青海盐湖氯化钾装置成品干燥系统节能减排改造浅析

2010-05-02刘晓钟

科学之友 2010年4期

高松，刘晓钟

（青海中信国安科技发展有限公司，青海格尔木 816000）

1 现有氯化钾生产装置热能使用概况

1.1 成品干燥系统

采用回转干燥机进行干燥，以燃烧天然气产生的高温烟气为热源进行干燥作业。系统由燃烧机、鼓风机、回转炉、进出料装置、旋风分离器、布袋除尘器、引风机、烟囱等设备组成。（见表2）。干燥炉每年运行约240 d，平均每吨氯化钾耗天然气12.5 Nm3左右，每小时耗天然气260 Nm3左右。

1.2 配药用热水加热系统

采用两台（其中一台备用）每小时生产1.5 m3、85 ℃热水的天然气燃气锅炉及热水泵、管路、配药槽等组成（见表3）。锅炉每小时耗天然气20 Nm3左右。

1.3 车间采暖

每年生产期的初期和后期，环境温度较低，因此生产车间需要采暖。目前采用的方式是燃煤锅炉供暖，每年平均耗煤150 t左右。

本文就有效利用氯化钾装置生产过程中所排出的尾气中所含的废弃热量和其他散热，增加必要的高效换热设备以取代配药用热水锅炉和燃煤供暖锅炉，达到节能减排的目的。

2 尾气成分及可利用热量分析

现有干燥系统由引风机排出的烟气温度在150 ℃左右（以下简称为低温烟气），烟气量约19 360 Nm3/h左右。烟气成分主要为水蒸气、N2、CO2、O2等，其热量具有很大利用价值。

2.1 干燥炉排出废烟气成份

（1）天然气燃烧产生的水蒸气：温度 150 ℃，流量经计算为410 kg/h，相当于520 Nm3/h。

（2）氯化钾干燥过程中产生的水蒸气：温度150 ℃，流量经计算为500 000/24×（10 %－2 %）＝1 670 kg/h，相当于2 072 Nm3/h。

（3）天然气燃烧产生的 CO2以及空气带入的 N2和过剩的O2：温度150 ℃，流量经计算CO2为260 Nm3/h，N2为13 457 Nm3/h，O2为 3 058 Nm3/h。

2.2 各部分烟气成份可利用的有效热量

余热烟气由150 ℃冷却到100 ℃时，释放的热量为：

经计算，因燃烧时混入大量的空气以及进出料口吸入冷风（过量系数约为 6.8），烟气中的水蒸气在正常运行中不会产生冷凝水，但在装置启动初期，因为水温和烟气温度都很低，有可能产出少量的冷凝水，其冷凝水量可以忽略不计。

3 项目节能减排改造方案

节能改造采用一级余热回收装置。

3.1 尾气热量经余热锅炉加以利用

（1）余热锅炉（安装在引风机出口的烟道处）将10 ℃的冷水加热至85 ℃，产生1.5 m3/h的热水供配药用热水加热系统使用，吸收热量为4.18×1 500/3 600×（85－10）＝131 kW水通过循环泵在储水箱与余热锅炉之间循环，冷水经余热锅炉加热后返回储水箱，储水箱外部设有保温层，其温度始终维持在85 ℃左右，随时供配药使用。

（2）余热锅炉产生的热水温度采用自动控制，通过电动阀门使水箱温度保持在设定温度。余热锅炉的设计留有一定的余量，多余的热量在取暖季节直接用于供暖。在不取暖时用于补充到分解水内。

（3）烟气中含有一定量的HC l，随着HCl浓度和温度的增加，碳钢腐蚀率增加，［1］所以余热锅炉与烟气接触的部件采用可靠的防腐措施。