關(guān)于天然堿、硝加工中蒸發(fā)系統(tǒng)節(jié)能改造研究

楊建 郭頻頻

摘 要：本文在總結(jié)天然堿、硝加工中蒸發(fā)系統(tǒng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了系統(tǒng)中存在的三大突出問題，并針對(duì)問題提出了四項(xiàng)合理化建議，目的在于使系統(tǒng)進(jìn)一步充分利用剩余資源，提高生產(chǎn)的平穩(wěn)性，實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：天然堿、硝；蒸發(fā)系統(tǒng)；節(jié)能改造

中圖分類號(hào)：TK222 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2018）14-0061-02

Study on Energy Saving Transformation of Evaporation

System in Natural Soda and Nitrate Processing

YANG Jian GUO Pinpin

（Tongbai Sea Crystal Alkali Industry Co.， Ltd.，Nanyang Henan 473000）

Abstract： On the basis of summarizing the current situation of evaporation system in natural alkali and nitrate processing， this paper further analyzed three outstanding problems in the system， and put forward four rationalization proposals for the problem. The purpose was to make the system make full use the remaining resources， improve the stability of production， and thus achieve the efficiency of saving energy.

Keywords： natural soda， nitrate；evaporation system；energy saving transformation

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，工業(yè)化生產(chǎn)對(duì)氯堿、制硝行業(yè)等提出了新的要求，其中節(jié)能環(huán)保就是其中一項(xiàng)重要的要求[1]。這意味著大多數(shù)通過蒸發(fā)制堿的企業(yè)要進(jìn)一步考慮如何對(duì)于天然堿、硝加工中蒸發(fā)系統(tǒng)節(jié)能進(jìn)行改造，從而使系統(tǒng)進(jìn)一步充分利用剩余資源，提高生產(chǎn)的平穩(wěn)性，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約能源的效果。這也是本文的研究目的。

1 天然堿、硝加工中蒸發(fā)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

目前，絕大多數(shù)天然堿、硝加工企業(yè)一般都采用三效多級(jí)蒸發(fā)器來進(jìn)行產(chǎn)品加工。雖然三效多級(jí)蒸發(fā)器具有受熱時(shí)間短、蒸發(fā)速度快和濃縮比例大等顯著的優(yōu)點(diǎn)，而且能夠合理利用物料的價(jià)值，具有一定的節(jié)能效果，但在工業(yè)制造過程中，三效多級(jí)蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽余熱無法得到充分利用，生產(chǎn)平衡性也相對(duì)較差[2]。這也是天然堿、硝加工中蒸發(fā)系統(tǒng)需要進(jìn)行節(jié)能改造的根本原因。

2 天然堿、硝加工中蒸發(fā)系統(tǒng)在節(jié)能方面存在的主要問題

2.1 過程熱量浪費(fèi)較大

在天然堿、硝加工中，蒸發(fā)系統(tǒng)第一次生成的蒸汽為過熱蒸汽，當(dāng)其進(jìn)入加熱器后無法迅速進(jìn)行傳熱，從而使得加熱器無法達(dá)到正常的傳熱系數(shù)，導(dǎo)致部分熱量散失。同時(shí)，當(dāng)?shù)谝淮紊傻恼羝?jīng)過第二效率的加熱器冷凝后，由于其溫度過高，會(huì)使得運(yùn)輸時(shí)損耗的熱量大幅度增強(qiáng)，從而導(dǎo)致?lián)p失了較多熱能資源。此外，液體材料在經(jīng)過第一次加工加熱后，距離沸點(diǎn)的溫度差會(huì)增大，使得來自鍋爐中的大量蒸汽在將液體原料加熱到沸點(diǎn)的過程中就被消耗掉，導(dǎo)致能源浪費(fèi)。

2.2 水資源浪費(fèi)較為嚴(yán)重

當(dāng)二效蒸發(fā)器中的蒸汽進(jìn)入三效凝水缶后，三效凝水缶必須形成真空狀態(tài)，然后使得蒸汽能被抽入真空狀態(tài)中，真空狀態(tài)下的蒸汽可以長(zhǎng)時(shí)間保留一定溫度，進(jìn)而提高循環(huán)利用水的溫度。但是，與此同時(shí)，循環(huán)水溫度的升高會(huì)使得蒸發(fā)器中的真空程度變得越來越低，最終會(huì)導(dǎo)致傳熱效率極為低下，并對(duì)產(chǎn)物的生產(chǎn)量產(chǎn)生明顯的不利影響。同時(shí)，水溫的升高也會(huì)導(dǎo)致循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備老化，回水管道及冷卻水塔中的水垢會(huì)成為非常嚴(yán)重的問題，從而導(dǎo)致水溫的冷卻效果大打折扣。為了保證系統(tǒng)的工作效率，必須大量填充更多的新水，但這對(duì)水資源的利用具有不利的影響，嚴(yán)重浪費(fèi)了水資源。

2.3 蒸汽利用效率低下

絕大多數(shù)加工企業(yè)都有蒸汽發(fā)電機(jī)組，當(dāng)其出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象時(shí)，對(duì)蒸汽壓力會(huì)產(chǎn)生極大的影響。蒸汽在第一個(gè)加熱器中加熱液體原料后，在排入預(yù)熱氣后直接返回鍋爐中。這樣有時(shí)會(huì)導(dǎo)致蒸汽無法在第一加熱器中完全降溫就被返回鍋爐中，使得循環(huán)利用的水的溫度依舊處于一種較高的狀態(tài)，從而造成嚴(yán)重的熱量損失。但如果蒸汽壓力過小時(shí)，就無法及時(shí)出現(xiàn)閥門被水淹沒的現(xiàn)象，大幅度降低傳熱效果。

3 蒸發(fā)系統(tǒng)中節(jié)能技術(shù)的改造

①不將真空系統(tǒng)與第二效凝水缶和第三效凝水缶相連，減少被抽入真空系統(tǒng)中的蒸汽的數(shù)量，使得循環(huán)系統(tǒng)中的水溫降低。這能有效提升真空程度，減少水垢的形成量，且能增加工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)品的數(shù)量。對(duì)二、三加熱器而言，可以用其對(duì)液體原料進(jìn)行依次預(yù)先加熱，然后再將液體原料倒入回鍋爐中，通過蒸汽凝水進(jìn)行第二次加熱，經(jīng)過兩次加熱可以使得液體原料的溫度更加靠近沸點(diǎn)，最終使得對(duì)生產(chǎn)過程中材料的消耗得到合理調(diào)整，并使整體效益得到大幅度提升。

②在過熱蒸汽進(jìn)入加熱器之前，可以通過增加缶在過熱蒸汽中添加新的蒸汽，以使過熱蒸汽以較低的溫度進(jìn)入加熱器，推動(dòng)加熱器中成膜冷凝。在該過程中，操作人員要控制返回鍋爐中水的含量，使得第二次液體原料被預(yù)熱后冷凝水的溫度降到較低程度，避免在返回過程中形成閃蒸現(xiàn)象。閃蒸現(xiàn)象是使得蒸汽嚴(yán)重消耗的問題之一，減少閃蒸現(xiàn)象的發(fā)生，可以直接減少對(duì)蒸汽的消耗，進(jìn)而減少熱量消耗[3]。

③在原來的設(shè)備中加入一個(gè)平衡缶，能使蒸汽的壓力處于一種較為平衡的狀態(tài)，并使得蒸汽溫度不會(huì)過高，對(duì)蒸汽中熱能的消耗不會(huì)太大，且能有效控制閥門被淹沒的現(xiàn)象。此外，可以使一、二效的蒸汽成為三效加熱的工具，以充分利用蒸汽的剩余熱量。而對(duì)于三效中的冷凝水，可以將其送往其他需要用水的程序中，使水資源得到二次利用。

④在蒸汽冷凝水的閃蒸過程中，降低部分溫度可以增加閃蒸水的數(shù)量。這樣一來，在二效和三效過程中，增加閃蒸水的數(shù)量就意味著可以增加三效中加熱蒸汽的數(shù)量，進(jìn)而提高工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)品的生產(chǎn)強(qiáng)度。當(dāng)然，如果將三效多級(jí)蒸發(fā)系統(tǒng)更新為四效蒸發(fā)系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)中資源的合理性利用、操作性能的穩(wěn)定將會(huì)有更加明顯的效果。

4 結(jié)語

我國(guó)關(guān)于天然堿、硝加工中蒸發(fā)體系的節(jié)能問題仍任重而道遠(yuǎn)。如何進(jìn)一步降低循環(huán)利用水的溫度，提高加熱器中的真空程度，降低液體燃料加熱到沸點(diǎn)時(shí)蒸汽的消耗，解決系統(tǒng)中水垢的生成問題，需要結(jié)合企業(yè)天然堿、硝加工中蒸發(fā)系統(tǒng)的具體情況進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)與討論。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮霄.化工節(jié)能原理與技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

[2]劉燕，裴程林，王智，等.兩效機(jī)械蒸汽再壓縮蒸發(fā)系統(tǒng)性能分析[J].現(xiàn)代化工，2016（5）：130-132.

[3]程文龍，胡磊，陳華，等.真空閃蒸噴霧冷卻中非等溫液滴閃蒸特性的研究[J].真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)，2011（1）：399-404.