蒸发及片碱生产中余热的回收利用

李玉良

（冀中能源邢台矿业集团有限责任公司金牛钾碱分公司，河北邢台054000）

蒸发及片碱生产中余热的回收利用

李玉良

（冀中能源邢台矿业集团有限责任公司金牛钾碱分公司，河北邢台054000）

利用蒸汽冷凝水余热使溴化锂制冷机生产低温水，低温水又用于改善片碱机操作，制冷机利用后的蒸汽冷凝水代替纯水使用，从而达到回收利用低温余热、减轻热污染、同时改善生产操作、节约纯水的良好效果。

蒸汽冷凝水；低温余热；溴化锂制冷机；纯水

冀中能源邢台矿业集团有限责任公司金牛钾碱分公司采用离子膜电解工艺生产氢氧化钾，其生产能力居全国前列。由电解槽出来的成品30%氢氧化钾进入蒸发、制片工序，生产出48%氢氧化钾液碱和90%氢氧化钾片碱，作为商品出售。

在蒸发制片生产过程中需要用大量蒸汽作为蒸发器的热源，使氢氧化钾液碱中的水分不断蒸发以提高氢氧化钾液碱的浓度。这些加热蒸汽在经过蒸发器后产生大量冷凝水，冷凝水的温度一般可以达到110℃以上，蒸汽冷凝水经过换热器被公用循环水冷却之后进入原水池，用来补充生产工艺水供各工序使用。这种做法有以下2点不足：（1）蒸汽冷凝水非常纯净，其品质完全可以和脱盐水媲美，其电导、pH值等完全符合纯水的指标，可代替纯水使用，若排入原水池即是浪费；（2）蒸汽冷凝水中的热能白白浪费，还要消耗公用循环水，增加了能耗。

该公司用温度约110℃的蒸汽冷凝水带动溴化锂热水型冷水机组，产生的低温水去间接冷却片碱机，可降低片碱机工作温度，提高片碱产量，改善现场操作环境。同时，经过溴化锂机组的蒸汽冷凝水温度降至约60℃，直接进入纯水罐作为纯水使用，节约了公用冷却循环水和纯水。

1 热水型溴化锂冷水机组工作原理

溴化锂吸收式制冷机的工作原理是，冷水在蒸发器内被来自冷凝器减压节流后的低温冷剂水冷却，冷剂水自身吸收冷水热量后蒸发，成为冷剂蒸汽，进入吸收器内被浓溶液吸收，浓溶液变成稀溶液。吸收器里的稀溶液，由溶液泵送往热交换器、热回收器后温度升高，最后进入再生器加热，成为最终浓溶液。浓溶液流经热交换器，温度被降低，进入吸收器，滴淋在冷却水管上，吸收来自蒸发器的冷剂蒸汽，成为稀溶液。另一方面，在再生器内，外部高温水加热溴化锂溶液后产生的水蒸气进入冷凝器被冷却，经减压节流，变成低温冷剂水进入蒸发器，滴淋在冷水管上，冷却进入蒸发器的冷水。该系统由再生器、冷凝器、蒸发器、吸收器、热交换器、溶液泵及热回收器组成，并依靠热源水、冷水的串联将这2组系统结合在一起。通过对高温侧、低温侧溶液循环量的最佳分配，实现温度、压力、浓度等参数在2个循环之间的优化配置，并最大限度地利用热水源的热量，使热水温度可降到60℃。以上循环如此反复进行，最终达到制取低温冷水的目的。

溴化锂吸收式制冷机以水为制冷剂，溴化锂水溶液为吸收剂，制取0℃以上的低温水。

2 蒸汽冷凝水热能利用及设备选型

蒸发片碱工序的带有压力的蒸汽冷凝水平均流量为6.4 t/h，温度110℃。该公司选用乐星（LS）空调系统有限公司的LWM—022EH型高温热水型溴化锂冷水机组。机组主要包括3套水路系统，即热水系统、冷却水系统和冷水（低温水）系统。热水送至溴化锂机组，经过换热，对溴化锂溶液加热后，热水温度降低，去纯水罐代替部分纯水使用；冷却水来自公用循环冷却水；低温水经低温水泵从低温水罐送至溴化锂机组进行冷却，冷却后的低温水送往片碱机冷却水换热器，再回到低温水罐循环使用，达到了利用蒸汽冷凝水余热的目的。高温热水型溴化锂冷水机组水路系统示意图见图1。

3 乐星LWM—022EH型高温热水型溴化锂冷水机组制冷原理

该机组主体由蒸发器及吸收器组成的下筒体、冷凝器及发生器组成的上筒体、溶液交换器、溶液泵、冷剂泵、抽气系统等组成。制冷机工作时，主体处于真空状态。蒸发器、冷凝器里的低温冷剂水吸收来自用户的冷媒水的热量，使冷媒水温度降低，同时冷剂水蒸发成冷剂蒸气。在吸收器内，溴化锂浓溶液吸收蒸发器内冷剂蒸气后变成稀溶液。稀溶液通过溶液泵，经过溶液热交换器加热升温后，最后送至发生器内进行加热。在发生器内，稀溶液通过高温热水的加热，成为高温浓溶液，同时产生大量的高温冷剂蒸气。浓溶液经溶液热交换器与吸收器来的稀溶液换热后进入吸收器。同时，产生的冷剂蒸气进入冷凝器内被冷却，成为低温冷剂水。冷剂水经降压节流后进入发生器，如此完成一个制冷循环。溴化锂冷水机组制冷原理示意图见图2。

4 溴化锂冷水机组运行中的注意事项

（1）要确保低温水泵正常运行。为了保护机组，低温水泵与机组设有连锁。若低温水泵停，则制冷机组也随之停运。所以，要加强低温水泵的保养、定期切换，特别是在冬季，要防止机组停运后冻坏水管路。

（2）定期给机组抽真空，确保机组主体的真空度。加强真空泵的养护，定期换专用油，特别是冬季，要防止油路冻结。

（3）在冬季运行时，要保证公用循环水温度不低于19℃，否则机组将停运。若发现不及时，可能冻坏水管路，应加强巡检。若冬季停运时间较长，应放净机组内的水。

（4）要保证有充足的热水流入机组，发生器温度应保持在60℃以上，使机组处于良好的工作状态。

5 应用效果

溴化锂冷水机组自2009年9月投入使用以来运行良好，产生的低温水供片碱机冷却降温使用，可使进入片碱机转鼓的水温降低3~5℃，减轻了刮刀的磨损，延长了刮刀的使用时间，提高了片碱的产量。同时，经过溴化锂冷水机组的蒸汽冷凝水进入纯水罐代替纯水使用，每年可节约纯水约5万t；低温余热的回收利用提高了能源的利用率，减轻了热污染。

Recycleand utilization of used heat in evaporation and flake caustic production

LIYu-liang
(TaurasPotash Company,JZEGXingtaiMining Group Co.,Ltd.,Xingtai054000,China)

The low temperaturewater of lithium bromide refrigeratingmachine,which was produced by used heat of evaporation condenstate water,was reutilized for improving the operation of flake caustic machine. Theevaporation condenstatewaterafterused by refrigeratingmachinewasused instead ofaqua pura.The low temperature used heat was reutilized,and heat pollution was reduced.As while,the improvement of production operation and aqua pura savingwere realized.

evaporation condenstate water;low temperature used heat;lithium bromide refrigerating machine;aqua pura

book=32,ebook=162

TK11+5

B

1009－1785(2010)08－0032-02

2010-04-23