓縮空氣整體翻料式氧化鋁晶種分解工藝技術(shù)及其種分槽，每臺種分槽需噴射壓力為500kPa的壓縮空氣量約200m3/h；（2）平底機(jī)械攪拌全混流氧化鋁晶種分解工藝技術(shù)及其種分槽，每臺種分槽配置功率75kW電機(jī)一臺，直接消耗電能65.7萬kWh/a。我國現(xiàn)有各類氧化鋁種分槽約1300余臺，均屬于高能耗裝備。目前該技術(shù)可實現(xiàn)節(jié)能量2萬tce/a，CO2減排約5萬t/a。
四、技術(shù)內(nèi)容
1.技術(shù)原理
采用基于過程特征的方法，通過研究過飽和鋁酸鈉溶液晶種分解反應(yīng)的動力學(xué)過程和鋁酸鈉溶液漿料固-液兩相流的流動與傳輸特性，根據(jù)鋁酸鈉溶液結(jié)晶反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)程的需要，結(jié)合流體特性，合理分配機(jī)械能，采用微擾動與平推流結(jié)合方式，合理使用攪拌，消除多余攪拌無效能耗，實現(xiàn)氧化鋁生產(chǎn)種分過程的大幅降耗。
2.關(guān)鍵技術(shù)
（1）針對目前不同類型的種分槽實現(xiàn)微擾動與平推流結(jié)合的設(shè)計技術(shù)；
（2）種分槽內(nèi)利于漿料流動反應(yīng)的特殊空間結(jié)構(gòu)；
（3）N臺種分槽實現(xiàn)串聯(lián)生產(chǎn)的組合匹配。
3.工藝流程
該技術(shù)的工藝流程和裝置結(jié)構(gòu)見圖1、圖2。
圖1 酸鈉溶液微擾動平推流晶種分解技術(shù)流程圖
1分解反應(yīng)槽; 2 進(jìn)料槽; 3 擾動風(fēng)管; 4 提料風(fēng)管; 5 出料管
圖2 錐形底微擾動平推流氫氧化鋁晶體結(jié)晶反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)簡圖
五、主要技術(shù)指標(biāo)
1.主要技術(shù)參數(shù)：
（1）種分槽容積（m3）：1329-4500；
（2）單槽日處理能力（m3）：7000以上；
（3）壓縮空氣耗量(m3/h)：25-30；
（4）承受最低風(fēng)壓（kPa）：460；
（5）分解率（%）：47-55。
2.適用外部條件參數(shù)：
（1）使用環(huán)境溫度（℃）：-30-60；
（2）抗風(fēng)壓波動（kg）：±1.5；
（3）最長允許停風(fēng)時間（h）：0.5。
六、技術(shù)鑒定、獲獎情況及應(yīng)用現(xiàn)狀
2011年5月”鋁酸鈉溶液微擾動平推流晶種分解技術(shù)及其裝備”通過了中國有色金屬工業(yè)協(xié)會組織的科技成果鑒定。目前，該項技術(shù)已在中國鋁業(yè)股份有限公司貴州分公司40萬t噴射壓縮空氣整體翻料式晶種分解生產(chǎn)線進(jìn)行了應(yīng)用，壓縮空氣消耗量 同比減少92.78%。同時由φ14m×35m平底機(jī)械攪拌全混流種分槽組成的80萬t氧化 鋁生產(chǎn)線上也投入了使用，取得節(jié)約直接電耗40%的良好效果。
七、典型應(yīng)用案例
典型用戶：中國鋁業(yè)股份有限公司貴州分公司、中國鋁業(yè)股份有限公司河南分公司
典型案例1
建設(shè)規(guī)模：40萬t/a氧化鋁種分生產(chǎn)線節(jié)能技術(shù)改造。主要技改內(nèi)容：噴射壓縮 空氣整體翻料式氧化鋁晶種分解槽按照微擾動平推流技術(shù)設(shè)計、制作、安裝，主要設(shè)備為晶種分解槽。節(jié)能技改投資額500萬元，建設(shè)期3個月。每年可節(jié)能7704tce，年節(jié)能經(jīng)濟(jì)效益為916萬元，投資回收期約6個月。
典型案例2
建設(shè)規(guī)模：100萬t/a氧化鋁種分生產(chǎn)線節(jié)能技術(shù)改造。主要技改內(nèi)容：噴射壓縮空氣整體翻料式氧化鋁晶種分解槽按照微擾動平推流技術(shù)設(shè)計、制作、安裝；主要設(shè)備為晶種分解槽。節(jié)能技改投資額1000萬元，建設(shè)期6個月。每年可節(jié)能2萬tce，年經(jīng)濟(jì)效益為1909萬元，投資回收期約6個月。
八、推廣前景及節(jié)能減排潛力
預(yù)計未來5年，該技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣潛力可達(dá)到30%，預(yù)計投資總額7千5百萬元，年節(jié)能能力10萬tce/a，二氧化碳減排能力26萬tCO2/a。
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