第46卷 第12期 2010年12月 蒸发与固碱
氯碱工业
Chlor AlkaliIndustry
l46,No.12 Vo.
Dec.,2010
冷凝水闪蒸汽的回收利用
孙增理*,王进军,葛建培
(河南永银化工实业有限公司,河南舞阳462400)
[关键词]隔膜法烧碱;蒸发;冷凝水;闪蒸汽回收
[摘 要]分析了三效顺流烧碱蒸发系统存在的蒸发汽耗高的原因,通过制订工艺优化方案,控制闪蒸罐液位,回收冷凝水闪蒸汽,每年可节约蒸汽费用97.01万元。
[中图分类号]TQ114.268 [文献标志码]B [文章编号]1008-133X(2010)12-0028-03
Recycleofflashsteamofcondensate
SUNZengli,WANGJinjun,GEJianpei
(HenanYongyinChemicalIndustryCo.,Ltd.,Wuyang462400,China)
Keywords:Abstract:
diaphragmcausticsoda;evaporation;condensate;recycleofflashsteam
Causesofhighsteamconsumptioninevaporationinthree effectdownstreamevaporation
systemofcausticsodawereanalyzed.Afterworkingoutplansofimprovingprocess,controllinglevelof
flashtankandrecyclingflashsteamofcondensate,steamcostcouldbereducedby970.1thousand RMBperyear.
河南永银化工实业有限公司烧碱分厂现有隔膜法烧碱生产能力1.5万t/a,实际年产量1.6万t。蒸发工序采用典型的三效顺流自然循环逆向采盐生产工艺。隔膜法烧碱蒸发工段是氯碱生产的高耗能单位,仅蒸汽消耗费用就约占烧碱成本的15%,过高的蒸汽消耗一直制约着企业的发展。
碱泥高位槽,继而进入WG离心机进行盐碱分离,回
收盐水进入化盐工段、母液进入电解液贮槽。浓碱液经冷却、沉降、除盐后进入成品贮槽。
蒸发过程中,产生的二次蒸汽供给下一效加热室, 效二次蒸汽随真空下水带走。 、 效产生的冷凝水经预热进 效淡碱液及入电解槽精盐水、盐水工段循环卤水,然后进入蒸发离心机下盐池作为化盐溶剂。
1 工艺流程
用锅炉提供的生蒸汽作为加热源,使淡碱液沸腾,随着水分的蒸发,淡碱液即浓缩制成合格的成品碱液。
来自电解工段的电解液用泵送入蒸发电解液循环贮槽;用加料泵经2台螺旋板换热器,利用 、 效冷凝水的显热,把入 效淡碱液加热至(110 5) , 效靠压差向 效自动过料, 效采用采盐泵向 效过料; 效质量分数达到30%时用采盐泵出料。 效采出的盐结晶进入 效蒸发器,使盐晶颗粒在 效进一步长大,然后由 效采盐泵将其采入
2 改造前存在的问题
改造前的工艺如图1所示。蒸发过程中, 效
加热室产生的冷凝水首先进入 效淡碱液 段预热器,然后经管路上手动调节阀门直接排到室外敞口的集水罐,集水罐中的冷凝水用于预热入电解槽精盐水、盐水工段循环卤水,然后作为蒸发工段离心机下盐池化盐溶剂,部分冷凝水供给公司浴池使用。改造前的工艺浪费大量的热资源,蒸发耗汽在3.8t/t以上,生产成本大幅度升高。
*[作者简介]孙增理(1977 ),男,助理工程师,1996年毕业于漯河市工业学校,现任河南永银化工实业有限公司烧碱[收稿日期]2010-04-01
分厂副厂长,负责技术管理工作。
孙增理等:隔膜法烧碱蒸发系统的优化
蒸发与固碱
图1 改造前蒸发生产工艺
Fig.1 Evaporationprocessbeforeimprovement
蒸发汽耗高的实质原因是:在疏水管路上,由于机械疏水阀使用效果不理想而直接采用机械阀门并调节一定开度,蒸发系统产生的冷凝水量在出料前
后相差4倍以上,造成出料后冷凝水排不净而使加热室积水,出料前冷凝水夹带蒸汽排放,浪费蒸汽,导致蒸发系统生产能力不能得到充分发挥;另外,正常生产时, 效加热室的冷凝水排放前压力为0.6~
0.8MPa,当冷凝水排入室外敞口的集水罐时,部分冷凝水闪蒸为100 的蒸汽进入大气;冷凝水排放前的压力越高,闪蒸越剧烈,这也是一种浪费。为此
进行了节能改造,降低冷凝水排放前的压力。
3 改造方案
改造后的工艺流程如图2
所示。
图2 改造后蒸发生产工艺
Fig.2 Evaporationprocessafterimprovement
在蒸发 段预热器出口增设1台闪蒸罐及1套微电脑自动控制疏水器(含微电脑控制箱1台,电
子液位计1套,自控阀为现有的油压阀),在闪蒸罐上安装电子液位计,有效控制闪蒸罐液位。生产过程中, 效加热室产生的冷凝水首先进入 效淡碱液预热器,以保证淡碱液预热温度,然后经管路上的手动调节阀门进入增设的闪蒸罐的底部,闪蒸罐侧壁的电子液位计将闪蒸罐液位信号输送到核心装置微电脑控制箱,微电脑控制箱根据指令及液位信号控制油压自控阀的工作,闪蒸罐顶部
设闪蒸口,闪蒸口与低压饱和蒸汽(0.20~0.25MPa)管网相连,闪蒸罐的底部安装冷凝水排出管道,在管道上安装液位自控油压阀,油压阀的动作由微电脑控制箱控制,冷凝水出油压阀后直接排入室外集水罐。
主要运行数据如下:冷凝水进入淡碱液预热器的压力为0.6~0.8MPa,闪蒸罐的压力为0.2MPa,淡碱液预热后温度为(125 5) 。这样改造的实质是:冷凝水排放到室外敞口集水罐前的压力由0.6~0.8MPa降为0.2~0.25MPa,(下转第31页)
王 庆:蒸汽冷凝水的回收
(3)目前一次盐水配料采用25t/d的工业水。(4)从2010年1月起,对第5期蒸发碱蒸汽冷
表2 第5期蒸发系统蒸汽冷凝水分析数据
蒸发与固碱
凝水进行了1周的跟踪分析,具体数据见表2。
Table2 Analysisdataofsteamcondensatefromphase5ofevaporationsystem
日期[***********][***********][***********][***********]
6.435.387.13
电导率/( S/cm)w(Ca2+)/10-9w(Mg2+)/10-92.8016.86.134.353.022.791.932.000.45
11.601.210.430.67 0.92 0.11
9
w(Sr2+)/10-9
0.230.55 0.43 0.51
w(Fe3+)/10-
9
w(Ba2+)/10- 7.490.5. 0.31
9
w(Mn2+)/10-9w(N2+i)/10-9
6.21 1.270.32 5.18
6.430.203.240.53
w(SiO2)/10-9
188.83378.78297.46248.24434.40131.4085.6033.00
表2分析数据证明:第5期蒸发碱蒸汽冷凝水
品质较好,能达到电解槽用纯水的品质,但该水的电导率接近电解槽用结束了水电导率的上限值(10 S/cm),需要对该蒸汽冷凝水进行在线监控。
电解槽纯水。
(3)在蒸发碱蒸汽冷凝水进料管上安装在线电导率仪,报警值设定为9 S/cm,当碱蒸汽冷凝水达到9.5 S/cm时,岗位操作人员关闭进高位槽的阀门,中控人员打开纯水总管自动阀。
经初步估算,施工及材料费用为30万元。
2 回收措施及费用
(1)将第5期蒸发碱蒸汽冷凝水回收至高位槽(位于脱氯框架5楼,因承重需发展工程处进行核算),并将高位槽出水接至老电解槽、新电解槽纯水管线和一次盐水,供1~3期电解槽用水和第4、5期一次盐水配料,多余排地沟。
(2)老电解装置西侧管架上纯水总管接1根DN65管线至该高位槽,并安装自动阀和液位变送器控制该高位槽液位,当蒸发装置停车或出现故障时,该纯水管线能及时补充高位槽液位,保证正常供应(上接第29页) 也就降低了冷凝水在室外集水罐的闪蒸量,闪蒸汽部分进入低压蒸汽网,从而节约了蒸发系统蒸汽的消耗量。
在 效加热系统增加缓冲罐。因资金有限,在缓冲罐上安装了玻璃管液位计,根据玻璃管液位手动调节管路阀门,保证恒液位疏水,但效果不理想。
3 效果评估
(1)改造后,每年可节省纯水费用:20.6 8000 4.2 69.2万(元)。
(2)目前因卤水使用量增多,一次盐水需要的补水量下降严重,导致第4、5期蒸发系统碱蒸汽冷凝水排入地沟。改造后,减少了雨水口的废水排放量,缓解了环保压力。
[编辑:董红果]
以上共节约61.04+35.97=97.01(万元/a)。
5 改造后存在的问题
效蒸发器蒸发系统应增加电子疏水装置。靠操作人员根据玻璃液位计显示手动调节管路阀门来控制液位,极易造成加热室积水或跑汽,严重制约蒸发效率。采用电子疏水装置既降低了劳动量,又确保了控制精度。
4 改造获得的经济效益
自动疏水器的投运,使烧碱蒸发的生蒸汽热能得到了充分的利用,降低了蒸发系统蒸汽的消耗,同时降低了用于预热盐水的低压饱和蒸汽的消耗。
此项技术改造方案实施投运后,节汽效果十分明显。 耗汽由3.80t/t降至3.45t/,t下降了0.35t/,t按蒸汽价格109元/t、烧碱产量1.6万t/a计算,节约蒸汽费用1.6 0.35 109=61.04(万元/a。) 该系统缓冲罐每天闪蒸低压饱和蒸汽10t用于盐水预热,按烧碱分厂运行天数330d/a计算,节约蒸汽费用10 330 109 10000=35.97万(元/a)。
6 结语
此项技改方案的实施,达到了降低汽耗、减少生产成本的目标,对企业落实节能减排具有重要的意义,但与同行相比还存在一定的差距
[1]
,要进一步
加强内部综合管理,积极进行技术改造,挖掘设备潜
能,使生产消耗不断下降,从而提高蒸发生产装置的经济运行水平。
参考文献
[1]王世常.烧碱蒸发工艺现状及节能改造的建议[J].氯碱
工业,2010,46(1):22-29.
[编辑:蔡春艳]
第46卷 第12期 2010年12月 蒸发与固碱
氯碱工业
Chlor AlkaliIndustry
l46,No.12 Vo.
Dec.,2010
冷凝水闪蒸汽的回收利用
孙增理*,王进军,葛建培
(河南永银化工实业有限公司,河南舞阳462400)
[关键词]隔膜法烧碱;蒸发;冷凝水;闪蒸汽回收
[摘 要]分析了三效顺流烧碱蒸发系统存在的蒸发汽耗高的原因,通过制订工艺优化方案,控制闪蒸罐液位,回收冷凝水闪蒸汽,每年可节约蒸汽费用97.01万元。
[中图分类号]TQ114.268 [文献标志码]B [文章编号]1008-133X(2010)12-0028-03
Recycleofflashsteamofcondensate
SUNZengli,WANGJinjun,GEJianpei
(HenanYongyinChemicalIndustryCo.,Ltd.,Wuyang462400,China)
Keywords:Abstract:
diaphragmcausticsoda;evaporation;condensate;recycleofflashsteam
Causesofhighsteamconsumptioninevaporationinthree effectdownstreamevaporation
systemofcausticsodawereanalyzed.Afterworkingoutplansofimprovingprocess,controllinglevelof
flashtankandrecyclingflashsteamofcondensate,steamcostcouldbereducedby970.1thousand RMBperyear.
河南永银化工实业有限公司烧碱分厂现有隔膜法烧碱生产能力1.5万t/a,实际年产量1.6万t。蒸发工序采用典型的三效顺流自然循环逆向采盐生产工艺。隔膜法烧碱蒸发工段是氯碱生产的高耗能单位,仅蒸汽消耗费用就约占烧碱成本的15%,过高的蒸汽消耗一直制约着企业的发展。
碱泥高位槽,继而进入WG离心机进行盐碱分离,回
收盐水进入化盐工段、母液进入电解液贮槽。浓碱液经冷却、沉降、除盐后进入成品贮槽。
蒸发过程中,产生的二次蒸汽供给下一效加热室, 效二次蒸汽随真空下水带走。 、 效产生的冷凝水经预热进 效淡碱液及入电解槽精盐水、盐水工段循环卤水,然后进入蒸发离心机下盐池作为化盐溶剂。
1 工艺流程
用锅炉提供的生蒸汽作为加热源,使淡碱液沸腾,随着水分的蒸发,淡碱液即浓缩制成合格的成品碱液。
来自电解工段的电解液用泵送入蒸发电解液循环贮槽;用加料泵经2台螺旋板换热器,利用 、 效冷凝水的显热,把入 效淡碱液加热至(110 5) , 效靠压差向 效自动过料, 效采用采盐泵向 效过料; 效质量分数达到30%时用采盐泵出料。 效采出的盐结晶进入 效蒸发器,使盐晶颗粒在 效进一步长大,然后由 效采盐泵将其采入
2 改造前存在的问题
改造前的工艺如图1所示。蒸发过程中, 效
加热室产生的冷凝水首先进入 效淡碱液 段预热器,然后经管路上手动调节阀门直接排到室外敞口的集水罐,集水罐中的冷凝水用于预热入电解槽精盐水、盐水工段循环卤水,然后作为蒸发工段离心机下盐池化盐溶剂,部分冷凝水供给公司浴池使用。改造前的工艺浪费大量的热资源,蒸发耗汽在3.8t/t以上,生产成本大幅度升高。
*[作者简介]孙增理(1977 ),男,助理工程师,1996年毕业于漯河市工业学校,现任河南永银化工实业有限公司烧碱[收稿日期]2010-04-01
分厂副厂长,负责技术管理工作。
孙增理等:隔膜法烧碱蒸发系统的优化
蒸发与固碱
图1 改造前蒸发生产工艺
Fig.1 Evaporationprocessbeforeimprovement
蒸发汽耗高的实质原因是:在疏水管路上,由于机械疏水阀使用效果不理想而直接采用机械阀门并调节一定开度,蒸发系统产生的冷凝水量在出料前
后相差4倍以上,造成出料后冷凝水排不净而使加热室积水,出料前冷凝水夹带蒸汽排放,浪费蒸汽,导致蒸发系统生产能力不能得到充分发挥;另外,正常生产时, 效加热室的冷凝水排放前压力为0.6~
0.8MPa,当冷凝水排入室外敞口的集水罐时,部分冷凝水闪蒸为100 的蒸汽进入大气;冷凝水排放前的压力越高,闪蒸越剧烈,这也是一种浪费。为此
进行了节能改造,降低冷凝水排放前的压力。
3 改造方案
改造后的工艺流程如图2
所示。
图2 改造后蒸发生产工艺
Fig.2 Evaporationprocessafterimprovement
在蒸发 段预热器出口增设1台闪蒸罐及1套微电脑自动控制疏水器(含微电脑控制箱1台,电
子液位计1套,自控阀为现有的油压阀),在闪蒸罐上安装电子液位计,有效控制闪蒸罐液位。生产过程中, 效加热室产生的冷凝水首先进入 效淡碱液预热器,以保证淡碱液预热温度,然后经管路上的手动调节阀门进入增设的闪蒸罐的底部,闪蒸罐侧壁的电子液位计将闪蒸罐液位信号输送到核心装置微电脑控制箱,微电脑控制箱根据指令及液位信号控制油压自控阀的工作,闪蒸罐顶部
设闪蒸口,闪蒸口与低压饱和蒸汽(0.20~0.25MPa)管网相连,闪蒸罐的底部安装冷凝水排出管道,在管道上安装液位自控油压阀,油压阀的动作由微电脑控制箱控制,冷凝水出油压阀后直接排入室外集水罐。
主要运行数据如下:冷凝水进入淡碱液预热器的压力为0.6~0.8MPa,闪蒸罐的压力为0.2MPa,淡碱液预热后温度为(125 5) 。这样改造的实质是:冷凝水排放到室外敞口集水罐前的压力由0.6~0.8MPa降为0.2~0.25MPa,(下转第31页)
王 庆:蒸汽冷凝水的回收
(3)目前一次盐水配料采用25t/d的工业水。(4)从2010年1月起,对第5期蒸发碱蒸汽冷
表2 第5期蒸发系统蒸汽冷凝水分析数据
蒸发与固碱
凝水进行了1周的跟踪分析,具体数据见表2。
Table2 Analysisdataofsteamcondensatefromphase5ofevaporationsystem
日期[***********][***********][***********][***********]
6.435.387.13
电导率/( S/cm)w(Ca2+)/10-9w(Mg2+)/10-92.8016.86.134.353.022.791.932.000.45
11.601.210.430.67 0.92 0.11
9
w(Sr2+)/10-9
0.230.55 0.43 0.51
w(Fe3+)/10-
9
w(Ba2+)/10- 7.490.5. 0.31
9
w(Mn2+)/10-9w(N2+i)/10-9
6.21 1.270.32 5.18
6.430.203.240.53
w(SiO2)/10-9
188.83378.78297.46248.24434.40131.4085.6033.00
表2分析数据证明:第5期蒸发碱蒸汽冷凝水
品质较好,能达到电解槽用纯水的品质,但该水的电导率接近电解槽用结束了水电导率的上限值(10 S/cm),需要对该蒸汽冷凝水进行在线监控。
电解槽纯水。
(3)在蒸发碱蒸汽冷凝水进料管上安装在线电导率仪,报警值设定为9 S/cm,当碱蒸汽冷凝水达到9.5 S/cm时,岗位操作人员关闭进高位槽的阀门,中控人员打开纯水总管自动阀。
经初步估算,施工及材料费用为30万元。
2 回收措施及费用
(1)将第5期蒸发碱蒸汽冷凝水回收至高位槽(位于脱氯框架5楼,因承重需发展工程处进行核算),并将高位槽出水接至老电解槽、新电解槽纯水管线和一次盐水,供1~3期电解槽用水和第4、5期一次盐水配料,多余排地沟。
(2)老电解装置西侧管架上纯水总管接1根DN65管线至该高位槽,并安装自动阀和液位变送器控制该高位槽液位,当蒸发装置停车或出现故障时,该纯水管线能及时补充高位槽液位,保证正常供应(上接第29页) 也就降低了冷凝水在室外集水罐的闪蒸量,闪蒸汽部分进入低压蒸汽网,从而节约了蒸发系统蒸汽的消耗量。
在 效加热系统增加缓冲罐。因资金有限,在缓冲罐上安装了玻璃管液位计,根据玻璃管液位手动调节管路阀门,保证恒液位疏水,但效果不理想。
3 效果评估
(1)改造后,每年可节省纯水费用:20.6 8000 4.2 69.2万(元)。
(2)目前因卤水使用量增多,一次盐水需要的补水量下降严重,导致第4、5期蒸发系统碱蒸汽冷凝水排入地沟。改造后,减少了雨水口的废水排放量,缓解了环保压力。
[编辑:董红果]
以上共节约61.04+35.97=97.01(万元/a)。
5 改造后存在的问题
效蒸发器蒸发系统应增加电子疏水装置。靠操作人员根据玻璃液位计显示手动调节管路阀门来控制液位,极易造成加热室积水或跑汽,严重制约蒸发效率。采用电子疏水装置既降低了劳动量,又确保了控制精度。
4 改造获得的经济效益
自动疏水器的投运,使烧碱蒸发的生蒸汽热能得到了充分的利用,降低了蒸发系统蒸汽的消耗,同时降低了用于预热盐水的低压饱和蒸汽的消耗。
此项技术改造方案实施投运后,节汽效果十分明显。 耗汽由3.80t/t降至3.45t/,t下降了0.35t/,t按蒸汽价格109元/t、烧碱产量1.6万t/a计算,节约蒸汽费用1.6 0.35 109=61.04(万元/a。) 该系统缓冲罐每天闪蒸低压饱和蒸汽10t用于盐水预热,按烧碱分厂运行天数330d/a计算,节约蒸汽费用10 330 109 10000=35.97万(元/a)。
6 结语
此项技改方案的实施,达到了降低汽耗、减少生产成本的目标,对企业落实节能减排具有重要的意义,但与同行相比还存在一定的差距
[1]
,要进一步
加强内部综合管理,积极进行技术改造,挖掘设备潜
能,使生产消耗不断下降,从而提高蒸发生产装置的经济运行水平。
参考文献
[1]王世常.烧碱蒸发工艺现状及节能改造的建议[J].氯碱
工业,2010,46(1):22-29.
[编辑:蔡春艳]