1、 10 铝镁通讯 2008年Nel 不凝性气体对母液蒸发的影响与排除方法 梁立强 (中国铝业山西分公司，山西 河津043300) 摘要：本文叙述了母液蒸发过程中不凝性气体的来源及其对蒸汽温度，传热系数和传热面积的影响，阐明了排除不 凝性气体的重要性，介绍了不凝性气体的常用排除方法。 关键词：不凝性气体；蒸发效率；O02气体 母液蒸发是氧化铝生产过程的一道重要工序， 他是利用蒸汽通过间接加热的方法，使母液中的水 分在沸点状态下，气化蒸发以达到排除生产流程中 多余的水分，从而使生产液量保持平衡，生产过程连 续稳定运行。不凝性气体在蒸发加热室的存在是影 响蒸发效率的重要因素之一。 1 气体来源 不凝
2、性气体主要是指，以蒸汽为载体的传热过 程中，不能在蒸汽凝结点温度下冷凝成液体的那部 分气体。母液蒸发过程的不凝性气体主要是空气和 ( z气体。其来源：一是在开车时，传热设备或管网 中存在的空气；二是由于母液的含有苛性碱、铝酸 钠、碳酸盐和有机物等物质，所以在母液蒸发过程中 以NCO3形式存在的碳酸盐和部分有机物在高 温下分解产生出一定量的CO2气体。 2 影 响 21不凝性气体对蒸汽温度的影响 当不凝性气体进入蒸汽系统时，他不仅占据了 本来应该留给蒸汽的空间，而且会使不凝性气体和 蒸汽的混合气体温度下降到纯蒸汽的温度之下(表 1由于空气存在引起蒸汽温度下降的对应表)。有 资料显示，含有当蒸汽中
3、含有一定量的不凝性气体 时，只能传达蒸汽的分压，而不是总压。比如蒸汽管 道内100充满蒸汽时，总压力为07Mpa(绝对压 力)，蒸汽压力也为07Mpa(绝对压力)，蒸汽温度 为1643；当蒸汽管道内90充满蒸汽时，总压力 为07Mpa(绝对压力)，蒸汽压力也为062Mpa(绝 对压力)，蒸汽温度为1602“C。 蒸汽温度降低，使蒸发器的有效温差减小，传热 速率下降，从而导致蒸发效率急剧下降。 表1 由于空气存在引起蒸汽温度下降的对应表 压力 不含空气的 与不同比例空气混合后的蒸 Mpa 蒸汽温度 汽温度(体积百分比) 10 20 30 007 1156 1124 1O8、9 1049 017
4、1307 1272 1234 1191 035 1478 1439 1397 1351 052 16o2 156、1 1516 1466 069 1701 1657 161 1558 图1蒸汽空图气混合曲线 维普资讯 http:/ 2008年No1 铝镁通讯 11 22不凝性气体对热交换器的影响 不凝性气体在蒸汽和热交换器(an热管或加热 板片)表面形成一个障碍膜。有良好的隔热特性使 传热效率下降，从图1中可以看出，在某种条件， 05体积的空气混到蒸汽中，传热效率就会下降一 半。当不凝性气体不断增加排不出时，这些气体就 会逐渐充满整个换热器，并且完全阻止蒸汽的进入， 设备就会形成“气阻”。 蒸
5、发器加热室体积较小，如果不及时排除不凝 性气体，会导致蒸发器的实际加热面积减小，蒸发效 率下降，严重时形成“气阻”，母液蒸发过程中止。 23不凝性气体对设备的影响 空气中本身含有的和蒸发过程中产生的CO 气体，与冷凝水混合会形成碳酸，碳酸对金属有一定 的腐蚀性，能够损坏蒸汽管道和换热设备，使金属表 面坑凹不平，缩短蒸发设备的使用寿命。 总之，母液蒸发过程中的不凝性气体，如不及时 排除会导致蒸发效率下降和设备使用寿命缩短等不 良后果。 3排除方法 一般的蒸发器都设置有不凝性气体排放，管道 和阀门，在蒸发器开车时，首先打开管网疏水阀排除 管网内存在的不凝性气体，然后逐效打开手动阀门 排除蒸发器内存
6、在的不凝性气体。在蒸发器运行过 程中，可以通过连排管将其排除，但由于连排容易造 成蒸汽的浪费，正常情况下，最好每间隔一定时间 (可根据蒸发设备的容积、物料的成分和蒸发器各效 温差的变化等情况确定不凝性气体的排放周期。)排 放一次。 目前，也有些厂家使用电动阀作为不凝性气体 阀，定期自动排放不凝性气体。还有通过各种疏水 装置，与冷凝水同时排除不凝性气体的厂家。 4 小 结 蒸发过程的不凝性气体对蒸发效率的影响较 大，定期排放不凝性气体是保证蒸发器高效稳定运 行的重要操作条件之一。 【上接第13页) 表4 2007年13月某工区主要工艺技术条件及经济指标 项目 电解质平 铝水平 电解温度 设定电压
7、 针振时间 电流效率 电耗 炉底压降 分子比 效应系数 (cm) (cm) () (v) (m_m) () (KWH) (my) 1 207 214 123 953 4216 0108 22 9458 12757 396 2 202 217 124 952 4213 O113 11 939o 13376 394 3 203 21_8 123 951 4210 0126 17 9353 13397 395 电流升到174KA平稳运行以来，该工区基本按 照表3的技术条件匹配方案组织生产，技术条件比 较平稳，没有大起大落现象，电解质水平基本都在控 制范围内，现场没有进行人工调整。槽况稳定，针振 很少，效应受控，炉底压降较小，电流效率和电耗等 经济指标都比较理想(如表4)。 结语 在铝电解生产中，合理的电解质水平是稳定生 产的前提，而技术条件的匹配和平稳控制是电解质 水平受控的关键。电解质水平受控为电解生产的稳 定运行和取得良好的经济指标打下基础。文中讨论 的是160KA系列的控制情况，其原理也适合于其他 系列的控制。 参考文献： 1邱竹贤著铝电解导论)轻金属)编辑部 2平果铝科技)2001年一2007年 3殷恩生著，(160KA中心下料预焙铝电解槽生产工艺及管理)，中 南工业大学出版社。1997年。 维普资讯 http:/
