利用熱泵式熱泵凝聚廢熱工業(yè)技術(shù)_第1頁(yè)
利用熱泵式熱泵凝聚廢熱工業(yè)技術(shù)_第2頁(yè)
利用熱泵式熱泵凝聚廢熱工業(yè)技術(shù)_第3頁(yè)
利用熱泵式熱泵凝聚廢熱工業(yè)技術(shù)_第4頁(yè)
利用熱泵式熱泵凝聚廢熱工業(yè)技術(shù)_第5頁(yè)
已閱讀5頁(yè),還剩1頁(yè)未讀, 繼續(xù)免費(fèi)閱讀

下載本文檔

版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡(jiǎn)介

1、利用吸收式熱泵回收凝聚廢熱工業(yè)技術(shù)一、前言吸收式熱泵(Absorption Heat pumps)簡(jiǎn)稱(chēng)AHP是一種有效的節(jié)能裝置,它可以 分為兩大類(lèi),第一類(lèi)吸收式熱泵是利用高溫?zé)崮軄?lái)提升低溫?zé)崮埽m然消耗了高溫?zé)崃浚?但卻有效地回收了低溫?zé)崃?,使總能量利用率得以提高。第二?lèi)吸收式熱泵是利用低溫 熱量(排放的廢熱,60CVTV100,C )向環(huán)境排放的同時(shí)對(duì)外作功,并在這部分功的 作用下,把部分廢熱轉(zhuǎn)移到更高的溫位,加以重新利用。為區(qū)別起見(jiàn),常把第二類(lèi)吸收 式熱泵簡(jiǎn)稱(chēng)為 AHT (Absorption Heat Transformer)o我國(guó)在工業(yè)用AHT的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)上起步較晚,但隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的迅

2、速發(fā)展,面臨著 能源供應(yīng)日趨緊張和能源價(jià)格不斷上漲的形式。因此,AHT作為節(jié)能環(huán)保裝置,在國(guó)內(nèi) 應(yīng)用推廣的前景廣闊。為此北京燕山石化公司研究院與大連理工大學(xué)化工學(xué)院合作,在 研究院SBS中試裝置上完成了回收凝聚低溫?zé)嵩礋岜孟到y(tǒng)的中試研究,并于1997 年11月26日通過(guò)中石化組織的技術(shù)鑒定。為早日將此技術(shù)工業(yè)化,燕化研究院與燕化 橡膠廠(chǎng)共同在年產(chǎn)3萬(wàn)噸SSBR工業(yè)裝置和2.5萬(wàn)噸SBS工業(yè)裝置上開(kāi)發(fā)了能共用的第 一套5000kW工業(yè)級(jí)吸收式熱泵技術(shù),于1999年5月在燕化橡膠廠(chǎng)建成。經(jīng)過(guò)近兩年運(yùn) 行證明,AHT技術(shù)可靠、操作簡(jiǎn)單,能隨凝聚裝置平穩(wěn)生產(chǎn),節(jié)能效果顯著。此項(xiàng)目已 于2001年2月2

3、8日通過(guò)中石化組織的技術(shù)鑒定。該技術(shù)在國(guó)內(nèi)具有技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。北京燕山石油化工股份公司合成橡膠事業(yè)部是以生產(chǎn)合成橡膠,尤其以順丁橡膠 (簡(jiǎn)稱(chēng)BR)為主的大型石化企業(yè)。經(jīng)過(guò)多年努力,國(guó)內(nèi)合成橡膠的生產(chǎn)技術(shù)不斷提高、 日趨完善,至今其產(chǎn)品數(shù)量、質(zhì)量居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位,部分產(chǎn)品(BR、SBS)已打入國(guó)際 市場(chǎng)并有較高的聲譽(yù)。但與國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品相比,能耗偏高,這不但直接影響企業(yè)經(jīng)濟(jì)效 益,同時(shí)也阻礙國(guó)產(chǎn)技術(shù)的對(duì)外出口,限制了合成橡膠事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。另外,隨著能 源供應(yīng)的日趨緊張、能源價(jià)格不斷上漲的形勢(shì)及從可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā),節(jié)約生產(chǎn)過(guò) 程中的能源消耗,也將越來(lái)越重要。二、流程及技術(shù)特點(diǎn)凝聚工序簡(jiǎn)述燕化合成橡

4、膠廠(chǎng)生產(chǎn)的BR是燕化公司自行開(kāi)發(fā)的技術(shù),經(jīng)過(guò)多年不斷的技術(shù)革新 產(chǎn)品的質(zhì)量已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,能耗、物耗已降到歷史最高水平。在合成橡膠、合成 熱塑性彈性體等生產(chǎn)裝置中,對(duì)膠液的凝聚過(guò)程通常采用經(jīng)典的釜式凝聚方法(流程見(jiàn) 圖-1),凝聚工序的任務(wù)是將聚合生成的聚合物膠液噴入既作為傳熱介質(zhì)又作為輸送介 質(zhì)的熱水中,通過(guò)水蒸汽提供的熱量使溶液狀的橡膠凝聚成顆粒狀,并回收溶劑和未反 應(yīng)完全的單體。同時(shí)熱水又可將聚合過(guò)程中的殘余催化劑洗凈、脫除。膠液的凝聚過(guò)程 是一個(gè)傳熱和傳質(zhì)偶合的過(guò)程,散入水中的膠粒從周?chē)合嘀形諢崃?,膠粒中溶劑和 未反應(yīng)完全的單體因受熱而通過(guò)膠粒疏松結(jié)構(gòu)的眾多孔蒸發(fā)進(jìn)入周?chē)合唷?/p>

5、該工藝分為 兩個(gè)過(guò)程,即水蒸汽蒸餾過(guò)程和擴(kuò)散過(guò)程。評(píng)價(jià)凝聚操作的指標(biāo)主要是蒸汽消耗量和膠中含油量。從流程圖可以看出,凝聚釜汽頂98C左右的汽提氣空冷器、循環(huán)水冷卻器冷至 35 r,進(jìn)油水分層罐分離,回收溶劑油。由于汽提氣的熱量無(wú)法回收利用,一部分通過(guò) 空冷器排入環(huán)境大氣中,另一部分通過(guò)循環(huán)冷卻水帶走,造成巨大的浪費(fèi),同時(shí)對(duì)環(huán)境 造成熱污染。凝聚工序的蒸汽消耗占成品生產(chǎn)總耗汽量的3/5以上。凝聚所耗的蒸汽主要有三 個(gè)作用:使膠液升溫全汽提溫度;提供膠液中溶劑的汽化潛熱;把溶劑氣帶出凝 聚釜回收。這中間、兩項(xiàng)的耗汽量之和不足凝聚總耗汽量的1/3,大部分的蒸汽都 用于第項(xiàng)中。在現(xiàn)有的凝聚工藝條件下影

6、響擴(kuò)散過(guò)程的因素:增加水和膠粒的溫差,有利于 傳熱、傳質(zhì)過(guò)程的進(jìn)行,有利于膠粒中的溶劑分子擴(kuò)散到膠粒表面;膠粒的粒度越小, 越有利于擴(kuò)散過(guò)程的進(jìn)行。膠液液滴在凝聚釜內(nèi)分散得越小,膠粒表面和熱水接觸面就 越大,通過(guò)油水界面?zhèn)鬟f過(guò)去的熱量就越多,溶劑氣汽化得就越快,從而越有利于擴(kuò)散 過(guò)程的進(jìn)行。濕膠和1嘿聚釜Oil丁冷卻水 苴水衿器iui r分層水圖-1順丁橡膠凝聚工段流程循環(huán)魂水順丁橡膠凝聚熱泵流程BR凝聚生產(chǎn)為雙釜操作。由于兩個(gè)釜的操作壓力不同,即1#釜?dú)饬看螅?#釜?dú)饬?小,故只回收1#釜汽提氣余熱。與SBS相比BR凝聚汽提氣中油氣的比例較高,大部分 熱量將在共沸溫度下排放,相應(yīng)合理的AHT

7、規(guī)模為:6270KW/套。AHT切入凝聚系統(tǒng)的 示意流程,如圖-2所示。過(guò)去由凝聚釜頂流出的水蒸氣和有機(jī)溶劑蒸汽的混合物(95C) 用空冷器進(jìn)行冷凝,熱量全部被空冷器排入大氣。采用熱泵后,95C的廢熱被依次送入 蒸發(fā)器和再生器作為驅(qū)動(dòng)熱源。從吸收器輸出的熱量用于加熱循環(huán)熱水,然后返回凝聚 釜,以節(jié)省加熱蒸汽。用AHT回收燕化公司合成橡膠事業(yè)部順丁橡膠裝置凝聚工段汽提氣余熱的流程示 意見(jiàn)圖-2。AHT安裝在凝聚釜頂汽提氣的出口管線(xiàn)上,一臺(tái)空冷器。汽提氣串聯(lián)通過(guò)熱 泵的蒸發(fā)器、再生器,冷卻冷凝后進(jìn)入空冷器、水冷器將汽提氣尾氣進(jìn)一步冷卻、分離 回收溶劑;來(lái)自熱水罐的循環(huán)熱水通過(guò)熱泵的吸收器被加熱變成

8、過(guò)熱水,過(guò)熱水經(jīng)膠液噴嘴進(jìn)入凝聚釜;循環(huán)冷卻水作為熱泵冷凝器的冷卻水。過(guò)熱水圖-2回收BR凝聚廢熱的流程示意圖AHT的循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)流程見(jiàn)圖一3。汽提氣在蒸發(fā)器中冷卻冷凝提供熱量產(chǎn)生工 質(zhì)水蒸氣,出蒸發(fā)器的工質(zhì)水蒸氣進(jìn)入吸收器被濃漠化鋰溶液吸收,吸收過(guò)程放出的熱 量用來(lái)加熱循環(huán)熱水重新返回凝聚釜繼續(xù)使用,出吸收器的稀溶液經(jīng)液一液換熱器與來(lái) 自再生器的濃漠化鋰溶液換熱,降低溫度并閃發(fā)后進(jìn)入再生器,稀溶液在再生器中吸收 來(lái)自蒸發(fā)器出口汽提氣提供的熱量后,溶液被濃縮,產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入冷凝器放出熱量冷 凝為工質(zhì)水,工質(zhì)水依靠液位高度返回蒸發(fā)器,再行蒸發(fā)。再生器出口濃溶液經(jīng)液一液 換熱器返回吸收器,再行吸

9、收。圖-3 熱泵的流程示意圖凝聚熱泵的技術(shù)特點(diǎn)結(jié)合橡膠廠(chǎng)凝聚生產(chǎn)的實(shí)際情況,選擇漠化鋰為吸收劑的吸收式熱泵回收合成橡 膠凝聚工段汽提氣廢熱并用于加熱循環(huán)熱水的工藝流程具有以下優(yōu)點(diǎn):汽提尾氣先后串聯(lián)通過(guò)熱泵的蒸發(fā)器和再生器,熱泵分段利用汽提氣中不同組 分的熱量,最大限度地提高了廢熱的利用率;最大可能的提高凝聚尾氣在熱泵中的冷卻 效果,節(jié)約后續(xù)空冷器的耗電量和循環(huán)冷卻水用量。用AHT回收的廢熱加熱循環(huán)熱水產(chǎn)生的過(guò)熱水直接用于凝聚釜,而不采用通常 采用的過(guò)熱水生產(chǎn)蒸汽的工藝,減少相變過(guò)程的散熱損失。過(guò)熱水直接用于凝聚釜,有 利于膠粒的分散和溶劑的脫除。與SBS凝聚相比, 膠粒的分散效果十分明顯。不加

10、分 散劑的凝聚釜中膠粒大小比原流程使用分散劑后的膠粒還要小。不加分散劑不僅節(jié)約成 本,還有利于后處理雙機(jī)進(jìn)料,保證成品BR膠的純度。減輕后處理的操作強(qiáng)度,為成 品膠的后期加工創(chuàng)造了有利條件。采用上述技術(shù)方案一方面可以增加溶劑回收,降低消 耗,另一方面還可避免如下弊病,即膠中溶劑含量高,在其后續(xù)干燥過(guò)程中將以氣體形 式逸出,這樣,不僅將造成環(huán)境污染,而且有引起爆炸著火的危險(xiǎn)。根據(jù)順丁橡膠的特 點(diǎn),細(xì)小的顆粒有利于膠中溶劑的脫除,降低十膠含油率,減少溶劑消耗。這是順丁橡 膠凝聚熱泵最明顯的特點(diǎn)。過(guò)熱水與膠液混合后噴入凝聚釜可以節(jié)省較多的水蒸汽,相應(yīng)也就大量節(jié)省了冷 凝蒸汽的冷卻水用量。在凝聚過(guò)程中

11、,這些被冷凝的蒸汽經(jīng)油水分層罐分層后變成分層 水,飽和著溶劑的分層水返回至熱水罐。熱水罐中熱水間歇排入地溝變成污水。因此, 由于減少了水蒸汽用量將相應(yīng)減少其污水生成量。工業(yè)應(yīng)用效果運(yùn)行中,AHT系統(tǒng)具有很強(qiáng)的跟隨性和自衡能力,當(dāng)外部工藝參數(shù)(如汽提氣的 溫度、壓力、熱水入口溫度及流量、循環(huán)冷卻水溫等)維持不變時(shí),系統(tǒng)可很快進(jìn)入穩(wěn) 定狀態(tài),且運(yùn)行十分平穩(wěn)。一旦外部工藝參數(shù)發(fā)生變化,系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)(如漠化鋰溶液 的濃度、蒸發(fā)壓力、冷凝壓力等)將迅速自動(dòng)調(diào)整到新的平衡點(diǎn)而進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。AHT 的運(yùn)行或關(guān)閉對(duì)凝聚工序的操作沒(méi)有影響,不會(huì)造成生產(chǎn)波動(dòng)。三、AHT的效益評(píng)價(jià)在3萬(wàn)噸/年SBS裝置上近兩年的運(yùn)

12、行表明,AHT技術(shù)可靠、操作簡(jiǎn)單,無(wú)明顯腐 蝕現(xiàn)象。能隨凝聚裝置平穩(wěn)運(yùn)行,節(jié)能效果顯著,操作性能參數(shù)COP值為0.450.48, 溫升T為2030C,每噸干膠節(jié)約1.4噸蒸汽。主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到當(dāng)代國(guó)外先進(jìn)水平。 該裝置投資610萬(wàn)元,基本無(wú)運(yùn)行費(fèi)用。兩年多即可收回全部投資。每噸SBS成本下降 近130元。2001年此項(xiàng)技術(shù)又在燕化合成橡膠事業(yè)部6萬(wàn)噸順丁橡膠生產(chǎn)線(xiàn)上應(yīng)用,其規(guī)模 為6270kW。該裝置投資820萬(wàn)元,2002年11月該裝置一次開(kāi)車(chē)成功,每小時(shí)節(jié)省蒸汽 5噸,凝聚工序不再加入分散劑。投用后可為燕化合成橡膠事業(yè)部每年節(jié)支400多萬(wàn)元。采用熱泵技術(shù)可減少凝聚裝置向大氣環(huán)境的熱污染;減

13、少生產(chǎn)低壓蒸汽時(shí)燃燒燃油 所排放的燃燒廢氣量;減少CO、SO2、煙塵等有毒有害氣體排放量;減少排放的化學(xué)污 水,可節(jié)約污水凈化費(fèi)。對(duì)于保護(hù)環(huán)境、保護(hù)生態(tài)平衡也有一定的社會(huì)效益。四、推廣應(yīng)用前景本成果不僅可應(yīng)用于合成橡膠、熱塑性彈性體等工業(yè)生產(chǎn)的凝聚裝置,而且還可廣 泛用于冶金、紡織、化工產(chǎn)品等行業(yè)有低溫廢熱排出的場(chǎng)合。但只有待回用的要求廢熱 溫度高于60C及可回收的熱負(fù)荷大于2000kW時(shí)才具有經(jīng)濟(jì)意義,才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)規(guī)模。 燕化合成橡膠事業(yè)部已計(jì)劃在順丁橡膠裝置再上一套同等規(guī)模的熱泵裝置,新建成的6 萬(wàn)噸SBS裝置也考慮了熱泵的安裝位置。僅就全國(guó)順丁橡膠生產(chǎn)裝置而言,如果迅速普 及推廣,每年的經(jīng)濟(jì)效益是非??捎^(guān)的。隨著全球工業(yè)的發(fā)展能源逐漸緊缺,工業(yè)熱污染嚴(yán)重,溫室效應(yīng)加劇,經(jīng)濟(jì)的可持 續(xù)發(fā)展已提到議事日程,作為環(huán)

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫(kù)網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評(píng)論

0/150

提交評(píng)論