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浅谈纯碱生产过程中低品位热能的回收利用

2014-09-15李俊杰匡勇娇李岸芷

纯碱工业 2014年3期
关键词:炉气纯碱反渗透

李俊杰,匡勇娇,李岸芷

(广东南方碱业股份有限公司,广东 广州 510760)

广东南方碱业股份有限公司原设计年产20万t纯碱,是广州市“八五”期间重点建设项目之一。自配3台65t/h锅炉,2台6000kW发电机,采用卤水精制、冷冻提硝、真空制盐和利用含硝矿盐为原料的氨碱法盐碱联合纯碱生产企业。公司主要工艺技术是引进比利时索尔维公司的真空蒸馏、盐水精制和化灰三项技术,也是当时国际上纯碱生产较先进的工艺技术。经过多年技术创新、挖潜改造,现公司纯碱生产能力为600kt/a,无水芒硝85kt/a。

1 纯碱生产过程中低品位热能分析

纯碱生产中蒸汽加热点较多,蒸汽消耗量大,蒸汽冷凝水直排,尾气、锅炉烟气、废液带走热量;另一方面,系统生产换热设备多,生产过程中产生大量的工艺热能需及时移走,同时还消耗大量的循环冷却水。纯碱生产中低品位热能包括高温废气余热、冷却介质余热、化学反应余热、废汽废水余热、高温产品和炉气余热等。我司技术中心组织对全厂范围内进行了一次低品位热源的初步调研。目前我司纯碱生产过程中部分可利用低品位热源及其热值如表1所示。

从上表中热值的数据显示,热能损失最大的是重碱蒸馏、碳化反应过程大量冷却水带走热量,其次是清废液排放、炉气、CO2压缩机及后冷循环冷却水带走热量,损失热量最小是重灰流化床尾气带走的热量。

表1 纯碱生产主要低品位热源可利用热值表

2 低品位热能综合利用情况

2.1 乏汽和蒸汽冷凝水余热的回收利用

1)汽轮机乏汽经过减温减压之后进入蒸汽管网,产生约20t/h、0.3MPa低压蒸汽用作蒸吸工序、盐硝制盐和提硝工序的热源。

2)CO2压缩机乏汽回收用作蒸馏塔热源,蒸氨后的废淡液(75℃50m3/h)送到石灰化灰用作化灰水用;3t/h 80℃锅炉连排水回收至化灰。

3)煅烧炉冷凝水及硝干燥空气加热器冷凝水经过一次、二次闪发之后,产生的二次蒸汽并入低压蒸汽管网,冷凝水送回电站锅炉,流程如图1。

图1 乏汽和蒸汽冷凝水余热回收

2.2 利用煅烧炉部分炉气热能预热锅炉脱盐水

煅烧炉气降到60℃以下经压缩机送碳化使用,需大量循环水带走炉气的热量,增大了循环水系统的负荷。而脱盐水需要加蒸汽预热到104℃才能进锅炉汽包,如果用炉气的热量把脱盐水预热,其节能量十分可观。

现将一台波纹管换热器脱盐水代替循环水,脱盐水经炉气预热后再送去锅炉,这样利用预热锅炉脱盐水的方式达到炉气降温的目的。

图2 炉气热能预热锅炉脱盐水

2.3 利用CO2压缩机后冷器预热反渗透进水

东江水经水处理后进入反渗透装置制脱盐水供公司锅炉用水,因冬季气温较低,进水温度低于30℃时,反渗透产水率下降明显。因此,在反渗透进水管加装一台管道泵,把反渗透进水送至重碱一台CO2压缩机后冷器换热,然后,送回热电反渗透装置。输送直流水约90m3/h,温度可以从16℃升高到41℃,压缩出气温度指标控制正常,反渗透装置产水量增加明显,单台反渗透装置每小时产水多5~10t,产水率提高20%~30%。

2.4 化灰排气筒余热回收

化灰机内石灰消化产生大量的热量,蒸汽附带着细小颗粒从化灰机尾部排气筒排入大气,对环境造成一定的影响。

在化灰排气筒上增加喷淋和回收装置,用直流水进行两层喷淋,加入直流水30~40m3,水温从23℃升到80℃,有效地对化灰机排气筒排出的尾气进行冷却降温,回收化灰尾气余热,升温后的直流水用于化灰,每小时可节约蒸汽3t。同时,减少排气筒排出的粉尘,改善了现场环境。

2.5 真空吸收塔上部冷却水热量回收

氨盐水在真空吸收塔内吸氨反应产生热量,由循环水经冷却水箱换热后(温度48~55℃)送至化灰水槽,对其热量进行回收利用,化灰低压蒸汽消耗降低3~5t/h,年节约运行成本462万元。同时,减少高温水返回循环水水场,水场温度下降0.5℃左右,提高循环水的品质。

3 低品位热能利用的展望

我司近几年在节能降耗方面取得了显著地成绩,今后继续在低品位热源的综合开发利用上进一步挖潜。目前,我司正在积极地寻找途径,开发利用余热回收新技术,在未来几年内将实现煅烧炉气、清废液等低品位热源的热量回收利用,为我司节能降耗作出贡献。

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