張守特，趙軍軍，劉立勤

(天津大沽化工股份有限公司 天津300455)

離子膜蒸發(fā)工序蒸汽冷凝水回收再利用

張守特，趙軍軍，劉立勤

(天津大沽化工股份有限公司 天津300455)

燒堿濃縮的過程中會產(chǎn)生大量的冷凝水，主要作為涼水塔的補充水和機泵冷卻水。由于冷凝水溫度較高，其回收再利用前需要進行冷卻，造成熱量的浪費。介紹了離子膜蒸發(fā)系統(tǒng)含堿冷凝水循環(huán)再利用的改造措施，提出將不同溫度的冷凝水分開，將溫度高的部分送至化鹽工序，不僅能將熱量充分利用起來，還可以節(jié)約大量生產(chǎn)用水。

蒸發(fā) 二次蒸汽冷凝水 余熱 余能 再利用

0 引 言

天津大沽化工股份有限公司氯堿分廠離子膜電解工序電解槽產(chǎn)出的燒堿(NaOH)質(zhì)量分數(shù)為 32%，需要將其濃縮至 50%。在燒堿濃縮的過程中會產(chǎn)生大量含微量堿的冷凝水，俗稱含堿冷凝水，現(xiàn)主要有兩個用途：①涼水塔的補充水；②機泵冷卻。由于冷凝水溫度較高，作為補充水及冷卻水使用，還需經(jīng)過冷卻，造成熱量的浪費。如果將不同溫度的冷凝水分開，將溫度高的部分送至化鹽工序，不僅能將熱量充分利用起來，還可以節(jié)約大量生產(chǎn)用水。

1 蒸發(fā)裝置簡介

蒸發(fā)裝置包括雙效逆流降膜蒸發(fā)和三效逆流降膜蒸發(fā)兩種。雙效逆流蒸發(fā)裝置生產(chǎn)能力為40萬t/a，主要設備包括一效、二效 2個降膜蒸發(fā)器、3個板式換熱器和1個表面冷凝器，蒸發(fā)器殼體采用鎳或不銹鋼材質(zhì)，板式換熱器換熱片均為鎳材質(zhì)，表面冷凝器殼體列管均采用不銹鋼材質(zhì)。

三效逆流蒸發(fā)裝置生產(chǎn)能力為12萬t/a，主要設備包括一效、二效、三效3個降膜蒸發(fā)器，2個列管式換熱器，3個板式換熱器和 1個表面冷凝器，蒸發(fā)器殼體采用鎳或不銹鋼材質(zhì)，板式換熱器換熱片均為鎳材質(zhì)，表面冷凝器殼體及列管均采用不銹鋼材質(zhì)。

2 蒸發(fā)工藝流程

2.1 雙效逆流蒸發(fā)工藝

32%燒堿溶液依次通過二效蒸發(fā)器、一效蒸發(fā)器兩次蒸發(fā)濃縮后，濃度提升至 50%，經(jīng)過冷卻器冷卻至45,℃送入成品燒堿貯罐。

生蒸汽首先進入一效蒸發(fā)器給堿液加熱，產(chǎn)生的冷凝水回收至電站，一效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽進入二效蒸發(fā)器給堿液加熱，產(chǎn)生的冷凝水進入冷凝水罐中，二效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽進入表面冷凝器冷凝后進入表面冷凝器中(見圖1)。

2.2 三效逆流蒸發(fā)工藝

32%燒堿溶液依次通過三效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、一效蒸發(fā)器 3次蒸發(fā)濃縮后，濃度提升至 50%，經(jīng)過冷卻器冷卻至45,℃送入成品燒堿貯罐。

生蒸汽首先進入一效蒸發(fā)器給堿液加熱，產(chǎn)生的冷凝水回收至電站，一效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽進入二效蒸發(fā)器為堿液加熱，產(chǎn)生的冷凝水進入冷凝水罐中，二效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽進入三效蒸發(fā)器為堿液加熱，產(chǎn)生的冷凝水進入冷凝水罐中，三效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽進入表面冷凝器冷凝后進入表面冷凝器中(見圖2)。

圖1 雙效逆流降膜蒸發(fā)工藝Fig.1 Flow chart of double-effect countercurrent falling film evaporation

圖2 三效逆流蒸發(fā)工藝Fig.2 Flow chart of triple-effect countercurrent falling film evaporation

2.3 離子膜化鹽工藝

來自離子膜電解工序的淡鹽水、經(jīng)除硝系統(tǒng)去除硫酸根后的淡鹽水、來自板框壓濾機的濾液、工業(yè)水、再生系統(tǒng)回收鹽水等雜水，均進入配水桶，此外還需補充部分井水。上述各部分水在配水桶中混合后，鹽水流至配水加熱罐，經(jīng)蒸汽加熱至控制溫度，作為化鹽水由化鹽桶給料泵送入化鹽罐，溶解原鹽后得到飽和粗鹽水。

3 蒸發(fā)裝置產(chǎn)生的冷凝水分析

3.1 冷凝水水量計算

3.1.1 雙效逆流蒸發(fā)工藝

雙效逆流蒸發(fā)裝置生產(chǎn)能力為40萬t/a，設計運行 8,000,h/a。

年蒸發(fā)量：

小時蒸發(fā)量：

其中一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器蒸發(fā)量各占1/2，二效蒸發(fā)器冷凝水量：

表面冷凝器冷凝水量：

3.1.2 三效逆流蒸發(fā)工藝

三效逆流蒸發(fā)裝置生產(chǎn)能力為12萬t/a，設計運行 8,000,h/a。

年蒸發(fā)量：

小時蒸發(fā)量：

其中一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、三效蒸發(fā)器蒸發(fā)量各占1/3，二效蒸發(fā)器冷凝水量：

三效蒸發(fā)器冷凝水量：

表面冷凝器冷凝水量：

冷凝水總量：

3.2 冷凝水溫度測量

為了解蒸發(fā)器冷凝水、表面冷凝器冷凝水、含堿冷凝水罐冷凝水的溫度，進行了多次跟蹤測量，測量采用量程為200,℃的水銀溫度計，測量結果見表1、2。

3.3 冷凝水熱量分析

從測量數(shù)據(jù)可以看出，二效、三效冷凝水溫度較高，而表面冷凝器冷凝水溫度較低，如果能夠?qū)⒄舭l(fā)器冷凝水與表面冷凝器冷凝水分開利用，可以最大限度地利用冷凝水所含熱量?？紤]到蒸發(fā)工序循環(huán)水池補水及機泵用水，將三效蒸發(fā)器及表面冷凝器冷凝水回到蒸發(fā)工序中，二效蒸發(fā)器冷凝水收集后送至化鹽工序。

表1 雙效逆流蒸發(fā)工藝Tab.1 Double-effect countercurrent falling film evaporation

表2 三效逆流蒸發(fā)工藝Tab.2 Triple-effect countercurrent falling film evaporation

3.3.1 二效蒸發(fā)器冷凝水混合總量：

綜上所述，當時的社會意識形態(tài)和程小青本人的詩學形態(tài)對于西方事物的態(tài)度都是認可的，并希望借助西方的先進文化和思想來改變舊中國。受這兩種因素的影響，程小青在翻譯偵探小說這一新文學樣式時，分別采用了異化翻譯和歸化翻譯的策略；但在使用兩種策略時，譯者的側(cè)重點不同，有著不同的原因。

二效蒸發(fā)器冷凝水混合后溫度：

通過計算可以發(fā)現(xiàn)混合后水溫在70.6～78.6,℃，完全符合化鹽需要的水溫。

3.3.2 三效蒸發(fā)器及表面冷凝器冷凝水混合總量：

三效蒸發(fā)器及表面冷凝器冷凝水混合后溫度：

通過計算可以發(fā)現(xiàn)混合后水溫在42.0～50.5,℃，溫度下降10,℃。

4 蒸發(fā)裝置冷凝水原使用情況

蒸發(fā)器冷凝水及表面冷凝器冷凝水全部回收至含堿冷凝水罐中，經(jīng)過海河水冷卻后，一部分作為補充水進入循環(huán)水池中，另一部分作為機泵冷卻水。

4.1 循環(huán)水池補水水量計算

由于進入循環(huán)水池的水沒有流量計量，只有循環(huán)水池液位測量，所以通過測量水池液位變化，然后計算一定時間內(nèi)較少的體積計算循環(huán)水蒸發(fā)量。

循環(huán)水池尺寸：L＝32,m，W＝18.2,m，H＝4,m。

在生產(chǎn)正常時，停止向循環(huán)水池補水，一小時循環(huán)水池液位降低了1.76%，較少的體積為：

故循環(huán)水池每小時蒸發(fā)量在 41,t，即每小時需補充水 41,t。

4.2 機泵冷卻水水量計算

降膜蒸發(fā)堿泵及水泵 48臺，均為一開一備，以24臺計算，每臺機泵冷卻水以0.3,m3/h計算，共需要冷卻水：

5 蒸發(fā)裝置冷凝水改造實施方法及經(jīng)濟效益

5.1 改造實施方法

將二效蒸發(fā)器冷凝水收集后送至化鹽工序配水桶；三效蒸發(fā)器及表面冷凝器冷凝水仍回收至含堿冷凝水罐中，作為循環(huán)水池補水及機泵冷卻水使用。為節(jié)約資金，充分利用現(xiàn)有設備資源。

熱水罐 V-02、2#熱水泵供蒸發(fā)系統(tǒng)內(nèi)部用水：降膜表面冷凝器下水及降膜三效蒸發(fā)器冷凝水首先進入含堿冷凝水罐中，通過冷凝水泵一部分進入循環(huán)水回水管路上，最后進入涼水塔循環(huán)水池；另一部分直接進入熱水罐 V-02，通過 2#熱水泵送入螺旋板式換熱器冷卻后進入V-03中，再經(jīng)3#水泵送往各機泵作為機泵冷卻水使用；機泵冷卻水進入 1#、2#、3#水池，2#、3#水池通過立泵打入 1#池，然后再進入熱水罐V-02重復使用。工藝流程見圖3。

圖3 冷凝水工藝流程Fig.3 Flow of condensate water process

5.2 經(jīng)濟效益分析

5.2.1 假設二效蒸發(fā)器冷凝水全部送至電解化鹽，則年輸送水量：M=33.75×8000=2.7×105t ，每噸水以7.8元計算，可節(jié)約水的費用：

5.2.2 化鹽工序所需水溫為 65,℃，二效蒸發(fā)器冷凝水溫度在 70.6～78.6,℃，考慮到輸送過程中溫度損失，基本滿足化鹽需要。假設用蒸汽加熱，加熱方式采用直接接觸式換熱，根據(jù)熱量衡算，加熱前后的焓值相同(忽略熱損失)，列等式如下：

共計需要蒸汽：

每噸蒸汽以125元計算，可節(jié)約費用：

5.2.3 冷凝水中含有少量的 NaOH，pH值在 10左右，鹽水處理過程中，可以減少 NaOH 的加入量，亦可節(jié)約一定的費用。

5.2.4 改造后需多開一臺熱水泵，熱水泵功率22,kW，則：

每年增加電耗：

每年增加電費：

5.2.5 改造所需管道及閥門利用隔膜蒸發(fā)系統(tǒng)停用的管道閥門，不需額外增加費用；改造后只需要對增加的設備進行維護，費用很少。

綜上，每年可節(jié)約費用：

6 結 語

節(jié)能減排降耗已成為氯堿企業(yè)發(fā)展的必然趨勢，本文介紹的含堿冷凝水的利用方法在節(jié)能降耗、環(huán)境保護和資源循環(huán)利用方面有著深遠的意義。該方法實現(xiàn)了含堿冷凝水的循環(huán)使用，使含堿冷凝水的熱量得到了有效應用，既減少了蒸汽用量，又減少了井水的使用量，同時還減少了污水排放量，大大降低了生產(chǎn)成本，為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益。

Recycling and Reusing of Steam Condensate in the Ionic Membrane Evaporation Process

ZHANG Shoute，ZHAO Junjun，LIU Liqin
(Tianjin Dagu Chemical Co.，Ltd.，Tianjin 300455，China)

A great deal of condensate will be produced during the process of alkali consolidation. The liquid is mainly used as make-up water for cooling tower and as cooling water for pump. Because of the high temperature，before its recycling and reusing，the condensate needs to be cooled，which causes a waste of heat. This paper introduced reformation measures of recycling and reusing of alkali-containing condensate in the ionic membrane evaporation system and proposed a solution of condensate separation based on different temperatures to deliver higher temperature liquid to the salt dissolving process. This will not only make full use of surplus heat，but only save a great many of process water.

evaporation；secondary steam condensate；waste heat；surplus energy；recycling

TQ420.9

A

1006-8945(2014)10-0104-04

2014-09-09