干法氟化铝能源利用分析

裴耀祖 李彩妍 唐天惕

（宁夏盈氟金和科技有限公司，宁夏 753000）

水资源不仅具有经济效益，而且具有社会效益，是一种对人类生存与发展具有重要意义的宝贵自然资源[2]。其作为一种生产资源，是工业、农业等生产的基础条件，尤其在干法氟化铝生产行业中，水是生产的不可缺少的重要材料。然而，二十世纪以后，随着人口增长与工业发展的同时，也造成了水资源的极大浪费以及严重污染，使水资源的可利用量呈现持续下降趋势。原本能够通过自然生态力量进行循环的水资源在人类社会已出现断裂。因此，我们必须采取有效措施，减少对水资源的占用和循环破坏，有效利用水资源。

1 干法氟化铝工艺流程简述

该公司氟化铝工艺为干法工艺，即粗酸-干氢氧化铝工艺，其核心技术为内返渣外热式反应炉联产双层流化床技术。这种工艺流程较短，主要分为氟化氢制取和氟化铝合成两个部分。浓硫酸和萤石在外加热式回转炉中反应生成氟化氢气体，经预净化塔净化后，再进入流化床反应器与进入流化床顶部的氢氧化铝直接作用得到干法氟化铝产品[1]。干法氟化铝生产工艺见图1。

图1 干法氟化铝生产工艺

2 干法氟化铝生产系统用水分析

2.1 干法氟化铝工艺用水分布及占比

从干法氟化铝工艺成本看，虽水的占比不到1%，但从前期公司用水量来看，每月水单耗在5.0m3/t，折合月用水量在1万m3以上。不仅超出了行业控制水平，也超出了干法氟化铝工艺理论用水量。为了高效、合理地用水，对公司干法各工艺用水进行了水平衡分析，具体见表1。

表1 干法氟化铝系统主要工艺用水点

2.2 干法氟化铝用水分析

2.2.1 真空泵用水分析

真空泵是干法氟化铝生产的核心设备，为生产系统提供负压。真空泵工作液为水。真空泵工作时，工作液连同被抽气体不停地被排出泵体，因此液体必须不断地补充新鲜的冷却工作液。除了形成水环这一基本功能外，工作液还有散发压缩气体所产生的热量并密封叶轮和圆盘之间间隙的作用；并且工作液不能含有任何固体杂质，例如砂子等，否则泵将会严重磨损。因此必须用新鲜水作为工作液，且流量不能低于4m3/h。因真空泵对水质要求比较高，所以不能用其他水代替。

2.2.2 中央吸收装置用水分析

中央吸收装置是整个干法氟化铝生产装置中所有外排气体进入大气之前的最终洗涤装置，正常生产时，当尾气吸收浓度大于10mg/L时，将吸收液打入污水处理站进行处理，否则采用闭路循环吸收。此部分用水量大小的关键在于系统工艺的稳定控制，经对大气冷凝塔的喷淋吸收系统进行改进后，此部分工艺用水量明显减少。

2.2.3 尾渣粉尘治理系统用水分析

干法氟化铝产生的石膏渣在外排过程中有粉尘，通过喷淋吸收将石膏渣中的粉尘吸收，已杜绝粉尘进入空气中。此部分用水只起到喷淋降尘的作用，而且水进入石膏渣中，无需进行处理和回收，因此此部分用水完全可用处理后的中水代替。

2.2.4 预净化酸泵用水分析

预净化酸泵是氟化氢气体粗洗过程中最关键的设备，目前公司采用的是夹板式离心泵，需要不间断进行补水冷却动、静环及其他的配件。此部分对水质要求较为严格，必须用新鲜水。但从目前市场及行业使用情况看，氟塑料合金泵完全可以符合此工况使用。

2.2.5 卫生间用水分析

公司目前有两处公厕投入使用，公厕冲水采用浮球水箱，需要24h不间断冲水，用水量较大，此部分用水完全可用中水代替。

2.3 干法氟化铝节水控制措施

根据公司前期干法污水处理量，每月处理合格后的中水量大约在17000m3左右，前期此部分中水全部外排，浪费严重。通过上述用水分析后，公司对部分用水点进行了以下改进，中水利用率能达到50%左右。

2.3.1 干法用水改进措施

1）经公司生产线试用，氟塑料合金泵完全试用干法氟化铝预净化酸系统工况要求，目前公司三条生产线已更换为氟塑料合金泵。

2）公司在使用新鲜水的各生产工艺处，分别加装水表，做到了准确计量，每日进行统计，并及时解决超出理论用水量的地方，做到了科学管理。

3）卫生间用水全部改为中水及制软水的废水，并根据实际情况采用间断性的供水，用水量较之前节约20%左右。

4）渣仓喷淋用水全部改造为中水，并且加装水表，控制每小时用水量稳定在2m3，杜绝超额用水，造成水源浪费及对尾渣性状的影响。

5）经工艺或技术改进的部分闲置新鲜水供水管，采用了封堵措施，做到防患于未然。

2.3.2 改进前后用水量对比

自公司三月份主抓用水控制以来，公司用水量大大减少，且能稳定控制在3m3/t以下。水平衡前后水单耗对比见表2。

表2 水平衡前后单耗对比

3 结语

通过公司本次水平衡分析，我们对公司的用水状况有了更全面、清晰地了解，在能源管理方面也发现了我们的不足之处。在能源管理方面，我们要做到科学分析及科学管理，用数据说话和解决问题。通过合理化的改进后，虽我们的用水量大大降低了，但是我们还有需要改进的地方，这也成为日后我们工作和努力的目标。