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提高五效装置蒸发效率

张有贵
(上海石油化工股份有限公司腈纶部200540)

摘要:以腈纶事业部五效蒸发装置为实例,通过对其系统的余热利用,提高了系统进料的温度,节约了大量蒸汽;
同时,提高了五效装置蒸发能力,使其汽、 %。为企业创造了较好的经济效益,也
为今后节能工作带来新的启发。
关键词:蒸发、余热利用、换热器、节能。

前言: 腈纶事业部主要能耗为水、电、汽,其中蒸汽约占事业部产品综合能耗的64% ,因此,
减少蒸汽的消耗,可大幅降低事业部产品综合能耗。所以,我们重点抓住蒸汽耗量较大的五效蒸
发装置(SPC—Ⅲ)设备进行技术改造,提高五效蒸发装置蒸发效率,达到了节能降耗目的。
一、利用系统余热提高进料温度可行性探讨
五效蒸发装置(SPC—Ⅲ)是从美国进口的设备,五效蒸发装置的系统工艺流程见下图:
图一五效蒸发爸霉ひ樟鞒掏?

其一次加热蒸汽进入一效蒸发器内,通过换热来加热从纺丝装置送来的浓度约 12 %的硫氢酸钠
()稀溶液,二次蒸汽分别经二效、三效、四效、五效几次加热,其中一至四效的大部分
二次蒸汽的蒸发冷凝水送往冷凝水汇集槽,而从第五效排出的蒸发冷凝水,经743
#
换热后送往污
水站;从一效蒸发器内排出的一次蒸汽的冷凝水经 7031
#
换热器后排放。但 7031
#
换热器出口的
2
蒸汽冷凝水的温度一般均在100℃至105℃之间,原系统设计中并没有对这部分蒸汽冷凝水的热
量进行再利用,而是直接将这部分冷凝水排送到回水泵房。如果我们能将这部分热量充分加以利
用,加热进入五效蒸发装置的浓度约12 % 的硫氢酸钠()稀溶液,提高其系统的进料温度,
则既可提高五效蒸发装置的蒸发效率,又可节约蒸汽用量降低纤维产品的生产成本。

1、五效蒸发装置系统现状
五效蒸发装置的一次蒸汽冷凝水经7031
#
换热器热交换后,其温度约为T=100℃左右,最高
流量QMAX = 36 t/hr,压力P = MPa,直接进入回水泵房后(见图一中的虚线部分走向),被
送往南装置作水洗水(替代纯水)使用,但因其温度高出南装置所需的水洗温度(55℃),需加入大
量纯水降到适合的温度时才能使用。若能将五效蒸发装置一次蒸汽冷凝水的中热能用来预热进入
第四效的硫氢酸钠()稀溶液(系统为错序进料),对于提高五效蒸发效率,节约蒸汽,减少
纯水补充量都能产生较好效果。

2、系统余热利用的可行性分析
系统进料温度的理论计算:
原系统中对热能的综合利用设计时就考虑的比较合理,特别是第五效出口浓度为 52%的硫
氢酸钠() 浓溶液温度较高,必须降温后才能进入下道工序使用,所以,将温度较低、浓度
为12 % 的硫氢酸钠()稀溶液经710
#
与系统出料浓度为52 % 的浓硫氢酸钠()溶液进
行热交换后,进入系统时的温度为38℃至42℃,而另一路进料经743
#
换热后其出口处的硫氢酸
钠稀溶液温度为68℃至73℃,当743
#
和710
#
出口稀溶液合并后,T 点的温度为61℃至62℃。若
利用五效蒸发装置一次蒸汽冷凝水的热能对从 710
#
出来的硫氢酸钠稀溶液再次换热,提高其温
度, 假设热交换是在绝热情况下进行,则根据热平衡公式计算如下:
Q1 = Q2
C1× J1× ρ1×△T1 = C2 × J2 × ρ2 × △T2
= 1× 36 × 1 × ( 100 – T1)
= × 50 × ×(T1- 42 )
所以 T1 = 69 ℃
Q1:蒸汽冷凝水可释放的热量; Q2:硫氢酸钠稀溶液可吸收的热量
C1:冷凝水比热1 kcal/kg.℃; C2: kcal/kg.℃
J1:蒸汽冷凝水流量36 m
3
/h; J2:经过710#的稀溶液流量50 m
3
/h
ρ1: kg/ dm
3
ρ2: kg/dm
3

若按7031
#
出口蒸汽冷凝水温度以100℃计算,则理论上可将进入第四效的硫氢酸钠稀溶液
的温度可从61℃提高到69℃,即743
#
、710
#
出口合并后T 点的温度由61℃提高到69℃,净提高
8℃。同时,由于系统的进料温度提高了,从而提高五效蒸发速率,也提高了其汽、水比(即蒸
发出的水分与所用蒸汽量之比),达到提高五效装置蒸发效率的效果。
五效装置蒸发装置余热利用的工艺流程:
因换热需要加装一台板片式换热器,称之为7035A。考虑到710
#
稀溶液温
度