关于元明粉生产中节水减排措施的探讨_冯卫忠
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但当用汽设备在正常运行后情况就不同了，随着 设备及管路不断受蒸汽加热，温度逐渐上升，蒸汽与 设备之间的温差减少，蒸汽传给设备的热量也相应减 少。即设备所需的热量比在开冷车时减少了，蒸汽放 热后凝结成水的量随之减少。如果旁通阀门仍开着， 则旁通阀除流出凝结水外，还有大量的蒸汽排出，这 时进入用汽设备的多余蒸汽就不可能再提高到设备的 温度。因为这时两者之间的温差比开冷车时小得多。
２０１４ 年第 ２ 期 （总第 １０１ 期）
２０１４ 年 ２ 月
节能减排
关于元明粉生产中节水减排措施的探讨
冯卫忠 １，吴益梅 ２
（１． 南风化工集团元明粉分公司，山西 太原 ０３００２１； ２． 中交公路规划设计院有限公司，北京 １０００８８）
摘 要： 针对芒硝生产元明粉生产的水需求和消耗，通过水平衡测试和水循环利用和减排措施的探讨，节约水资源，
［1］ 唐建荣.生态经济学［M］.北京：化学工业出版社，2005. ［2］ LIU Q，PENG X C，ZHOU L X，et al.Quantitative research
on ecological compensation among every city of Guangdong Province based on ecological footprint and ecological carrying capacity［J］.Meteorological and Environmental Reaserch，2010，1(6)：82-85. ［3］ 钟 义，程 欢，彭晓春，等.珠三角城市群生态足迹分析 ［J］.安徽农业科学，2012，40(27)：13 522-13 525.
衡测试图 （见图 １），寻找水损失的环节和漏点，减少跑
ａ） 在工地随意可见蒸汽泄漏现象，即使在蒸汽排
冒滴漏，增加回收容器和设备，进行循环利用；ｃ） 元明 出口装了疏水阀，却不能合理利用，经常处于排空状
粉生产中的水和蒸汽循环流程图和漏点 （见图 ２）。
态 （蒸发罐蒸发室不凝气体排出和翅片散热器排出）。
热器，通过热交换，蒸汽转化为冷凝水，在不凝气排 蒸汽加热冷设备和由很热的器壁加热产品，两者之间
空过程中，都不可避免造成蒸汽的损失，如何将冷凝 的工作条件是显著不同的。在开车时，冷的器壁大量
水重复利用和减少蒸汽损失是关键点。
（下转 １１８ 页）
·８５·
２０１４ 年第 ２ 期
２０１４ 年 ２ 月
出口贸易量，实现进口弥补赤字能力的提升，同时引 导人们合理消费，弥补其生态资源的不足。 参考文献：
Abstract: In view of the demand and consumption of water in producing anhydrous sodium sulfate with glauber's salt, discuses the water balance test, water recycle and emission reduction measures, in order to save water resources which is is beneficial to both the country and people. Key words: anhydrous sodium sulfate；drainage valve；heat enthalpy；sensible heat；latent heat
在蒸发室和翅片散热器的不凝气体排出口，采用 蒸汽疏水阀，将冷凝水回收合格循环使用，大大减少 软化水的补充水量。
疏水阀的作用就是“自动阻汽排水、排不凝性气 体”。它是实现疏水系统全部功能的主要载体和基本 单元。可以说，疏水阀决定着疏水系统、凝结水回收 系统乃至整个蒸汽系统合理运行的成败。
疏水阀选型或应用不当，安装到具有相当压力的 系统中还会带来安全隐患。所以对整个蒸汽系统而
１ 概述地下水的开采危害及节水的重要性和 紧迫性
地下水是中国重要的供水水源。目前，中国地下 水开采总量已占总供水量的 １８％，北方地区 ６５％的生 活用水、５０％的工业用水和 ３３％的农业灌溉用水来自 地下水。
水参与了工矿企业生产的一系列重要环节，在制 造、加工、冷却、净化、空调、洗涤等方面发挥着重 要作用，被誉为工业“血液”。地下水作为北方工矿 企业用水的唯一途径，不仅仅对人类生活用水需求构 成了严重威胁，而且化工企业用水，往往与地下水连 通，如发生生产设备故障，化工废水与地下水形成倒 灌，将对地下水造成污染，直接饮用将危害人类身体 健康，同时地下水的大量开采，还容易造成地面沉 降，最终引发地质灾害，对我们的居住环境造成极大 破坏。
所以在正常运行时开旁通阀进行跑汽是浪费蒸 汽，应该关闭旁通阀，让疏水阀投入运行，以阻止未 经充分利用过的蒸汽排出；
ｂ） 有些工厂的用汽人员虽然知道安装疏水阀可以 充分利用蒸汽中的潜热，但有认为用了疏水阀以后， 用汽设备的温度会降低，影响产量。所以在用汽设备 上就不装疏水阀。有些厂虽然装了疏水阀，但并不使 用，用汽设备在正常运行时开旁通阀，蒸汽一出用汽 设备就直接放到回水管或地沟里 （跑汽操作），这都 是不对的。
·８４·
资源的节约利用和循环利用，对化工企业生产用水， 尤为显得重要和紧迫。
２ 国内化工行业节水现状和节水减排存在的 困难
近年来，国内化工行业节水减排工作取得较大成 效。但同时也面临和存在很多困难和问题，如：化工 企业一般都是大型国有企业，工作人员责任心不强， 节水减排意识不足、积极性不高。这是国有企业的一 大通病，急需改进。很多老企业建设初期缺乏合理规 划，难以重新对企业进行整体规划和技术改造，从而 很大程度上限制了节水减排工作的开展。各种基础资 料缺少记录，由于化工企业节水减排工作近几年刚刚 起步，很多企业都没有相关的可靠数据供使用。国内 虽有再生水回用于冷却水的水质标准，但针对化工行 业的回用水水质标准尚未建立。
地处山西运城盐湖的南风化工集团，其元明粉分 公司作为国内元明粉龙头企业，同样面临水资源的节 约回收利用和浪费问题。如何对不同水质的废水进行 分质处理，用最低的经济成本，尽可能提高废水回收 利用率，降低吨产品的水耗，提高经济效益，是当前 乃至以后亟需解决和完善的重要问题。
２０１４ 年第 ２ 期
冯卫忠，等：关于元明粉生产中节水减排措施的探讨
５．１ 溶化介质中水的损失的措施 ａ） 疏通和完善生产环节各排水渠道与回收池连
通，形成循环闭路；ｂ） 针对现场操作存在的阀门跑冒 滴漏的现象十分明显，应建立泄漏点档案，加强现场 工作人员巡检和维修，创建“无泄漏工厂”为目标， 并开展车间活动竞赛。 ５．２ 锅炉水的损失点措施 ５．２．１ 蒸汽疏水阀的安装和作用
［4］ 赵志强，高江波，李双成，等.基于能值改进生态足迹模型的 广东省年生态经济系统分析［J］.北京大学学报(自然科学 版)，2009，45(5)：861-867.
［5］ 尹 科，王如松，姚 亮，等.生态足迹核算方法及其应用研 究进展［J］.生态环境学报，2012，21(3)：584-58.
［6］ 李智山，黄光庆，苏泳娴，等.广州能值生态足迹分析［J］.广 东农业科学，2012(7)：156-159.
溶化：作为溶剂来溶化芒硝；
芒硝 井水 溶化罐
澄清罐
除钙镁槽 母液槽 蒸发罐 离心机
干燥管
澄清：作为溶剂来沉降泥沙污物；
清洗水 清洗水
蒸发：不仅作为溶剂参与蒸发浓缩，而且作为锅 炉传热导热的介质；
离心：作为溶剂与结晶颗粒分离，提纯成分；
硝水回收池
湿法除尘器
图 ２ 元明粉生产水循环流程图
旋风分离器
干燥：作为蒸发对象，与结晶颗粒分离，使产品
据水利部水资源司副司长于琪洋介绍，全国地下 水超采面积达 １９×１０４ ｋｍ２，严重超采面积达 ７．２×１０４ ｋｍ２，地下水资源保护形势不容乐观。由此可见，水
收稿日期：２０１３－ １２－ ２３ 第一作者简介：冯卫忠，１９７０ 年生，男，山西太原人，１９９５ 年 毕业于太原工业大学机械专业，机械工程师。
FENG Wei-zhong1, WU Yi-mei2
(1. Anhydrous Sodium Sulfate Branch of Nafine Chemical Industry Group, Taiyuan 030021, Shanxi, China； 2. CCCC Highway Consultants Co., Ltd, Beijing 100088, China)
生产环节溶化介质中水流程图的损失点：元明粉在
车间有时会认为跑汽操作能够提高设备生产能
生产过程中，每个环节清洗水的回收与否是个关键点。 力，这是因为：在开车初期，跑汽操作能大大地缩短
锅炉水流程图的损失点：锅炉蒸汽在生产使用过 冷设备的升温时间，从而产生认为跑汽操作也能在运
程中，一部分去蒸发室进行热交换，一部分去翅片散 行时迅速提高用汽设备温度的错觉。实际上，开车时
［7］ 赵先贵，马彩虹，高利峰，等.1978-2003 年中国生态足迹动 态分析［J］.资源科学，2005，15(6)：135-138.
（责任编辑：高志凤）
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接 ８５ 页）
吸收蒸汽的热量，因此就有大量凝结水产生。但是， 所生成的大量凝结水，由于受到疏水阀及管道系统的 阻力，不能很快地从系统中排出，所以蒸汽的进入就 受到了限制。为了减少这个阻力，开启疏水阀的旁通 阀门，使大量的凝结水 （这时在凝结水中几乎没有混 入蒸汽） 迅速从旁通管排出，而更多的蒸汽进入用汽 设备。这样，用汽设备在开冷车时温度节水减排措施的关键
包装：作为湿法除尘的介质，回收尾气，避免大 气粉尘污染。 ３．２ 元明粉生产行业存在的节水困难和问题
工作人员的节水减排意识不足，责任心不强，积 极性不高，操作不规范；生产现场跑冒滴漏严重，维 修人员巡检不积极；生产用水不能循环使用。元明粉 生产理论上吨产品水的损耗计算：原料芒硝，从理论 上来说，也就是十水硫酸钠，又名格劳柏盐，化学式 为 Ｎａ２ＳＯ４·１０Ｈ２Ｏ，分子量 ３２２．１９，含结晶水 ５５．９％， Ｎａ２ＳＯ４ 为 ４４．１％。如以生产清液 ３ ｍ３ 出 １ ｔ 产品来 计，２．７ ｔ 芒硝含水 ２．７×０．５５９＝１．５１ ｔ，２．７－ １．５１＝２．３ ｔ， 从纯理论角度，自身结晶水已经足够生产使用。如不 加强节水措施，循环使用，以无水 Ｎａ２ＳＯ４ 每吨产品至 少需消耗水 １．５１ ｔ 计算，如果任其排放，不加以重复 利用，以年产 ２０×１０４ ｔ 无水 Ｎａ２ＳＯ４ 的生产规模来计， 则 浪 费 水 ３０．２ ×１０４ ｍ３／ａ， 水 以 ２ 元 ／ｍ３ 计 ， 则 有 ６０．４×１０４ 元的水耗，直接忽略了潜在的经济效益。
利国利民。
关键词： 元明粉；疏水阀；热焓；显热；潜热
中图分类号： ＴＱｌ３１．１２
文献标识码： Ａ
文章编号： ２０９５－ ０８０２－ （２０１４）０２－ ００８４－ ０２
On the Measures of Water Conservation and Emission Reduction Producing in Anhydrous Sodium Sulfate
２０１４ 年 ２ 月
３ 元明粉生产中水的重要作用及存在问题
麻石除尘器
除尘回收池
３．１ 水在元明粉每个生产工序中的作用
软水器 蒸汽锅炉
翅片散热器
无水 Ｎａ２ＳＯ４ 生产工艺流程图见图 １。
芒硝 溶化 澄清 蒸发 离心 干燥 包装
蒸发室 冷凝水罐 锅炉用水储罐
图 １ 无水Ｎａ ２Ｓ Ｏ４ 生产工艺流程图
４ 元明粉生产中采取的节水措施
言，疏水阀选型尤为重要。具体疏水阀选型应综合考 虑生产工艺、蒸汽压力、压差、流量、温度、环境等
ａ） 从主观意识上加强工作人员的节水意识，并把 一系列问题。另外，疏水阀的正确安装和正常操作也
水消耗指标纳入绩效考核，与工人工资直接挂钩；ｂ） 是至关重要的问题［３］。
大力进行节水设施的改造，通过生产环节中的水量平 ５．２．２ 杜绝蒸汽疏水阀操作认识上的误区
２０１４ 年第 ２ 期 （总第 １０１ 期）
２０１４ 年 ２ 月
节能减排
关于元明粉生产中节水减排措施的探讨
冯卫忠 １，吴益梅 ２
（１． 南风化工集团元明粉分公司，山西 太原 ０３００２１； ２． 中交公路规划设计院有限公司，北京 １０００８８）
摘 要： 针对芒硝生产元明粉生产的水需求和消耗，通过水平衡测试和水循环利用和减排措施的探讨，节约水资源，
［1］ 唐建荣.生态经济学［M］.北京：化学工业出版社，2005. ［2］ LIU Q，PENG X C，ZHOU L X，et al.Quantitative research
on ecological compensation among every city of Guangdong Province based on ecological footprint and ecological carrying capacity［J］.Meteorological and Environmental Reaserch，2010，1(6)：82-85. ［3］ 钟 义，程 欢，彭晓春，等.珠三角城市群生态足迹分析 ［J］.安徽农业科学，2012，40(27)：13 522-13 525.
衡测试图 （见图 １），寻找水损失的环节和漏点，减少跑
ａ） 在工地随意可见蒸汽泄漏现象，即使在蒸汽排
冒滴漏，增加回收容器和设备，进行循环利用；ｃ） 元明 出口装了疏水阀，却不能合理利用，经常处于排空状
粉生产中的水和蒸汽循环流程图和漏点 （见图 ２）。
态 （蒸发罐蒸发室不凝气体排出和翅片散热器排出）。
热器，通过热交换，蒸汽转化为冷凝水，在不凝气排 蒸汽加热冷设备和由很热的器壁加热产品，两者之间
空过程中，都不可避免造成蒸汽的损失，如何将冷凝 的工作条件是显著不同的。在开车时，冷的器壁大量
水重复利用和减少蒸汽损失是关键点。
（下转 １１８ 页）
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２０１４ 年第 ２ 期
２０１４ 年 ２ 月
出口贸易量，实现进口弥补赤字能力的提升，同时引 导人们合理消费，弥补其生态资源的不足。 参考文献：
Abstract: In view of the demand and consumption of water in producing anhydrous sodium sulfate with glauber's salt, discuses the water balance test, water recycle and emission reduction measures, in order to save water resources which is is beneficial to both the country and people. Key words: anhydrous sodium sulfate；drainage valve；heat enthalpy；sensible heat；latent heat
在蒸发室和翅片散热器的不凝气体排出口，采用 蒸汽疏水阀，将冷凝水回收合格循环使用，大大减少 软化水的补充水量。
疏水阀的作用就是“自动阻汽排水、排不凝性气 体”。它是实现疏水系统全部功能的主要载体和基本 单元。可以说，疏水阀决定着疏水系统、凝结水回收 系统乃至整个蒸汽系统合理运行的成败。
疏水阀选型或应用不当，安装到具有相当压力的 系统中还会带来安全隐患。所以对整个蒸汽系统而
１ 概述地下水的开采危害及节水的重要性和 紧迫性
地下水是中国重要的供水水源。目前，中国地下 水开采总量已占总供水量的 １８％，北方地区 ６５％的生 活用水、５０％的工业用水和 ３３％的农业灌溉用水来自 地下水。
水参与了工矿企业生产的一系列重要环节，在制 造、加工、冷却、净化、空调、洗涤等方面发挥着重 要作用，被誉为工业“血液”。地下水作为北方工矿 企业用水的唯一途径，不仅仅对人类生活用水需求构 成了严重威胁，而且化工企业用水，往往与地下水连 通，如发生生产设备故障，化工废水与地下水形成倒 灌，将对地下水造成污染，直接饮用将危害人类身体 健康，同时地下水的大量开采，还容易造成地面沉 降，最终引发地质灾害，对我们的居住环境造成极大 破坏。
所以在正常运行时开旁通阀进行跑汽是浪费蒸 汽，应该关闭旁通阀，让疏水阀投入运行，以阻止未 经充分利用过的蒸汽排出；
ｂ） 有些工厂的用汽人员虽然知道安装疏水阀可以 充分利用蒸汽中的潜热，但有认为用了疏水阀以后， 用汽设备的温度会降低，影响产量。所以在用汽设备 上就不装疏水阀。有些厂虽然装了疏水阀，但并不使 用，用汽设备在正常运行时开旁通阀，蒸汽一出用汽 设备就直接放到回水管或地沟里 （跑汽操作），这都 是不对的。
·８４·
资源的节约利用和循环利用，对化工企业生产用水， 尤为显得重要和紧迫。
２ 国内化工行业节水现状和节水减排存在的 困难
近年来，国内化工行业节水减排工作取得较大成 效。但同时也面临和存在很多困难和问题，如：化工 企业一般都是大型国有企业，工作人员责任心不强， 节水减排意识不足、积极性不高。这是国有企业的一 大通病，急需改进。很多老企业建设初期缺乏合理规 划，难以重新对企业进行整体规划和技术改造，从而 很大程度上限制了节水减排工作的开展。各种基础资 料缺少记录，由于化工企业节水减排工作近几年刚刚 起步，很多企业都没有相关的可靠数据供使用。国内 虽有再生水回用于冷却水的水质标准，但针对化工行 业的回用水水质标准尚未建立。
地处山西运城盐湖的南风化工集团，其元明粉分 公司作为国内元明粉龙头企业，同样面临水资源的节 约回收利用和浪费问题。如何对不同水质的废水进行 分质处理，用最低的经济成本，尽可能提高废水回收 利用率，降低吨产品的水耗，提高经济效益，是当前 乃至以后亟需解决和完善的重要问题。
２０１４ 年第 ２ 期
冯卫忠，等：关于元明粉生产中节水减排措施的探讨
５．１ 溶化介质中水的损失的措施 ａ） 疏通和完善生产环节各排水渠道与回收池连
通，形成循环闭路；ｂ） 针对现场操作存在的阀门跑冒 滴漏的现象十分明显，应建立泄漏点档案，加强现场 工作人员巡检和维修，创建“无泄漏工厂”为目标， 并开展车间活动竞赛。 ５．２ 锅炉水的损失点措施 ５．２．１ 蒸汽疏水阀的安装和作用
［4］ 赵志强，高江波，李双成，等.基于能值改进生态足迹模型的 广东省年生态经济系统分析［J］.北京大学学报(自然科学 版)，2009，45(5)：861-867.
［5］ 尹 科，王如松，姚 亮，等.生态足迹核算方法及其应用研 究进展［J］.生态环境学报，2012，21(3)：584-58.
［6］ 李智山，黄光庆，苏泳娴，等.广州能值生态足迹分析［J］.广 东农业科学，2012(7)：156-159.
溶化：作为溶剂来溶化芒硝；
芒硝 井水 溶化罐
澄清罐
除钙镁槽 母液槽 蒸发罐 离心机
干燥管
澄清：作为溶剂来沉降泥沙污物；
清洗水 清洗水
蒸发：不仅作为溶剂参与蒸发浓缩，而且作为锅 炉传热导热的介质；
离心：作为溶剂与结晶颗粒分离，提纯成分；
硝水回收池
湿法除尘器
图 ２ 元明粉生产水循环流程图
旋风分离器
干燥：作为蒸发对象，与结晶颗粒分离，使产品
据水利部水资源司副司长于琪洋介绍，全国地下 水超采面积达 １９×１０４ ｋｍ２，严重超采面积达 ７．２×１０４ ｋｍ２，地下水资源保护形势不容乐观。由此可见，水
收稿日期：２０１３－ １２－ ２３ 第一作者简介：冯卫忠，１９７０ 年生，男，山西太原人，１９９５ 年 毕业于太原工业大学机械专业，机械工程师。
FENG Wei-zhong1, WU Yi-mei2
(1. Anhydrous Sodium Sulfate Branch of Nafine Chemical Industry Group, Taiyuan 030021, Shanxi, China； 2. CCCC Highway Consultants Co., Ltd, Beijing 100088, China)
生产环节溶化介质中水流程图的损失点：元明粉在
车间有时会认为跑汽操作能够提高设备生产能
生产过程中，每个环节清洗水的回收与否是个关键点。 力，这是因为：在开车初期，跑汽操作能大大地缩短
锅炉水流程图的损失点：锅炉蒸汽在生产使用过 冷设备的升温时间，从而产生认为跑汽操作也能在运
程中，一部分去蒸发室进行热交换，一部分去翅片散 行时迅速提高用汽设备温度的错觉。实际上，开车时
［7］ 赵先贵，马彩虹，高利峰，等.1978-2003 年中国生态足迹动 态分析［J］.资源科学，2005，15(6)：135-138.
（责任编辑：高志凤）
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吸收蒸汽的热量，因此就有大量凝结水产生。但是， 所生成的大量凝结水，由于受到疏水阀及管道系统的 阻力，不能很快地从系统中排出，所以蒸汽的进入就 受到了限制。为了减少这个阻力，开启疏水阀的旁通 阀门，使大量的凝结水 （这时在凝结水中几乎没有混 入蒸汽） 迅速从旁通管排出，而更多的蒸汽进入用汽 设备。这样，用汽设备在开冷车时温度节水减排措施的关键
包装：作为湿法除尘的介质，回收尾气，避免大 气粉尘污染。 ３．２ 元明粉生产行业存在的节水困难和问题
工作人员的节水减排意识不足，责任心不强，积 极性不高，操作不规范；生产现场跑冒滴漏严重，维 修人员巡检不积极；生产用水不能循环使用。元明粉 生产理论上吨产品水的损耗计算：原料芒硝，从理论 上来说，也就是十水硫酸钠，又名格劳柏盐，化学式 为 Ｎａ２ＳＯ４·１０Ｈ２Ｏ，分子量 ３２２．１９，含结晶水 ５５．９％， Ｎａ２ＳＯ４ 为 ４４．１％。如以生产清液 ３ ｍ３ 出 １ ｔ 产品来 计，２．７ ｔ 芒硝含水 ２．７×０．５５９＝１．５１ ｔ，２．７－ １．５１＝２．３ ｔ， 从纯理论角度，自身结晶水已经足够生产使用。如不 加强节水措施，循环使用，以无水 Ｎａ２ＳＯ４ 每吨产品至 少需消耗水 １．５１ ｔ 计算，如果任其排放，不加以重复 利用，以年产 ２０×１０４ ｔ 无水 Ｎａ２ＳＯ４ 的生产规模来计， 则 浪 费 水 ３０．２ ×１０４ ｍ３／ａ， 水 以 ２ 元 ／ｍ３ 计 ， 则 有 ６０．４×１０４ 元的水耗，直接忽略了潜在的经济效益。
利国利民。
关键词： 元明粉；疏水阀；热焓；显热；潜热
中图分类号： ＴＱｌ３１．１２
文献标识码： Ａ
文章编号： ２０９５－ ０８０２－ （２０１４）０２－ ００８４－ ０２
On the Measures of Water Conservation and Emission Reduction Producing in Anhydrous Sodium Sulfate
２０１４ 年 ２ 月
３ 元明粉生产中水的重要作用及存在问题
麻石除尘器
除尘回收池
３．１ 水在元明粉每个生产工序中的作用
软水器 蒸汽锅炉
翅片散热器
无水 Ｎａ２ＳＯ４ 生产工艺流程图见图 １。
芒硝 溶化 澄清 蒸发 离心 干燥 包装
蒸发室 冷凝水罐 锅炉用水储罐
图 １ 无水Ｎａ ２Ｓ Ｏ４ 生产工艺流程图
４ 元明粉生产中采取的节水措施
言，疏水阀选型尤为重要。具体疏水阀选型应综合考 虑生产工艺、蒸汽压力、压差、流量、温度、环境等
ａ） 从主观意识上加强工作人员的节水意识，并把 一系列问题。另外，疏水阀的正确安装和正常操作也
水消耗指标纳入绩效考核，与工人工资直接挂钩；ｂ） 是至关重要的问题［３］。
大力进行节水设施的改造，通过生产环节中的水量平 ５．２．２ 杜绝蒸汽疏水阀操作认识上的误区