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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410839339.0(22)申请日 2014.12.30C01F 7/02(2006.01)(71)申请人 东北大学设计研究院（有限公司）地址 110006 辽宁省沈阳市和平区安图街 8号(72)发明人 于水波 许文强 王莹 邵丹(74)专利代理机构 沈阳东大知识产权代理有限公司 21109代理人 梁焱(54) 发明名称一种氧化铝生产中的新蒸汽冷凝水降温与热量回收方法(57) 摘要本发明属于有色冶金行业中氧化铝生产技术领域，具体涉及一种氧化铝生产中的新蒸汽冷凝水降温与热量回收方法。本发明是将氧化铝生产中的溶出工段、分解工段或其他工。
2、段进行间接换热时产生的新蒸汽冷凝水与蒸发工段产生新蒸汽冷凝水在新蒸汽冷凝水罐中混合，并在负压系统中逐级闪蒸出来的二次蒸汽，二次蒸汽进入对应的蒸发器加热室中，新蒸汽冷凝水进入下一效的新蒸汽冷凝水罐中，直至末效新蒸汽冷凝水罐闪蒸出的二次蒸汽进入水冷器中，最终产生的 50的新蒸汽冷凝水送入电厂。以蒸汽耗量每年约100 万吨的氧化铝厂为例，采用本发明的技术方案每年能够回收新蒸汽冷凝水约 75 90万吨/年至电厂，达到了绿色、环保、节能的要求。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书5页 附图1页(10)申请公布号 CN 104477955 A。
3、(43)申请公布日 2015.04.01CN 104477955 A1/1 页21.一种氧化铝生产中的新蒸汽冷凝水降温与热量回收方法，其特征在于按照以下步骤进行 ：（1）将氧化铝生产中的溶出工段、分解工段或其他工段进行间接换热时产生的新蒸汽冷凝水与蒸发工段产生的温度新蒸汽冷凝水在效新蒸汽冷凝水罐中混合，混合后产生的不凝性气体进入效蒸发器的加热室 ；（2）混合后的新蒸汽冷凝水进入效新蒸汽冷凝水罐中进行闪蒸降温，闪蒸产生的二次蒸汽进入效蒸发器的加热室中作为热源，闪蒸后的新蒸汽冷凝水进入效新蒸汽冷凝水罐中闪蒸降温，以后逐级闪蒸出来的二次蒸汽进入对应的蒸发器加热室中作为热源，闪蒸后的新蒸汽冷凝水进入下。
4、一效的新蒸汽冷凝水罐中，直至末级新蒸汽冷凝水闪蒸罐闪蒸出的二次蒸汽进入水冷器中，最终的 50的新蒸汽冷凝水送入新蒸汽冷凝水泵，由新蒸汽冷凝水泵送入电厂，逐级闪蒸降温过程产生的热量都进入对应的蒸发器内回收利用。2.根据权利要求 1 所述的一种氧化铝生产中的新蒸汽冷凝水降温与热量回收方法，其特征在于所述的蒸发器效数不限，是具有负压工况的多效蒸发器。权 利 要 求 书CN 104477955 A1/5 页3一种氧化铝生产中的新蒸汽冷凝水降温与热量回收方法技术领域0001 本发明属于有色冶金行业中氧化铝生产技术领域，具体涉及一种氧化铝生产中的新蒸汽冷凝水降温与热量回收方法。背景技术0002 氧化铝生产。
5、属于资源、能源依赖型工业，我国现有的氧化铝厂基本都有专门的配套电厂，电厂提供给氧化铝厂动力资源，包括高压、低压蒸汽与电。目前，拜尔法氧化铝厂的生产状况不尽相同，一般处理一水硬铝石时，消耗的高压蒸汽量约 1.5 2.0t/t Al2O3，消 耗低压蒸汽约0.51.0t/t Al2O3。处理三水铝石时，消耗的高压蒸汽量约1.01.05t/t Al2O3，消耗低压蒸汽约 0.4 0.55t/t Al2O3。这样，一个年产 50 万吨的氧化铝厂的蒸汽耗量约为70150 万吨每年，为了生产蒸汽，能源、清洁水的消耗量巨大。为了降低氧化铝厂的能耗、水耗，充分利用氧化铝厂各工段产生的清洁的蒸汽冷凝水回电厂水处。
6、理系统，我们根据多年的设计经验和现场运行情况开发出氧化铝厂新蒸汽冷凝水降温与热量回收的工艺。0003 我国现有电厂的锅炉种类很多，现有的氧化铝厂自备电站大多采用循环流化床锅炉。全国各氧化铝厂的动力配备不同，有因地制宜利用附近大型电厂的情况，也有利用自备电厂的情况。有些电厂的锅炉对补充水品质要求非常高，要求对进入锅炉的凝结水进行100% 的除盐处理。氧化铝厂的蒸汽冷凝水在回电厂继续利用前，需要降低温度到 50左右才能进行电厂要求的化学水处理。因为氧化铝厂的新蒸汽冷凝水温度一般在158左右，二次蒸汽冷凝水在 70左右，并且二次蒸汽冷凝水的含碱量较高，目前还不能达到完全回电厂继续利用的指标要求。因此。
7、，可采用本发明对氧化铝生产中产生的新蒸汽冷凝水降温并回收热量。发明内容0004 针对现有技术存在的问题，本发明提供一种氧化铝生产中的新蒸汽冷凝水降温与热量回收方法，目的是通过将氧化铝厂溶出和分解工段产生的新蒸汽冷凝水输送至蒸发工段中，与蒸发新蒸汽冷凝水混合，利用蒸发系的负压系统进行闪蒸，使冷凝水闪蒸降温达到50，实现全厂的新蒸汽冷凝水降温，并且回收利用新蒸汽冷凝水的热量。0005 实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行 ：（1）将氧化铝生产中的溶出工段、分解工段或其他工段进行间接换热时产生的新蒸汽冷凝水与蒸发工段产生新蒸汽冷凝水在效新蒸汽冷凝水罐中混合，混合后产生的不凝性气体进入效蒸发器的加。
8、热室 ；（2）混合后的新蒸汽冷凝水进入效新蒸汽冷凝水罐中进行闪蒸降温，闪蒸产生的二次蒸汽进入效蒸发器的加热室中作为热源，闪蒸后的新蒸汽冷凝水进入效新蒸汽冷凝水罐中闪蒸降温，以后逐级闪蒸出来的二次蒸汽进入对应的蒸发器加热室中作为热源，闪蒸后的新蒸汽冷凝水进入下一效的新蒸汽冷凝水罐中，直至末级新蒸汽冷凝水闪蒸罐闪蒸出的二次蒸汽进入水冷器中，最终的 50的新蒸汽冷凝水送入新蒸汽冷凝水泵，由新蒸汽说 明 书CN 104477955 A2/5 页4冷凝水泵送入电厂，逐级闪蒸降温过程产生的热量都进入对应的蒸发器内回收利用。0006 所述的效蒸发器的加热室采用 158、绝压为 0.6MPa 的饱和新蒸汽，对。
9、效蒸发器分离室中的含 Na2O 的料浆进行加热，换热升温后的料浆沸腾产生二次蒸汽作为效蒸发器加热室的热源，效蒸发器加热室内产生的冷凝水即是步骤（1）中所述的蒸发工段产生的新蒸汽冷凝水，自流入效新蒸汽冷凝水混合罐中。与效蒸发器分离室料浆沸腾产生二次蒸汽类似，各效蒸发器分离室产生的二次蒸汽都进入下一效蒸发器加热室作为热源。直至末效蒸发器分离室产生的二次蒸汽进入水冷器中。0007 蒸发器无论是顺流还是逆流操作，即无论物料走向与蒸汽同向或是反向，分离室内料浆沸腾产生的二次蒸汽都会作为下一效蒸发器的热源。0008 效二次蒸汽在效蒸发器加热室内换热冷凝产生的二次蒸汽冷凝水因含碱量较大，与新蒸汽冷凝水分离，。
10、进入效蒸汽冷凝水罐，其产生的不凝性气体进入效蒸发器加热室中，效二次蒸汽冷凝水进入效二次蒸汽冷凝水罐内与效二次蒸汽冷凝水混合，闪蒸出的二次蒸汽进入效蒸发器加热室，以后逐效蒸发器加热室中产生的二次蒸汽冷凝水都与前效来二次蒸汽冷凝水在本效二次蒸汽冷凝水罐内混合，在下一效二次蒸汽冷凝水罐中进行闪蒸降温，闪蒸降温产生的二次蒸汽进入相应的蒸发器加热室中，直到末效蒸发器产生的二次蒸汽冷凝水与之前各效混合闪蒸后，各效产生的二次蒸汽冷凝水收集和能量回收完成，送到氧化铝厂回收利用。0009 所述的蒸发器效数不限，是具有负压工况的多效蒸发器。0010 本发明也适用于非铝土矿方法生产氧化铝工艺中各工段清洁高温水在蒸发。
11、工段的降温和能量回收。0011 与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是 ：采用本发明的新蒸汽冷凝水降温和热量回收方法，利用蒸发器从效到末效压力逐级递减的特性，能够降低新蒸汽冷凝水温度至 50，使低温冷凝水直接回电厂化学水处理系统，其中各效新蒸汽冷凝水与料浆换热产生的二次蒸汽冷凝水不互相混合，保证了新蒸汽冷凝水的质量，并且回收利用了新蒸汽冷凝水闪蒸的热量。0012 以蒸汽耗量每年约 100 万吨的氧化铝厂为例，采用本发明的技术方案每年可节省能量约 1.08x108kcal，相当于每年节省约 15428t 标煤，能够回收新蒸汽冷凝水约 75 90 万吨 / 年至电厂，达到了绿色、环保、节能的要求。
12、。附图说明0013 图1是本发明实施例1的氧化铝生产中的新蒸汽冷凝水降温与热量回收的装置示意图 ；其中：1-1：效新蒸汽冷凝水混合罐；1-2：效新蒸汽冷凝水罐；1-3：效新蒸汽冷凝水罐 ；1-4 ：效新蒸汽冷凝水罐 ；1-5 ：效新蒸汽冷凝水罐 ；1-6 ：效新蒸汽冷凝水罐 ；1-7 ：末级新蒸汽冷凝水闪蒸罐 ；2-1 ：效蒸发器 ；2-2 ：效蒸发器 ；-3 ：效蒸发器 ；2-4 ：效蒸发器 ；2-5 ：效蒸发器 ；2-6 ：效蒸发器 ；3-1 ：效蒸发器加热室 ；3-2 ：效蒸发器加热室 ；3-3 ：效蒸发器加热室 ；-4 ：效蒸发器加热室 ；3-5 ：效蒸发器加热室 ；3-6 ：效蒸发器。
13、加热室 ；说 明 书CN 104477955 A3/5 页54-1 ：效蒸发器分离室 ；4-2 ：效蒸发器分离室 ；4-3 ：效蒸发器分离室 ；4-4 ：效蒸发器分离室 ；4-5 ：效蒸发器分离室 ；4-6 ：效蒸发器分离室 ；5-1 ：效二次蒸汽冷凝水罐 ；5-2 ：效二次蒸汽冷凝水罐 ；5-3 ：效二次蒸汽冷凝水罐 ；5-4 ：效二次蒸汽冷凝水罐 ；5-5 ：效二次蒸汽冷凝水罐 ；6 ：水冷器 ；7 ：新蒸汽冷凝水泵 ；代表新蒸汽冷凝水的流动方向 ； 代表二次蒸汽冷凝水的流动方向； 代表二次蒸汽与不凝性气体的流动方向 ； 代表 158、0.6MPa 的新蒸汽。具体实施方式0014 实施例 。
14、1本发明实施例采用六效蒸发器，其示意图如图 1 所示，效新蒸汽冷凝水混合罐 1-1、效新蒸汽冷凝水罐 1-2、效蒸汽冷凝水罐 1-6、末级新蒸汽冷凝水闪蒸罐 1-7 逐级相连，末级新蒸汽冷凝水闪蒸罐1-7底部与新蒸汽冷凝水泵7连接，将末级新蒸汽冷凝水罐1-7闪蒸产生的50的新蒸汽冷凝水送入电厂，顶部与水冷器6相连，二次蒸汽进入水冷器6；效新蒸汽冷凝水混合罐 1-1 还与效蒸发器加热室 3-1 相连，将产生的不凝性气体送入效蒸发器加热室 3-1 中，同时效蒸发器加热室 4-1 还与效新蒸汽冷凝水罐 1-1相连，将料浆换热升温产生的新蒸汽冷凝水送入效新蒸汽冷凝水罐 1-1，以此类推，各效新蒸汽冷凝。
15、水罐与和其效数对应的蒸发器加热室相连，以输送不凝性气体和闪蒸出的二次蒸汽 ；效蒸发器分离室 4-1 与效蒸发器加热室 3-2 相连，将效蒸发器分离室 4-1 中料浆沸腾产生的二次蒸汽送入效蒸发器加热室 3-2 中，以此类推，各效蒸发器分离室都与其下一效蒸发器加热室相连，效蒸发器分离室 4-6 与水冷器 6 相连 ；效蒸发器加热室 4-2 还与效二次蒸汽冷凝水罐 5-1 相连，效二次蒸汽冷凝水罐5-1顶部与效蒸发器加热室3-2相连，底部与效二次蒸汽冷凝水罐5-2相连，以此类推，各效蒸发器加热室和与其效数对应的二次蒸汽冷凝水罐相连，各效二次蒸汽冷凝水罐顶部与和其效数对应的蒸发器加热室相连，底部与下。
16、一效二次蒸汽冷凝水罐相连。0015 采用图 1 中的六效蒸发器进行新蒸汽冷凝水降温与热量回收，按照以下步骤进行：（1）氧化铝厂溶出工段 158新蒸汽冷凝水约 110t/h，与蒸发工段产生的温度为 158的 50t/h 新蒸汽冷凝水在效新蒸汽冷凝水混合罐 1-1 中混和 ；（2）产生的不凝性气体进入效蒸发器的加热室 3-1 中，新蒸汽冷凝水进入效新蒸汽冷凝水罐 1-2 中闪蒸降温至 135，闪蒸产生的二次蒸汽进入效蒸发器的加热室 3-2，产生的135新蒸汽冷凝水进入效新蒸汽冷凝水罐1-3中闪蒸降温至115，闪蒸产生的二次蒸汽进入效蒸发器的加热室 3-3，闪蒸后的 115新蒸汽冷凝水进入效新蒸汽冷。
17、凝水罐 1-4 闪蒸降温至 97，闪蒸产生的二次蒸汽进入效蒸发器加热室 3-4，闪蒸后的97新蒸汽冷凝水进入效新蒸汽冷凝水罐 1-5 闪蒸降温至 79，产生的二次蒸汽进入效蒸发器加热室 3-5，闪蒸后的 79新蒸汽冷凝水进入效新蒸汽冷凝水罐 1-6 闪蒸降温说 明 书CN 104477955 A4/5 页6至 65，产生的二次蒸汽进入效蒸发器加热室 3-6，闪蒸后的 65新蒸汽冷凝水进入末级新蒸汽冷凝水闪蒸罐1-7闪蒸降温至50，二次蒸汽进入水冷器6，闪蒸后的新蒸汽冷凝水进入新蒸汽冷凝水泵 7，通过泵输送至电厂。0016 所述的效蒸发器的加热室3-1采用158、绝对压力为0.6MPa的饱和新蒸。
18、汽，对效蒸发器分离室 4-1 中的含 Na2O 的料浆进行加热，换热升温后的料浆产生二次蒸汽作为效蒸发器加热室 3-2 的热源。效加热室中产生的冷凝水是步骤（1）中所述的新蒸汽冷凝水，自流入效新蒸汽冷凝水混合罐 1-1 中，与效蒸发器分离室料浆沸腾产生二次蒸汽类似，各效蒸发器分离室产生的二次蒸汽都进入下一效蒸发器加热室作为热源，直至效蒸发器分离室 4-6 产生的二次蒸汽进入水冷器 6 中。0017 效的二次蒸汽在效蒸发器加热室 3-2 内换热冷凝产生的二次蒸汽冷凝水进入效蒸汽冷凝水罐 5-1，其产生的不凝性气体进入效蒸发器加热室 3-2，效二次蒸汽冷凝水进入效二次蒸汽冷凝水罐 5-2 与效二次。
19、蒸汽冷凝水混合，并闪蒸出二次蒸汽，进入效蒸发器加热室 3-3。以后逐效蒸发器加热室中产生的二次蒸汽冷凝水都与前效来二次蒸汽冷凝水在本效二次蒸汽冷凝水罐内混合，在下一效二次蒸汽冷凝水罐中进行闪蒸降温，闪蒸降温产生的二次蒸汽进入相应的蒸发器加热室中直到效 - 效的二次蒸汽冷凝水在效二次蒸汽冷凝水罐5-5与效蒸发器加热室3-6产生的二次蒸汽冷凝水混合闪蒸后，二次蒸汽冷凝水收集和能量回收完成，送到氧化铝厂回收利用。0018 实施例 2本实施例采用五效蒸发器，进行新蒸汽冷凝水降温与热量回收，按照以下步骤进行 ：（1）氧化铝厂分解工段 158新蒸汽冷凝水约 80t/h，与蒸发工段产生的温度为 158的 5。
20、0t/h 新蒸汽冷凝水在效新蒸汽冷凝水混合罐中混合并进行闪蒸降温 ；（2）产生的不凝性气体进入效蒸发器的加热室中，新蒸汽冷凝水进入效新蒸汽冷凝水罐中闪蒸降温至 127，闪蒸产生的二次蒸汽进入效蒸发器的加热室，闪蒸后的127新蒸汽冷凝水进入效新蒸汽冷凝水罐中闪蒸降温至 98，闪蒸产生的二次蒸汽进入效蒸发器的加热室，闪蒸后的 98新蒸汽冷凝水进入效新蒸汽冷凝水罐闪蒸降温至83，闪蒸产生的二次蒸汽进入效蒸发器加热室，闪蒸后的 83新蒸汽冷凝水进入效新蒸汽冷凝水罐闪蒸降温至 66，产生的二次蒸汽进入效蒸发器加热室，闪蒸后的 66新蒸汽冷凝水进入末级新蒸汽冷凝水闪蒸罐闪蒸降温至 50，二次蒸汽进入水冷器。
21、，闪蒸后的新蒸汽冷凝水进入新蒸汽冷凝水泵，通过泵输送至电厂，逐级闪蒸降温产生的热量进入蒸发系统回收利用。0019 效蒸发器的加热室采用 158、0.6MPa 的新蒸汽，对效蒸发器分离室中的含Na2O 的料浆进行加热，换热升温后的料浆产生二次蒸汽作为效蒸发器加热室的热源，产生的冷凝水是步骤（1）中所述的新蒸汽冷凝水，自流入效新蒸汽冷凝水混合罐中 ；与效蒸发器分离室料浆沸腾产生二次蒸汽类似，各效蒸发器分离室产生的二次蒸汽都进入下一效蒸发器加热室作为热源，直至效蒸发器分离室产生的二次蒸汽进入水冷器中。0020 效的二次蒸汽在效蒸发器加热室内换热冷凝产生的二次蒸汽冷凝水进入效蒸汽冷凝水罐，其产生的不凝。
22、性气体进入效蒸发器加热室，效二次蒸汽冷凝水进入效二次蒸汽冷凝水罐与效二次蒸汽冷凝水混合，并闪蒸出二次蒸汽，进入效蒸发器加热室。以后逐效蒸发器加热室中产生的二次蒸汽冷凝水都与前效来二次蒸汽冷凝水在本说 明 书CN 104477955 A5/5 页7效二次蒸汽冷凝水罐内混合，在下一效二次蒸汽冷凝水罐中进行闪蒸降温，闪蒸降温产生的二次蒸汽进入相应的蒸发器加热室中，直到效 - 效的二次蒸汽冷凝水在效二次蒸汽冷凝水罐与效蒸发器加热室产生的二次蒸汽冷凝水混合闪蒸后，二次蒸汽冷凝水收集和能量回收完成，送到氧化铝厂回收利用。说 明 书CN 104477955 A1/1 页8图1说 明 书 附 图CN 104477955 A。