發布時間：2021-03-08所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：本技術采用溴化鋰裝置制冷代替氨壓縮機制冷用于降低聯堿結晶溫度，回收利用煅燒系統爐氣廢熱，同時降低煅燒后工序冷卻負荷，達到能源再生和合理利用，極大的降低系統能耗。 關鍵詞：聯堿法;氯化銨;制冷降溫;溴化鋰;節能;安全環保 1背景技術 聯堿法純堿
摘要：本技術采用溴化鋰裝置制冷代替氨壓縮機制冷用于降低聯堿結晶溫度，回收利用煅燒系統爐氣廢熱，同時降低煅燒后工序冷卻負荷，達到能源再生和合理利用，極大的降低系統能耗。
關鍵詞：聯堿法;氯化銨;制冷降溫;溴化鋰;節能;安全環保
1背景技術
聯堿法純堿生產中氯化銨冷凍工序是聯堿系統的主要能耗工序，傳統聯堿法純堿生產中氯化銨冷凍工序采用冰機壓縮液氨制冷工藝，其氨的蒸發、壓縮、冷凝，系統流程長、設備多，增加操作人員和維修人員勞動負荷，且氨具有刺激性氣味且有一定的毒性和可燃性，為乙類可燃氣體，其具有腐蝕性，容易對管道、設備產生腐蝕，安全性低，環保風險大。該傳統工藝技術冰機運行電耗高，單位產品電耗為253kW·h/t堿。該技術設備占地多，投資較高，年產60萬t純堿聯堿企業，需要投資約為5000萬元。
所以，通過技術創新，我公司研發一種聯堿法純堿生產中溴化鋰制冷降溫新型工藝技術，發明設計出聯堿行業專用溴化鋰裝置制冷代替冰機壓縮液氨制冷工藝，降低聯堿結晶工段氯化銨結晶溫度。該工藝技術回收利用煅燒系統爐氣廢熱，同時降低煅燒后工序冷卻負荷，達到能源再生和合理利用，極大的降低系統能耗。同時，取消傳統液氨冰機壓縮制冷工藝，取消冰機及配套蒸發冷、液氨外冷器、氨分離器等設備，解決液氨制冷工藝帶來的安全環保等問題。
2工藝技術介紹
本工藝技術主要是針對現有技術的不足，提供一種新的、可降低系統冷凍負荷、減少設備投資費用和能耗的聯堿法純堿生產過程中溴化鋰制冷降溫新型工藝技術。
相關期刊推薦：《純堿工業》雜志是經國家新聞出版署批準出版的刊物(雙月刊、公開發行)。主要報道純堿行業及相關領域的生產、科研、設計、經營、管理的最新動態、技術進步及發展方向，是本行業最具權威性的技術刊物。
其工藝流程大致為：取消冰機液氨制冷工序，利用溴化鋰機組制冷降溫，溴化鋰機組由發生器、吸收器、冷凝器、蒸發器及板式換熱器組成，再配置濃溶液泵、稀溶液泵、冷劑泵將各容器溴化鋰溶液及冷劑水進行輸送循環使用，機組配置真空泵定期抽機組真空。在每臺煅燒爐爐氣進冷凝塔前增加一臺爐氣洗滌塔，經熱堿液洗滌后的爐氣從洗滌塔下部進去，與洗滌塔上部進來的軟水直接噴淋洗滌，回收煅燒爐氣中的熱量，洗滌后的爐氣從塔頂排出去冷凝塔繼續冷凝降溫，從洗滌塔底部出來的85℃以上的熱水回高位熱水桶，用熱水泵送至溴化鋰機組發生器，加熱溴化鋰稀溶液成為濃溶液，同時生成冷劑蒸汽。出發生器的75℃低溫水再返回煅燒洗滌塔，進行熱水循環使用。溴化鋰濃溶液溫度較高，而溴化鋰稀溶液又需要加熱，為了充分利用能源，在溴化鋰濃溶液從發生器流回吸收器及溴化鋰稀溶液從吸收器輸送到發生器的過程中設置了熱交換器，使二者進行熱交換。濃溶液通過濃溶液泵打至板式換熱器與稀溶液換熱，換熱后送去溴化鋰吸收器，吸收蒸發器來的冷劑蒸汽成為稀溶液，吸收放出的熱量由冷卻水帶出，稀溶液再由稀溶液泵輸送至板式換熱器與濃溶液換熱后去發生器，至此溶液完成整個循環。發生器產生的冷劑蒸汽去冷凝器，用冷卻水降溫，使其成為液態水，液體狀態的水(即低溫冷劑水)流回到蒸發器，使蒸發器內的冷劑水不斷得到補充，蒸發器內的低溫冷劑水(<5℃)通過冷劑泵打循環與蒸發器管程冷凍水換熱，降低冷凍水溫度至5.5℃，蒸發器產生的冷劑蒸汽去吸收器被稀溶液吸收，至此冷劑水完成整個循環。溴化鋰機組制冷產生的5.5℃低溫冷凍水去冷析結晶器外冷器與AⅠ母液換熱，降低冷析結晶器AⅠ母液溫度<10℃，出外冷器的9℃冷凍水由冷凍水泵抽至溴化鋰機組，循環使用。溴化鋰機組吸收器及冷凝器用的冷卻水出機組進入冷卻塔，降溫后再由冷卻水泵輸送至機組使用，如此循環往復。熱水系統、冷凍水系統損耗水由鍋爐來軟水補充，冷卻水系統損耗水由鍋爐一次水補充。
本工藝技術具有以下技術優勢：
1)節能：對熱源要求不高，可以利用各種低位熱能和廢氣、廢熱，節能效果好。
2)節電：整套裝置溴化鋰機組及配套設備運行較傳統工藝冰機壓縮制冷，單位產品噸堿電耗下降22kW·h。
3)安全性：機組在真空狀態下運轉，所用介質無臭、無毒、無爆炸危險、安全可靠。
4)易操作：冷量調節范圍寬。機組可在10%～100%的負荷范圍內進行冷量的無級調節，熱效率幾乎不變。
5)易管理：操作簡單、可靠，自動化程度高，易損件少，維修簡單，維修費用低。
3技術應用
該工藝技術已于2019年11月26日被國家工信部公告《國家工業節能技術裝備推薦目錄(2019)》，作為引導綠色生產、清潔生產技術，加快推廣應用。目前，該工藝技術已在安徽德邦化工有限公司生產系統應用，項目一期工程已完工投用，已將一套年產30萬t純堿的冷析結晶系統改為溴化鋰制冷降溫，取消液氨冰機壓縮制冷工藝。
3.1實施改造方案
1)新上一套制冷量19.51MJ/h(466萬kcal/h)熱水型溴化鋰機組，就近布置在Ⅱ過程冷析結晶器，并在機組上方澆筑框架安裝一套3000m3/h處理量的風冷塔，并配置循環水泵，供溴化鋰機組冷卻水使用。
2)新上四臺爐氣洗滌塔，1#、2#、3#、4#煅燒爐旋風出口爐氣進四臺爐氣洗滌塔，塔內用水噴淋洗滌爐氣，回收爐氣熱量，提高熱水溫度，出洗滌塔的爐氣再去冷凝塔。出洗滌塔的熱水通過U形水封回高位熱水桶，由熱水泵輸送至溴化鋰機組使用，出機組的低溫熱水再回爐氣洗滌循環。
3)溴化鋰機組產出的5℃冷凍水送去冷析結晶系統，代替原工藝的冷析液氨制冷，通過用5℃冷凍水把冷析結晶器中氯化銨結晶過程放出的熱量帶走，換熱后的冷凍水，利用冷凍水泵再輸送去溴化鋰機組循環，系統損失的冷凍水由軟水補充。
3.2項目經濟效益核算
1)項目經濟效益核算：
項目投用后，聯堿停用兩臺冰機(制冷量200萬kcal/h，N=1000kW)及四臺蒸發冷(N=47kW)，總計用電2188kW，而溴化鋰節能技術改造系統總耗電約600kW，全年以8000h計，則全年節電量為1270.4萬kW·h。若二期完工投用后，系統冰機及配套蒸發冷將全部停掉，改造前系統耗電為4983kW，改造后耗電為1623kW，全年以8000h計，全年可節約電量為2688萬kW·h，每年可節約電費1621.8萬元。
2)項目社會效益核算：
項目全部完工投用后，按1.229tce/萬kW·h計算節能量，則每年可節約3303t標準煤，按0.68kgCO2/kg標煤計算減排，每年可減少2246t二氧化碳排放。另外，本項目實施取消傳統液氨冰機壓縮制冷工藝，消除了重大危險源氨儲槽及液氨外冷器、分離器、冰機、蒸發冷、管道等多個危險源點，同時消除冰機運行產生的噪音污染，安全性高，環保風險極大降低。
4結論
本工藝技術獲得授權發明專利一項，發明專利名稱：聯堿法純堿生產過程中結晶工段溴化鋰制冷降溫及外冷器熱氨Ⅰ母液清洗裝置與方法，專利號：ZL201610085651.4。本工藝技術在國內屬于首創，通過回收利用聯堿法純堿生產中煅燒系統爐氣廢熱，同時降低煅燒后工序冷卻負荷，達到能源再生和合理利用，極大的降低系統能耗。項目運行安全穩定、節能，達到預期效果。本技術節能減排效果顯著，技術方案成熟可靠，同時降低傳統工藝冰機運行帶來的安全環保問題，部分聯堿企業也將告別液氨制冷的時代，提高本質安全度。——論文作者：卓士彬，趙川
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