黎 娜，王 宁，史玉娟，岳 玲，于水波

（东北大学设计研究院（有限公司），辽宁 沈阳 110166）

晶种分解过程是精制的过饱和铝酸钠溶液在添加氢氧化铝晶种、降低分解温度和不断搅拌的条件下分解析出Al(OH)3的过程，简称种分过程。它是拜耳法生产氧化铝的关键工序之一，它不仅影响产品氧化铝的数量和质量，而且直接影响循环效率及其它工序[1,2]。它的目的是为了得到质量良好的氢氧化铝和分子比值较高的种分母液，以提高拜耳法的循环效率。

1 晶种分解中间降温技术的现状

我国大部分生产企业采用的是一段法生产氧化铝，是将分解过程中各种因素对氢氧化铝粒度的影响转变为温度对粒度的影响。主要通过调节分解温度来严格控制溶液的过饱和度，控制分解成核，从而达到控制氢氧化铝粒度的目的，整个种分过程以晶体长大为主。中间降温过程实际上就是使氢氧化铝浆液逐渐冷却降温的过程。目前国内应用得最为广泛且认可度最高的中间降温技术是利用多级宽流道板式换热器来实现的-即多级宽流道板式换热器中间降温技术。该技术的核心装备是宽流道板式换热器，该设备是2002年平果氧化铝厂从法国引进，首次被应用在分解工段用于中间降温的，因其结构特殊，能适合分解氢氧化铝浆液这种含固体颗粒介质的特性，应用效果良好，并很快被推广开来。但随着氧化铝单线产能的不断增大，单台宽流道板式换热器的换热面积也终将成为制约单线产能增加的瓶颈。因此，在分解槽内设置列管用于中间降温的技术-即槽内列管换热降温技术也开始进入人们的视野，并得到应用，据某现场反馈，投运两年，运行情况良好，单槽降温最高可达5℃，且从未进行过列管清洗。下面将以100万吨/年-氧化铝生产规模为例对两种中间降温技术从投资、生产成本、日常操作及维护等方面进行对比。

2 两种中间降温技术的对比

表1 投资对比表

多级宽流道板式换热器中间降温技术是将部分分解浆液通过泵输送至布置在分解槽槽顶或分解槽槽下的宽流道板式换热器中与循环水换热降温后送回分解槽内来实现分解浆液降温的[3-5]。为了保证宽流道板式换热器的正常运行及延长设备的使用寿命，还设置有换热器的碱洗流程，用于定期清洗换热器。槽内列管换热中间降温技术是在分解槽槽内沿槽壁布置由无缝钢管焊制而成的换热管束，管束内走循环水，来实现槽内分解浆液降温的。该技术的核心是在槽内实现分解浆液降温，因此不需要再设置浆液输送泵及浆液输送管道，因此流程上相对简单[6]。

从表1中的数据中可看出槽内列管换热中间降温技术的设备投资仅为多级宽流道板式换热器中间降温技术设备投资的15.6%，再算上运输费用、设备安装费用也仅为28%。因此，在投资上槽内列管换热中间降温技术优势还是比较明显的。

表2 生产成本对比表

此外，槽内列管换热中间降温技术采用的是槽内降温技术，无须再将料浆输送至槽外再降温，与多级宽流道板式换热器中间降温技术相比，就减少了对宽流道板式换热器和料浆输送泵的操作及日常维护，使生产成本大大降低。因此，槽内列管换热中间降温技术在生产成本、日常操作及维护等方面的优势也是很明显的。

3 结语

通过上述对比，槽内列管换热中间降温技术在投资、生产成本、日常操作及维护这些方面均是优于多级宽流道板式换热器中间降温技术的，该技术也是氧化铝生产节能的一个突破口。但多级宽流道板式换热器中间降温技术仍是目前在国内应用得最为广泛，也是最受认可的中间降温技术，这主要得益于该技术是通过多年的研究和实践验证过的，能很好的实现分解温度控制的要求。而槽内列管换热中间降温技术从投运至今也仅有2年的时间，积累的数据还很有限，该技术对分解系统的产出率、氢氧化铝粒径等的影响还有待更深入研究。

[1]毕诗文.拜耳法生产氧化铝[M].北京：冶金工业出版社，2007：202.

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[3]谢雁丽.强化铝酸钠溶液晶种分解过程的研究[J].轻金属，2000(7)：18-24.

[4]张郁.拜尔法种分槽常见问题的分析和解决[J].有色设备，2003(3)：8-10.

[5]陈玉国.种子分解中间降温设备应用研究[J].轻金属，2016(12)：11-15.

[6]金亚利.宽流道板式换热器在氧化铝生产种子分解过程中的应用[J].中国有色冶金，2006(1)：52-54.