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，進一步分析了系統(tǒng)中存在的三大突出問題，并針對問題提出了四項合理化建議，目的在于使系統(tǒng)進一步充分利用剩余資源，提高生產(chǎn)的平穩(wěn)性，實現(xiàn)節(jié)約能源的目標。

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

中圖分類號：TK222 文獻標識碼：A 文章編號：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

隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，工業(yè)化生產(chǎn)對氯堿、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)要進一步考慮如何對于天然堿、硝加工中蒸發(fā)系統(tǒng)節(jié)能進行改造，從而使系統(tǒng)進一步充分利用剩余資源，提高生產(chǎn)的平穩(wěn)性，進而達到節(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蒸發(fā)器來進行產(chǎn)品加工。雖然三效多級蒸發(fā)器具有受熱時間短、蒸發(fā)速度快和濃縮比例大等顯著的優(yōu)點，而且能夠合理利用物料的價值，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)平衡性也相對較差[2]。這也是天然堿、硝加工中蒸發(fā)系統(tǒng)需要進行節(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)其進入加熱器后無法迅速進行傳熱，從而使得加熱器無法達到正常的傳熱系數(shù)，導(dǎo)致部分熱量散失。同時，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，會使得運輸時損耗的熱量大幅度增強，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，距離沸點的溫度差會增大，使得來自鍋爐中的大量蒸汽在將液體原料加熱到沸點的過程中就被消耗掉，導(dǎo)致能源浪費。

2.2 水資源浪費較為嚴重

當(dāng)二效蒸發(fā)器中的蒸汽進入三效凝水缶后，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)下的蒸汽可以長時間保留一定溫度，進而提高循環(huán)利用水的溫度。但是，與此同時，循環(huán)水溫度的升高會使得蒸發(fā)器中的真空程度變得越來越低，最終會導(dǎo)致傳熱效率極為低下，并對產(chǎn)物的生產(chǎn)量產(chǎn)生明顯的不利影響。同時，水溫的升高也會導(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成為非常嚴重的問題，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，但這對水資源的利用具有不利的影響，嚴重浪費了水資源。

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)電機組，當(dāng)其出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象時，對蒸汽壓力會產(chǎn)生極大的影響。蒸汽在第一個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。這樣有時會導(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)，從而造成嚴重的熱量損失。但如果蒸汽壓力過小時，就無法及時出現(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。對二、三加熱器而言，可以用其對液體原料進行依次預(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，最終使得對生產(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入加熱器，推動加熱器中成膜冷凝。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，可以直接減少對蒸汽的消耗，進而減少熱量消耗[3]。

③在原來的設(shè)備中加入一個平衡缶，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過高，對蒸汽中熱能的消耗不會太大，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，進而提高工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)品的生產(chǎn)強度。當(dāng)然，如果將三效多級蒸發(fā)系統(tǒng)更新為四效蒸發(fā)系統(tǒng)，對系統(tǒng)中資源的合理性利用、操作性能的穩(wěn)定將會有更加明顯的效果。

4 結(jié)語

我國關(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。如何進一步降低循環(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時蒸汽的消耗，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)的具體情況進行精細化設(shè)計與討論。

參考文獻：

[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，2011（1）：399-404.