氨堿廠蒸汽熱能的綜合利用簡(jiǎn)析

趙安太,孫秀霞

(山東?；煞萦邢薰?純堿廠,山東 濰坊 262737)

氨堿廠蒸汽熱能的綜合利用簡(jiǎn)析

趙安太,孫秀霞

(山東?；煞萦邢薰?純堿廠,山東 濰坊 262737)

介紹了3.7 MPa過(guò)熱蒸汽在汽輪機(jī)做功后乏汽與0.5 MPa過(guò)熱蒸汽以及煅燒爐3.2 MPa蒸汽使用后,凝水二閃,三閃汽一并進(jìn)入母液蒸餾塔使用。凝水一部分回?zé)犭姀S循環(huán)使用。

蒸汽;熱能綜合利用

氨堿法純堿工業(yè)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,生產(chǎn)工藝技術(shù)日臻成熟。各企業(yè)不斷進(jìn)行的技術(shù)改造和優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程,其目的之一就是降低能源消耗。氨堿企業(yè)主要的能源消耗材料為蒸汽、焦炭(無(wú)煙煤)、電等。按照濰坊純堿廠現(xiàn)有的工藝和設(shè)備配置,蒸汽耗用量占總耗能量的>76%,蒸汽消耗的多少是影響企業(yè)綜合能耗高低的決定因素,因此,如何降低純堿生產(chǎn)的蒸汽消耗,對(duì)降低能耗具有重要意義。

1 蒸汽熱能分布(見(jiàn)圖1)

圖1 蒸汽熱能分布

2 熱能平衡分析

在生產(chǎn)過(guò)程中,3.7 MPa過(guò)熱蒸汽在汽輪機(jī)做功后乏汽與0.5 MPa過(guò)熱蒸汽以及煅燒爐3.2 MPa蒸汽的二閃、三閃汽一并進(jìn)入母液蒸餾塔使用。所有蒸汽凝結(jié)水一部分隨廢液外排,一部分回?zé)犭娧h(huán)使用。從熱能分布看,母液蒸餾塔的蒸汽消耗主導(dǎo)著整個(gè)純堿生產(chǎn)系統(tǒng)的熱能平衡。3.7 MPa和3.2 MPa蒸汽的綜合利用更能決定著0.5 MPa蒸汽消耗的高低,從而影響著整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的蒸汽消耗。今就我廠的蒸汽綜合利用分析如下。

2.1 3.7 MPa過(guò)熱蒸汽

螺桿壓縮機(jī)采用3.7 MPa過(guò)熱蒸汽作驅(qū)動(dòng)力,考慮到汽輪機(jī)汽室乏汽壓力設(shè)計(jì)參數(shù)和使用年限,乏汽壓力和溫度一般在0.16 MPa、200℃左右。目前該汽已經(jīng)難以挖掘潛力,只能作為一種過(guò)熱乏汽供蒸餾塔使用。在同樣溫度下,該乏汽的熱焓值略高于0.5 MPa蒸汽的熱焓值。如果壓縮機(jī)和蒸餾塔的開(kāi)機(jī)規(guī)模匹配,理論上壓縮機(jī)乏汽量能夠滿足蒸餾塔的用汽要求。事實(shí)上在2009年1～8月份,由于純堿市場(chǎng)原因,我廠老線產(chǎn)能低,6臺(tái)螺桿壓縮機(jī)的乏汽量基本滿足4臺(tái)蒸餾塔的供汽。而0.5 MPa的蒸汽只是用來(lái)調(diào)節(jié)蒸餾塔溫度使用。2009年8月份,老線0.5 MPa蒸汽單耗完成90 kg/t,老線蒸餾汽耗累計(jì)完成汽耗270 kg/t。

2.2 3.2 MPa飽和蒸汽

由于煅燒用汽是一種具有一定過(guò)熱溫度的飽和蒸汽,不管蒸汽壓力和溫度有多大變化,其飽和熱焓值均在2.80 MJ/kg左右。當(dāng)然如果過(guò)熱溫度和壓力越高,對(duì)降低煅燒蒸汽消耗是有益處的,但是過(guò)高的溫度對(duì)煅燒爐的加熱管和設(shè)備本身的漲縮度有很大影響。經(jīng)過(guò)加熱干燥后的蒸汽具有較高的熱焓值,經(jīng)過(guò)一次閃發(fā)壓力在1.4 MPa左右,可以去重灰煅燒爐使用,繼續(xù)對(duì)其凝液閃發(fā),閃后蒸汽與輕灰煅燒爐的二次閃發(fā)汽一并去蒸餾塔使用,冷凝水輸送到熱電廠。經(jīng)過(guò)二次閃發(fā)后的凝結(jié)水壓力、溫度在0.5 MPa和158℃左右,這部分熱能回到熱電廠會(huì)影響其熱能平衡,而對(duì)純堿生產(chǎn)來(lái)說(shuō),具有一定的回收利用價(jià)值。2007年我廠通過(guò)自身技術(shù)改造,采用低溫凝結(jié)水回收工藝,在原有的二次閃發(fā)罐后安裝DHQ-11(190)Ⅱ型和DHQ-9(50)Ⅱ型低溫汽回收器,進(jìn)行三次閃發(fā),將其閃發(fā)到壓力為0.18 MPa的低壓汽供蒸餾塔使用。經(jīng)過(guò)工藝查定,回收低壓蒸汽量為10 t/h左右。溫度為127℃的凝結(jié)水送回?zé)犭姀S,極大地改善了熱電廠熱平衡問(wèn)題,其經(jīng)濟(jì)效益非常可觀。

2009年9月份,我廠老系統(tǒng)開(kāi)始實(shí)施重堿二次脫水工程。重堿水分降低4%～5%,對(duì)降低煅燒蒸汽消耗產(chǎn)生很大影響。通過(guò)物料、熱能平衡查定,按照脫水前后重堿水分為17.5%和13.5%計(jì)算,可以降低煅燒蒸汽170 kg/t堿。但是由于重堿水分量的減少,煅燒爐氣的含熱量發(fā)生很大變化。降低4%的水分,等于在爐氣中減少90 kg/t堿的水蒸氣,因?yàn)檫@部分水蒸氣的減少,在母液聯(lián)合塔內(nèi)使得熱母液溫度降低3℃左右。所以重堿二次脫水技術(shù)能夠提高煅燒爐的產(chǎn)能,降低其蒸汽消耗,但是該技術(shù)只是對(duì)分離后母液進(jìn)行整體轉(zhuǎn)移到蒸餾塔中,從熱能平衡角度來(lái)講,還要考慮蒸餾塔蒸汽消耗的增加量。

2.3 0.5 MPa過(guò)熱蒸汽

該蒸汽全部用于母液蒸餾塔。除煅燒二閃、三閃汽和壓縮機(jī)乏汽等一并進(jìn)入蒸餾塔外。蒸餾廢液的熱含量可通過(guò)一次和二次閃發(fā),一次閃發(fā)汽直接去蒸餾塔預(yù)熱段,進(jìn)一步提高預(yù)熱母液溫度。二次閃發(fā)汽全部進(jìn)入淡液塔使用,使蒸餾廢液溫度降低到<98℃。

3 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)過(guò)多次技術(shù)改造,各類蒸汽的熱能可再利用,特別是煅燒蒸汽的多級(jí)閃發(fā),在一定程度上降低蒸餾汽耗。在實(shí)際生產(chǎn)中,各企業(yè)都是以蒸餾塔的運(yùn)行負(fù)荷來(lái)平衡生產(chǎn)。在熱能平衡過(guò)程中,可以利用蒸餾塔的熱能,尤其使用0.5 MPa蒸汽用量來(lái)平衡全廠的熱能平衡。因此0.5 MPa蒸汽的消耗直接反映出蒸餾塔的運(yùn)行狀況的好壞,也反映出煅燒和壓縮工序設(shè)備匹配程度和設(shè)備出力率的高低。

目前我廠投用固、液相重灰生產(chǎn),尤其在生產(chǎn)低鹽重灰或重灰產(chǎn)量高的情況下,由于閃發(fā)氣量的減少和系統(tǒng)循環(huán)量增加,會(huì)使蒸餾汽耗升高;另外重堿脫水技術(shù)導(dǎo)致母液溫度降低;使用電石泥化灰,灰乳溫度降低等因素都能影響蒸餾汽耗。為最大限度節(jié)約蒸汽,對(duì)造成蒸餾汽耗升高的各種因素,又尋找了新的熱源來(lái)確保熱母液溫度不降低,同時(shí)對(duì)重堿二次脫水造成的母液增加(亦多耗氣)亦要采取有效措施。例如用蒸餾塔加熱反應(yīng)后的介質(zhì)與母液換熱;采用干法蒸餾工藝技術(shù),充分利用生石灰的反應(yīng)熱;可以用母液代替循環(huán)水冷卻爐氣等。另外對(duì)含有一定熱能的煅燒爐三次閃發(fā)后的凝結(jié)水,在熱電廠不能充分利用的情況下還具有開(kāi)發(fā)價(jià)值。利用這部分水在不影響其水質(zhì)的條件下,非常適合與冷母液換熱,提高母液溫度;如果實(shí)現(xiàn)這一工藝要求,煅燒蒸汽的熱能完全應(yīng)用到生產(chǎn)中,蒸汽總體消耗會(huì)降低,對(duì)降低氨堿生產(chǎn)綜合能耗具有重大意義。

TK01.9

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1005-8370(2010)03-11-02

2009-11-10