煅燒蒸汽冷凝水回收工藝流程改造

何春梅，陳 巖，余和貴

(江蘇井神鹽化股份有限公司淮安堿廠，江蘇淮安 223200)

參考文獻

煅燒蒸汽冷凝水回收工藝流程改造

何春梅，陳 巖，余和貴

(江蘇井神鹽化股份有限公司淮安堿廠，江蘇淮安 223200)

簡單介紹了煅燒工藝?yán)淠厥绽玫谋匾约案脑烨昂箪褵に嚴(yán)淠C合利用的工藝流程，并對改造前后的經(jīng)濟效益進行了對比。

煅燒爐；蒸汽冷凝水；回收；閃發(fā)；軟水；節(jié)能

1 項目背景

純堿行業(yè)是化學(xué)工業(yè)的耗能大戶，純堿生產(chǎn)所消耗的能源為焦炭、蒸汽、電、水。在這些能源消耗中，蒸汽能耗約占綜合能耗的40%，是消耗量最多的能源[1]。

煅燒蒸汽冷凝水經(jīng)二次閃發(fā)回收部分蒸汽后，其閃發(fā)后冷凝水的壓力約為0.5 MPa，溫度約150 ℃。早期純堿企業(yè)為回收蒸汽冷凝水，降低能源消耗，一般將其送回至熱電工序，作為軟水的補充水使用。煅燒工序二次閃發(fā)的冷凝水水質(zhì)符合中壓鍋爐用水使用的標(biāo)準(zhǔn)，因此可以直接送至鍋爐除氧器，除氧后作為鍋爐給水用。

但隨著配套高壓鍋爐的投用，對鍋爐給水水質(zhì)要求較高，煅燒二次冷凝水指標(biāo)不能達(dá)到高壓鍋爐用水的指標(biāo)，須重新進入制水系統(tǒng)進行軟水精制。而煅燒冷凝水的溫度超過軟水制水裝置中樹脂的溫度，必須經(jīng)過間接換熱降溫處理。換熱過程的熱能不能得到充分的利用。因此為煅燒冷凝水找到一個最佳的利用方式，充分利用其熱能，并獲得水質(zhì)極好的軟水資源是十分必要的。

在純堿生產(chǎn)過程中，煅燒車間蒸汽冷凝水經(jīng)過二級閃發(fā)后，冷凝水送至制鹽外排，其熱量并未得到充分的利用，同時也造成了水資源的浪費，生產(chǎn)成本增加。

本文主要介紹煅燒蒸汽冷凝水改造前后的綜合利用工藝流程，同時對改造前后的經(jīng)濟效益進行了對比。

2 改造前蒸汽冷凝水工藝流程

如圖1所示，熱電公司3.2 MPa蒸汽通過減溫裝置減溫后送入堿廠進入輕灰煅燒爐，在輕灰煅燒爐內(nèi)煅燒分解來自重堿車間的濕重堿，放出熱量后變成冷凝水，冷凝水通過儲水槽經(jīng)過第一閃發(fā)器閃發(fā)后，產(chǎn)生的1.6 MPa蒸汽供重灰煅燒爐使用；冷凝水經(jīng)過第二閃發(fā)器閃發(fā)后，產(chǎn)生的0.5 MPa蒸汽送重堿車間蒸餾工序使用，冷凝水通過余壓送至冷凝水總管。一閃產(chǎn)生的1.6 MPa蒸汽，作為重灰煅燒爐的熱源。蒸汽放出熱量后產(chǎn)生的冷凝水通過儲水槽進入重灰閃發(fā)器閃發(fā)后，蒸汽與二閃汽一起送蒸餾工序，冷凝水經(jīng)冷凝水總管，部分送石灰車間化灰工序，其余約80%煅燒工藝?yán)淠苯铀椭汽}冷凝水系統(tǒng)。

圖1 改造前蒸汽冷凝水工藝流程

3 改造后蒸汽冷凝水工藝流程

在上述方案中，閃發(fā)器的設(shè)計顯得較為重要，合理的設(shè)計閃發(fā)器不僅能夠節(jié)約飽和蒸汽的耗量，而且能大量回收蒸汽冷凝水，降低能源消耗。根據(jù)工藝參數(shù)，經(jīng)計算設(shè)計的閃發(fā)器尺寸為：標(biāo)準(zhǔn)橢圓EHA封頭公稱直徑5.2 m，封頭深度1.34 m，總高度9.7 m[2]。

圖2為改造后煅燒工藝?yán)淠鞒虉D。將煅燒車間二閃和重灰冷凝水閃發(fā)出的蒸汽直接進入低壓蒸汽總管，煅燒蒸汽冷凝水除部分送化灰工序，剩余全部送至蒸餾工序，在蒸餾工序增加一臺閃發(fā)器和兩臺冷凝水泵，冷凝水自壓至重堿蒸餾閃發(fā)器進行閃發(fā)，閃發(fā)蒸汽全部進入高真空蒸餾塔，閃發(fā)后的冷凝水經(jīng)過冷凝水泵送至板式換熱器(利用廢淡液換熱)降溫后經(jīng)過廢淡液管線送濾過、煅燒工序、熱電、一公司作為補充和備用水源，工藝流程如圖2。

圖2 改造后蒸汽冷凝水工藝流程

4 經(jīng)濟效益分析

4.1 改造前后工藝指標(biāo)參數(shù)

表1為蒸汽冷水改造前后工藝指標(biāo)參數(shù)，從表中可以看出蒸汽冷凝水工藝流程經(jīng)過改造后，冷凝水的溫度從148 ℃降低到85 ℃，其中所釋放的熱量均被高真空蒸餾塔所利用。從而進一步減少了補充蒸汽的消耗。

表1 蒸汽冷凝水改造前后工藝指標(biāo)參數(shù)

4.2 節(jié)約軟水蒸汽消耗

為了進一步分析改造前后軟水、蒸汽消耗，分別選取改造前后三天的日產(chǎn)平均數(shù)據(jù)進行對比。表2為改造前后噸堿軟水用量，從表中可以看算出，改造后三日平均噸堿軟水消耗相比于改造前降低了0.136 m3。

表2 改造前后噸堿軟水用量

注：表中時間分別為改造前1月21日20:00至1月24日19:00，改造后3月27日20:00至3月30日19:00，期間生產(chǎn)都相對平穩(wěn)。

圖3為改造前后噸堿低壓蒸汽消耗用量，從圖中可以明顯看出改造后低壓蒸汽消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于改造前低壓蒸汽消耗用量。經(jīng)計算，改造后三日平均噸堿低壓蒸汽消耗用量相比于改造前降低38 kg。

圖3 改造前后噸堿蒸汽汽耗

注：圖中時間分別為改造前1月21日20:00至1月24日19:00，改造后3月27日20:00至3月30日19:00，期間生產(chǎn)都相對平穩(wěn)。

經(jīng)過改造后，系統(tǒng)增加兩臺37 kW/h的變頻泵，日常生產(chǎn)時開一備一，噸堿電耗增加0.558 kW。

目前淮安堿廠年產(chǎn)純堿約50萬t，如果軟水價格以每噸2元，蒸汽價格以每噸100元，用電價格以0.3元/kW進行計算，則經(jīng)過技術(shù)改造后，噸堿軟水和蒸汽消耗可節(jié)約成本：2×0.136+0.038×100=4.07萬元；37 kW變頻泵可增加成本：0.3×0.558=0.18萬元。因此，通過技術(shù)改造后，噸堿成本可降低3.9元,每年可節(jié)約生產(chǎn)成本195.2萬元。

5 總 結(jié)

經(jīng)過技術(shù)改造后，噸堿成本可降低3.9元，年節(jié)約生產(chǎn)成本195.2萬元。同時通過技術(shù)改造，軟水用量和水質(zhì)得到了保證，進一步增加了生產(chǎn)系統(tǒng)穩(wěn)定性。

目前，純堿行業(yè)受產(chǎn)能過剩、市場蕭條的影響面臨著巨大的生存壓力，淮堿只有通過內(nèi)部挖潛，節(jié)能降耗，才能在激烈的市場競爭中占據(jù)有利地位。煅燒蒸汽冷凝水項目的投入運行，回收了余熱和軟水，既符合國家“十三五”能源規(guī)劃發(fā)展方針，也為企業(yè)帶來了較好的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1] 陳學(xué)勤.氨堿法純堿工藝[M].沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1989

[2] 陳巖.煅燒工藝?yán)淠C合利用流程改造及計算[J]. 純堿工業(yè)，2015(3)

TQ114.16

B

1005-8370(2017)03-40-03

2017-04-18

何春梅(1987—)，本科學(xué)歷，畢業(yè)于揚州大學(xué)化學(xué)工程專業(yè)，現(xiàn)為江蘇井神鹽化股份有限公司淮安堿廠煅燒車間技術(shù)員。