元明粉清洁生产与节能降耗

元明粉生产工艺经过多年的生产经验积累及不断的技术改造已趋于成熟，生产设备基本定型。但随着能源价格的持续增长、市场竞争的日趋激烈、环保排放标准的逐年提高，给企业的发展带来一定的困难。为此，南风化工集团股份有限公司<简称南风集团)技术人员采用新型、高效、节能、清洁的工艺技术，为企业创造了很大的效益。

1 高温冷凝水综合利用的改造 1.1 冷凝水的价值 蒸汽潜热利用完后，就变成含有蒸汽显热的高温冷凝水。大多数用汽设备是利用蒸汽的潜热，排除的是饱和的蒸汽冷凝水。蒸汽冷凝水的价值体现在水值和热值两个方面。冷凝水的洁净程度很高，可以满足大多数场合的用水要求。冷凝水的热值为在排放温度下的焓值与新鲜水的焓值的差。表1列出不同压力下冷凝水热值与蒸汽总热焓和蒸汽潜热的对比，其中比例指同一压力下饱和冷凝水的焓占饱和蒸汽总焓比例。

若1.1MPa蒸汽的热值成本为120元/t，则其饱和冷凝水的热值成本近似计算为120×28.1%：33.72元/t，故冷凝水的余热利用具有巨大的经济价值。 表1 不同压力下冷凝水热值与蒸汽总热焓和蒸汽潜热的对比 序绝压饱和饱和冷凝水的焓饱和蒸汽的焓蒸汽潜热比号 /MPa 温度/(kJ·kg-1) /(kJ·kg-1) //(kJ·kg-1) 例% /℃ 1 0.1 100 417.51 2675.4 2257.9 15.6 2 0.6 159 670.42 2755.5 2085.1 24.3 3 1.1 184 780.13 2779.7 l998.6 28.1 4 2.0 212 908.59 2797.2 1888.6 32.5 5 3.6 244 l057.6 2801.7 1744.1 37.7 1.2 冷凝水回收利用现状 为使元明粉在现有销售价格内有较大的利润空间，针对现有生产工艺进行了认真剖析，找到了浪费热能的原因。1)从整体工艺看，高温冷凝水一、二效热利用率较低，排放温度120℃左右，三效高温冷凝水并未使用。根据工艺条件，增加了一套硝水预热器，将三效高温冷凝水热能再利用。2)气流干燥预热器冷凝水采用孔板阀，蒸汽利用率也不高，并且冷凝水所夹带蒸汽全部排放，排放温度140℃左右。根据理论测算，浪费蒸汽约20t/d，按1 t煤产汽7 t计算，1 d多耗煤2.86t，一年多耗煤944t(按330d计)，煤价按510元/t计算，年多耗资金48.1万元。3)冷凝水排放量大，1 d排放70℃高温冷凝水400m2左右，未进行综合利用。

1.3 冷凝水综合利用技术

根据高温冷凝水的热能应尽量充分利用的原则，通过热平衡、水平衡衡算，采用了先进的高效节能技术，增加了高效换热设备，将三效冷凝水与清液一级换热，二效冷凝水与清液二级换热，一效冷凝水与部分清液三级换热，干燥冷凝水也与清液部分三级换热，换热后一效冷凝水与干燥冷凝水温度均降至90℃，节能效果明显。换热后的冷凝水统一收集，除锅炉、车间洗罐用水外，剩余部分用于全厂供暖，然后送至溶化车间供化硝用，大大节约了新鲜用水。 1.4 冷凝水回收的效益

1.4.1 冷凝水的热价值

通过改造冷凝水余热利用系统，可以减少冷凝水热量的损失，节约蒸汽。此处仅考虑一效、干燥冷凝水排放温度降低带来的经济效益。一效冷凝水改造前排放温度120℃，冷凝水量60t/h，改造后降为90℃，其节约的热量约为7.6×106kJ/h。干燥冷凝水改造前排放温度140℃，冷凝水量14t/h，改造后降为90t，其节约的热量约为2.8 ×106kJ/h。以上节约的冷凝水热量总计约10.4×

106kJ/h，折合0.6MPa蒸汽3.6t/h。考虑管道的散热损失20%，蒸汽的价格50元/t，年运行时间按8 000h计，其节盲旨效益为3.6×80%×50×8 000=115.2万元/a。

1.4.2 冷凝水的水价值

此处只计算冷凝水的水价值。用冷凝水代替新鲜用水，新鲜水价格按2元/t计算，改造后冷凝水回收量为400t/d。年运行时间按330 d计算，则年节水效益为400×330×2=26.4万元/a。 2 交流变频调速改造

2.1 交流变频调速改造技术 近年来，随着中国机电一体化技术水平的不断提高，交流变频调速已成为一种发展较为成熟的技术。交流变频调速传动具有以下特点：可以使普通异步电动机实现无级调速；启动电流小，减少电源设备容量；启动平滑，消除机械的冲击力，保护机械设备；对电机具有保护功能，降低电机的维修费用；具有显著的节电效果。如在循环泵、离心机、鼓(引)风机上安装变频器，节能效果将十分显著。因为变频器在工作中可根据负荷大小进行无级调速，扩大了调节范围，因设备大部分工作在50%-80%的效率中，这样就具有良好的节电效果，降低了功耗，大大节省了用电支出，一般可节约20%。 2.2 交流变频经济效益

南风集团30 kW(含)以上的电机51台，合计3 321 kW，其中备用8台，合计364 kW，实际在用43台，现已变频7台，共计580 kW。按年运行330d、每天工作22 h、节电率20%、用电单价0.43元/(kW.h)计，改造后年节电费580 ×22×330×20%×0.43=36.2万元。

3 元明粉尾气水除尘闭路循环改造 元明粉生产干燥尾气的粉尘处理，目前中国同行均采用较先进的湿法除尘装置，但是从根本上解决不了粉尘排放的达标问题。南风集团采用了旋流湿法除尘及二级除尘装置。在改造设计过程中着眼于降低热风的流速，延长和改变尾气的运行路线，使粉尘在密闭运行的路线中充分地与热水接触，最终达标排放。此工艺将含粉尘的水溶液回收，用于溶化工序，达到闭路循环、无污染排放，从而达到既节能降耗又清洁生产的目的。即在旋流除尘塔之后增加二级除尘装置，除尘房内为隔板式除尘，废气最后排到大气中，而硝水则回用到生产系统中。

关键技术及其先进性：1)二级除尘器直径高度与旋流塔直径高度的比例。2)除尘塔的导气通道。气流通道面积大小及其各级通道比例、二级除尘器隔板布置是技术的核心部分。二级除尘器隔板交错布置，使悬浮移动液滴增加运动曲径和吸附碰撞机会，达到除去带粉尘大液滴的目的。

该除尘工艺在元明粉行业首创，在运城元明粉生产行业首次应用，彻底解决了困扰多年的粉尘污染问题，既能使粉尘充分除掉、环保达标，且不影响干燥系统的正常运行，又能回收原料水硝(芒硝)5 500t/a，具有重要的推广价值。