浅谈纯碱生产中重灰炉气的梯级利用

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氨碱法纯碱生产过程中存在多个放热反应操作单元,会产生大量含低品位热能的中间物料和化工废汽,传统的处理方法一般采用循环水冷却方法或直接放空,造成了热能的大量浪费,尤其煅烧工序耗能占纯碱生产总耗能的1/3,具有一定的废热回收潜力。

1 重质纯碱生产工序简介
重质纯碱(以下简称重灰)生产工艺主要有水合法和挤压法。

水合法生产工艺是轻质纯碱在水合器内与化合水反应制得一水碱,一水碱在煅烧炉通过加热管被蒸汽加热、干燥,脱去游离水和结晶水,制得重灰;挤压法生产工艺是轻质纯碱经挤压机压辊挤压,排出气体、增密加工成压饼,压饼经多级破碎筛分后值得合格的重灰。

2 存在问题
水合法重灰生产过程中产生的重灰炉气温度约95℃,焓值较
高,这些低品位热能因空气含量高,回收利用难度大,多数纯碱生产厂家均用引风机排空。

该公司现运行5台重灰煅烧炉,每小时可产生低品位水蒸汽50 t左右(质量流量),若将其直接排空不但造成资源的大量浪费,也会影响周边环境还会加剧周围设备及建筑物的腐蚀。

3 重灰炉气梯级利用
3.1 重灰炉气分析检测及回收方案
通过对该公司重灰炉气分析检测(数据见表1),其平均温度95℃,水汽含量79%左右,经查表重灰炉气焓值2668.8kJ/kg,具有可观的回收效益。

该公司以母液蒸发浓缩、冬季采暖为契机,根据重灰炉气热值较高、空气含量高、换热效果难以保证等特性,制定了合理的热量梯级利用方案,同时开展不同空气含量的废热炉气热能回收装置研发。

行业中将重灰炉气首次用于多效蒸发作为浓缩母液的热源,其二次高含空气废热炉气再经热回收器回收,用于厂区及附近区域冬季采暖,实现低品位热能综合利用,推动公司节能降耗技术发展。

3.2 重灰炉气用于多效母液蒸发浓缩
多效蒸发是将几个蒸发器串联运行的蒸发操作,使蒸汽能得到多次利用,从而提高热能的利用率。

在三效蒸发操作的流程中,第一个蒸发器以生蒸汽作为加热蒸汽,第二个和第三个蒸发器均以前一个蒸发器的二次蒸汽作为热源。

依据二次蒸汽和溶液的流向,多效蒸发的流程可分为:并流、逆流、错流。

该公司多效蒸发系统分为挥氨工序和蒸发工序两个部分。

挥氨工序:生蒸汽作为动力蒸汽经喷射泵抽吸一效分离室二
DOI:10.16661/ki.1672-3791.2017.17.116
浅谈纯碱生产中重灰炉气的梯级利用
王秉钧 王秀忠 张润泽 张彪 缪伟(唐山三友化工股份有限公司 河北唐山 063305)
摘 要:重质纯碱生产过程中会产生大量废热炉气,这些低品位热能因无较好的利用方式大多纯碱企业均放空处理,造成了资源的大量浪费。

唐山三友化工股份有限公司通过对重灰炉气进行分析检测及技术攻关,成功用于母液多效蒸发,二次高含空气废热炉气再次用于冬季采暖,使重灰炉气得到梯级利用,从而达到节能降耗、降本增效目的,也为各纯碱生产企业实现节能减排提供参考。

关键词:重质纯碱 炉气 梯级利用 节能减排中图分类号:TQ114.16
文献标识码
:A
文章编号
:1672-3791(2017)06(b)-0116-02
图中实线为物料流程,虚线为汽的流程图1 重灰炉气梯级利用流程示意图
表1 各重灰煅烧炉炉气分析数据统计表
表2 废热综合利用前后数据查定表
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科技资讯 SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION 次闪蒸汽,混合后的蒸汽通过再沸器加热母液,作为挥氨热源,挥发出游离氨及二氧化碳等混合气,经氨冷却器后送至吸收工序,挥氨后的母液送至三效蒸发工序。

蒸发工序:采用三效逆流降膜蒸发工艺,各重灰煅烧炉和水合机的出气经洗涤塔合并到炉气总管,送往蒸发工序二效加热室,作为母液蒸发浓缩的热源。

二效蒸发器产生的二次汽再次用于三效加热室的热源,相比于传统的多效逆流蒸发工艺,此流程既提高了二次闪蒸汽的品位,增加了二效、三效的蒸发量,还大大降低了生蒸汽的用量。

3.3 废热用于冬季采暖
重灰炉气经多效母液蒸发系统后,60%左右的炉气冷凝成80℃的冷凝水,继续用于生产;经分析,剩余废热炉气中的空气含量已高达46%,再次回收利用难度较大,为实现重灰炉气热能的充分回收利用,该公司成功研发了高含空气回收利用技术以及专有回收设备。

以软水为循环介质,一部分循环软水首先送至三效蒸发系统挥氨工序氨冷器进行初次预热,在氨冷器内52℃的循环软水与83℃左右挥氨塔出气逆流间壁换热,出水温度可升至61℃左右。

较高压力的氨冷器出水和另一部分循环软水再进入喷射式混合加热器喷嘴进口,在喷嘴出口形成螺旋喷雾与三效风机出口来的二次废热炉气在混合段混合,废热炉气与软水分充分接触换热后凝结,不凝气体经扩压段排出,循环软水被加热提升温至65℃左右进入热水桶,经热水泵加压分配用于冬季采暖用户。

4 废热梯级利用效果
重灰炉气用于多效母液蒸发的热源,母液浓度可提高近20ti,进一步降低了重碱蒸馏塔汽耗,而且二次废热炉气可将循环软水由52℃加热至65℃,冬季供暖面积达到7万多平米;通过对重灰炉气的梯级利用,回收率达到75%以上,每小时可回收热量102GJ,折标煤3.5t/h。

此外,氨冷却器改用循环软水冷却,相比之前用循环水冷却减少了冷却塔热负荷,更好的保证了其他工序的冷量需求(见图1)。

5 结语
通过对纯碱生产中重灰炉气的梯级利用,使废热资源得到了充分利用,降低生产成本的同时,还积极推动区域循环的发展,适应当前国家及纯碱行业对节能减排发展的需求,具有显著的经济效益和社会效益。

参考文献
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2012(4):30-32.
有微信客户端的智能手机、RGB 开关(PWM控制)、DHT11温湿度传感器、12V和5V电源的DC/DC转换器、HK－2000B型脉搏传感器、开发板USB接口、AD7794声音采集传感器、扩展连接器。

(1)存储器。

存储器RAM和闪存(Flash)必须位于主板上,传感器作为外设连接到主板。

主板上有足够的RAM和Flash以支持对传感器信息的处理和WIFI模块想微信客户端传递数据所需的内存。

闪存还用于存储用户电路的特定信息。

(2)设置配置。

设备的配置设置存储于系统,这些设置不会因为软件更新而改变。

基本设置项有专门的表格以供用户查询。

(3)电源。

主板、和所有连接设备供电的电源都有一个电源转换器提供。

主板有一个USB接口来供电。

电源转换器必须符合IEEE 802.3af 标准(最大3.3V)。

(4)温湿度传感器。

温度湿度检测模块采用含已校准数字信号输出的DHT11数字温湿度传感器,DHT11采用3.3～5.5 V直流供电,湿度测量范围20%～90%RH,湿度测量精度±5%RH,湿度分辨率1%RH,可完全互换,长期稳定性<±1%RH/年。

单线制串行接口输出数字信号,使系统集成变得简易快捷。

超小的体积、极低的功耗,使其适用于多点尿湿检测。

(5)心率传感器。

心率采集监测模块采用HK－2000B型脉搏传感器对脉搏信号进行拾取,其具有灵敏度高,抗干扰能力强 ,使用寿命长等特
点。

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其中采集节点利用电池供电,体积小而且耗能低。

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声音检测报警只对1 500 Hz以上声音进行检测,当该频段范围内的声音幅度超过阈值时,通过无线传输模块发送信号使接收终端声光报警,声音阈值根据实际环境由用户调节。

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4 结语
一款合适的婴儿监护系统能帮助父母实时的监测婴儿的活动情况,对有可能产生的危险能在第一时间传送给父母,以便父母及时应对。

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参考文献
[1]戴晟晖.微信公众平台搭建、开发与实践指南[M].中国铁道出
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