浅析管式降膜蒸发器双流程技术在氧化铝生产中的作用

郝晓明，万 明

（山东南山东海氧化铝有限公司，山东 龙口 265713）

在氧化铝的生产过程中，不可避免地会产生多余的水分，而管式降膜蒸发器使用的最主要作用就是将氧化铝蒸发过程中产生的水分排出，以此获得符合要求的最终产品。但是，在管式降膜蒸发器实际投入使用的过程中，人们发现，由于氧化铝生产波动的原因，管式降膜蒸发器和有可能达到超负荷运行的状态，设备不可避免地不停地开启和关闭，无形中增加了设备的耗能，也增加了氧化铝生产的成本。为了改善这一状况，就需要生产过程中使用双流程技术，将管式降膜蒸发器的运行模式替换为双流程模式，以此达到节约能源、提高生产效率和提升经济效益的作用。

1 管式降膜蒸发器的工作原理及其优势所在

管式降膜蒸发器的整体结构复杂，但是总的来说是立式管壳式换热器，管式蒸发器的工作状态下的压力设置成常压，壳程使用的是加热流体，管程中是物料。设计人员在对管式降膜蒸发器设计的过程中，重点考量的部分是设备的材料使用、管板结构组成以及布液设备，最终目的都是要让设备在保持较好的稳定性的同时运行效率能够达到最高。

在管式降膜蒸发器设备的使用过程中，其工作原理主要是由以下几个部分组成：首先，将料液注入管式降膜蒸发器的内部，入料口一般通过蒸发器的顶部，当料液注入设备后，蒸发器的循环管道将料液运输到蒸发器的布膜器中，布膜器能够将料液运输至加热管内壁，料液会沿着加热管的内壁下滑，此时液料呈现为膜状。在这个过程中料液在加热器高温的作用下，有一部分达到沸点最终蒸发形成水汽，这部分水汽与尚未蒸发的液体相混合被设备运输至汽液分离室，在二次蒸汽和雾沫分离器的作用下排出，溶液在循环泵的作用下通过循环管道重新回到蒸发器顶部的布膜器之中，再经过加热管道的高温作用实现料液的蒸发循环作用，通过这一循环增加溶液的浓度，最终产物汇集至管式降膜蒸发器的底部。

氧化铝生产过程同一般的化工生产过程有着一定的区别，在蒸发器选型上也有不同，从蒸水量从小到大各有不同，但现如今企业在蒸发器选型偏重于大型管式降膜蒸发器，蒸水量高达400吨每小时以上比比皆是。同时为了满足不同的蒸发液料、不同浓度要求，这也就使得企业对于蒸发器的效率、质量、稳定性都有着全方位的要求，因此，就必须对管式降膜蒸发器进行进一步的研究和改进。

管式降膜蒸发器的优势在于其良好的导热性，超高的传热效率导致料液受热速度较快，管式降膜蒸发器也凭借之一优势，在各大领域都有着大量的应用，比如说食品生产业、医药业等，其中应用最广泛的要数轻工业，具体用于溶液蒸发、溶液浓缩、废料处理等作业。

2 目前我国管式降膜蒸发器的运行现状

随着管式降膜蒸发器在工业中的大范围使用，相关企业的技术部门已经对其进行了升级和修改，目的是使其效能符合生产所需。但是，随着管式降膜蒸发器的进一步投入使用，氧化铝的产量发生了改变，蒸发器也在使用过程发生着改变。经过对某一氧化铝生产企业的管式降膜蒸发器统计实验得到以下数据，管式降膜蒸发器投入使用的前期蒸水量较大，但随着时间的推移，蒸水量逐步减少，实验开始的第一个月蒸水量为两百吨每小时，第二个月为一百九十五吨每小时，第三个月蒸水量为一百八十九吨每小时，这一数据之后也逐月下降，下降幅度也从五吨每小时上升到十吨每小时。同时，管式降膜蒸发器的运行周期也在逐月下降，从第一个月的三十一天减少到最终的二十七天。通过以上实验结果可以得知，随着管式降膜蒸发器的使用时间加长，其产能和效率都会逐步下降，没有办法满足企业对于生产能力的要求，究其根本原因可知，管式降膜蒸发器的加热管结疤速度过快，因此影响整个蒸发器设备的传热效率，随之蒸水效率不断下降。

3 双流程技术在管式降膜蒸发器中具体应用

通过使用双流程技术，管式降膜蒸发器改变了其原有的运行模式，为提升设备性能和减少能源消耗提供了巨大帮助。具体作用如下：其一，在种分母液蒸发的过程中，这一模式能够清除一效结疤，从而达到种分蒸发器停止运行的效果，最终实现节约能源的效果；其二，考虑到立式蒸发器的具体情况，需要对管式降膜蒸发器进行优化，从而解决一效压力不足的问题，使一效液压达到要求，同时保证管式降膜蒸发器进出料的稳定性，达到提升生产效率的效果。

4 双流程技术对于管式降膜蒸发器的重要作用

4.1 在运行过程中

将双流程技术应用至管式降膜蒸发器中，设备投入氧化铝生产后发现，物料混蒸过程的稳定性得到了保证，管式降膜蒸发器的一效液室压力、蒸水量、运行周期、加汽量以及汽耗等都有了明显的改善。从参数的优化，可以看出双流程改善后的管式降膜蒸发器运行效果趋于稳定化，具体体现在以下几个部分，首先，液室压力增加至原先的四倍有余，加汽量也上升了十吨每小时，进料量和蒸水量也有了显著的提升；其次，在相同时间单位下，管式降膜蒸发器运行所消耗的能源也得到减少；最后，管式降膜蒸发器的运行周期也得到了加长。设备的优化和改进需要等到洗罐之后才能进行，设备持续运转的时间变长，效果同改造之前相比十分显著。

4.2 在经济效益方面

管式降膜蒸发器中双流程技术的作用不仅体现在设备运转过程中，还体现在经济效益方面。由上述作用可知，双流程技术可以延长设备的运行周期，随着管式降膜蒸发器的运行周期的延长，设备平时所需要实施的清理、检查工作次数就可以得到减少，节约了相关了人力资源和物力资源，具体体现在清理设备所需费用，掌握保养、修理设备相关技能的人员培训费用、雇佣对设备进行清检的专业人员的费用、清检设备所需的水电费用等。同时，随着管式降膜蒸发器设备的优化和改造，单位蒸水量的汽耗也有一定量的减少，通过下降单位蒸汽的所需价格，减少单位氧化铝制成成本，即可为企业争取到更多的利润。经过统计和计算，不难发现双流程技术的运用对于经济效益提升的大有好处。

5 结语

本人作为一名常年从事氧化铝生产相关工作的人员，结合了多年的工作经验，本文首先介绍了管式降膜蒸发器的结构组成和具体工作原理，其次分析了管式降膜蒸发器的运行现状，然后说明了双流程技术在蒸发器中的具体应用，最后分别从运行过程和经济效益方面分析了双流程技术对于管式降膜蒸发器的重要作用。但是，要想从根本上解决氧化铝生产过程中资源浪费的问题，并不是一朝一夕就能完成的工作，所谓“合抱之木，生于毫末；九层之台，起于累土；千里之行，始于足下。”相信随着不断地改善以及经验的积累，将双流程技术发扬并加以科学地改进，不仅能够减轻相关作业人员的劳动强度，保证其人身安全，还能有效提高生产效率，创造更大的经济效益以及贡献更多的社会价值。