毛 鹏

(中铝山东工程技术有限公司， 山东 淄博 255052)

0 前言

在氧化铝生产过程中，母液蒸发是一个十分重要的工序。目前，从国内氧化铝生产的蒸汽消耗来看，蒸发工序大约占总汽耗的40%～50%[1]。蒸发效率的高低，直接影响氧化铝能耗和成本，因此，提高蒸发效率，对氧化铝生产的节能降耗具有重大意义。某铝业公司在氧化铝生产中，蒸汽费用约占能源成本的53%[2]，本文通过热能损失分析工具对氧化铝蒸发工序进行热能分析，可以清晰地发现蒸发工序的热能浪费点，根据浪费点制定有效措施，可提高蒸发效率，降低氧化铝生产成本。

1 蒸发器的工作原理及分类

1.1 蒸发原理

蒸发是一个十分复杂的过程，蒸发器的蒸发能力受设备内压力、温度、蒸汽和溶液流动状态以及整个体系传热系数等许多因素的影响。蒸发器的蒸发过程作为一种热能传递过程，生产能力可用传热方程式[3]来表示：

Q=KFΔt

(1)

式中：Q——单位时间的传热量，kJ/h;

F——传热面积，m2；

K——传热系数，kJ/(m2·h·℃)；

Δt——有效温差，℃。

由式(1)可知，传热量Q与传热系数K、传热面积F以及有效温差Δt成正比。

液体的蒸发属于相变过程，在蒸发时，影响相变过程的主要因素是传热速度，传热速度愈快，相变过程就愈剧烈[4-5]。在以水蒸汽间接加热的蒸发过程中，汽化所生成的蒸汽若不及时排除，蒸发作业就无法进行。因此，要想使蒸发过程不断进行，就必须不断地供给热能，且要将生成的蒸汽不断排除。

1.2 蒸发器分类

蒸发器有多种分类方法：按照溶液循环的方式，分为强制循环蒸发器和自然循环蒸发器；……