连续精馏热能耗节省攻略 |
如今国家提倡化工生产的低碳 、低耗、低成本的企业运行格局 ，势必强化在运行企业深度挖潜。如何在企业运作中做到较佳的“三耗”，做到比较优质的产品品质，才是企业生存、立足 、发展的关键，营销手段能力再强大，完全成本没有控制好，始终无法做到较大程度的剩余价值。本人就着重反应后产品的分离或分离型企业“三耗”指标中能耗的利用谈一些个人看法 ，以供相应企业借鉴使用。 为了达到产品的较佳纯净度 ，蒸馏是一般化工企业通用的一种分离方式 。蒸馏分为普通蒸馏 ，精馏，蒸发等若干方法，其工艺的配置主导产品最终的质量要求。蒸馏和蒸发一般为粗品脱去轻组分的简易祛除手段 ，使用的范围很广 ，方法有釜式蒸馏 ，薄膜蒸发 ，分子蒸馏 ，以及多效蒸发等。而精馏是将原料组分中一种或多种物质通过相对沸点差一步或分步达到提纯的目的，在常规分离中比较通用。 精馏 ，分为釜式间歇精馏和塔式连续精馏，根据压力分为有压精馏（正压和负压）和常压精馏。釜式间歇精馏不具备温度的“T度”，因此能耗可节省空间不大 ，永利集团来具体讨论一下常压塔式连续精馏。 经历过精馏生产的都知道 ，精馏是通过原料不间断泵入塔中部 ，塔底由再沸器或加热盘管加热，使沸点小的物质受热汽化沸腾由下往上，到冷凝器被冷凝，沸点大的物质没被汽化的由上往下在釜底集聚。冷凝器将气相出口的物质冷凝后流入到回流罐，利用回流泵打到塔顶作回流，回流一个阶段后，部分回流 ，部分采出，达到连续进料连续出料的分离精馏目的 。从这个流程来看 ，生产出合格的产品似乎不是问题，但永利集团需要讨论能耗是不是最省 。这里永利集团来以乙醇和水的混合物，精馏出95℃以上的酒精来举例说明能耗节省的可控点！ 在精馏中 ，加热热源为蒸汽和导热油，导热油输送热量后 ，损失的热量由锅炉补给，不断循环，这样的加热传热方式热损很小 ，能耗省也环保。而蒸汽，加热完成后，由于放热被冷凝，冷凝水的温度一般为100℃甚至更高，部分企业已经开始使用保温管线使用循环机泵入蒸汽锅炉，以达到最少的热损。但很多企业都是直排的形式收获冷凝水回用，这样很大程度地浪费了热量，综合能耗成本增加，永利集团定义为蒸汽显热损。精馏中，由于不断排放的被蒸馏完全酒精的废水，排放温度在98-105℃之间，废水的量一般是原料量的30%-80% ，一般都在50%左右 ，这100℃的废水直接排进了废水池，浪费了大量的高温显热，这部分永利集团称之为废液显热。酒精汽化后温度应该在76-80℃ ，直接流入冷凝器 ，冷凝后部分被回流泵打到塔顶再汽化，循环被冷凝，这部分循环的气体总量基本和进料量持平，这么大量的气体被冷却水所冷凝 、冷却的热量非常巨大 ，永利集团定义为汽化潜热损 。还有，整个生产装置对外的散热，永利集团可以定义为热辐射损 。 以上的解释 ，永利集团可以理解为一个连续精馏塔 ，整个所有消耗的热量为四方面 ：1，废液显热损。2，蒸汽冷凝显热损。3，汽化潜热损。4 ，体表辐射热损。这些热量的总和基本能够和燃煤提供给精馏塔的热量相平衡。当永利集团了解了这些，怎么控制好这些热损以达到较低消耗燃煤的目的而做好文章 。依旧用精馏醇水混合物来展开讨论。 常温物料（25℃），通过泵，流入连续精馏塔中部，对于精馏效率而言是好事 ，因为物料可以作为塔中回流物质，使得沸点高物质很难沸腾往上。但是，从能耗角度，太低的进料温度势必吸收大量的热而使得加热量增加巨大。有没有可能性将进塔的物料温度提高 ，从而减少热能的使用？这个时候，永利集团可以选择废热的利用了。废热是指塔顶的汽化潜热和废水显热，这两点的热量白白浪费，为什么不能有效使用呢？现在通常的方法是在冷凝器前面增加一个换热器，由塔顶出来的汽化物料和进塔前原料进行换热，既提高了进塔物料的温度，又降低了冷却水冷却的负荷，同时冷凝器面积可以减小，冷却水量可以减少 ，同时冷却水泵的功率可以降低，一举多得。通过这样的换热，完全可以将进塔的物料提升温度到60-65℃，换热器面积足够大的话 ，完全可以换热到70℃。当然，在设备成本上和工艺的合理性上 ，永利集团应该折中考虑换热的效果 。 如果感觉热量还不足以回收得彻底 ，那么，可以进行二次换热 。利用和塔顶汽化物料换热后的原料再和塔底废水进行换热，也就是将65℃的原料和100℃的废水进行热交换，将原料提升温度到达80-85℃ 。这么，这时的原料进入精馏塔 ，已经部分汽化 ，那么所对于系统消耗热量减少了很大一部分，也就是说节约了很大一部分的燃煤 。 这样利用“T度”回收热量的方法早在近十年前我就提出来了，也在很多化工品精馏领域得到很好验证，其有效燃煤节省率可高达30%，长久而高效地节约了精馏成本。而对于双重热量回收，在简单地增加换热设备是远远不够的，这就得配合塔高和精馏段 、提馏段的进料口相匹配才能够发挥其最佳的精馏效率。因为进塔物料温度高和低对于塔中回流效果的影响以及塔体操作平衡的影响是巨大的，也就是塔体同一进料口无法满足既是高温物料又是低温物料，这是精馏效果问题，这里不详细阐述，在以后的文章中我会逐步详细说明。 对于我提及的蒸汽冷凝液热损 ，使用循环液泵回收热水效果是明显的 ，也是成熟的一种回收热量的方法 ，避免蒸汽暴露常压空中而热能耗损失。对于设备的热辐射损耗，最有效的方法是注重保温效果 ，一般的五厘米保温层太过单薄 。当然，保温材质的好坏也决定热损的多少。 终上所述 ，本人只想提出能耗合理地节省，对于诸多企业而言，小投入的换热设备，更合理的工艺布局 ，换回的是长年累月的能耗节约，久而久之是节约了不小的一笔运行支出，更满足于国家提出的低碳 、低耗的指导方针。 已阅：3025次
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