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联碱装置低温余热制冷技术的研究

2021-03-03赵赛

纯碱工业 2021年1期

赵 赛

(天津渤化永利化工股份有限公司,天津 300452)

1 联碱冰机运行现状

我公司氯化铵生产装置需要大量的冷量,目前是利用液氨与制碱母液换热后,气氨经螺杆压缩机压缩冷凝成液氨后循环使用。现有3台电机功率为1 700 kW的WBII1080E螺杆压缩机,制冷量为6 000 kW/台,制冷剂为R717,吸入压力0.45 MPa,排出压力1.55 MPa。根据季节气候变化,螺杆压缩机开机台数为冬季1台、夏季2至3台,在夏季生产时,受蒸发冷能力影响,冷量不能满足高负荷生产需求,导致能耗增高。冰机设计用电为压缩每吨氨耗电量84.41 kW·h,2017年12月26日~2018年12月25日一年间产量为63.2万双吨,冰机耗电25.4×106kW·h,按计算每吨产品压缩氨量 0.4292 t,压缩每吨氨耗电量93.85 kW·h,可见螺杆压缩机运行过程中耗电量很大。

低温余热制冷技术的应用不需要新增氨用量,是对原有螺杆压缩机的改造提升,并将动设备改为静设备,提高了装置运行的稳定性和安全性。

2 低位热能情况

在热源方面,公司有大量的低位热能(如蒸汽凝液、乏汽等),温度高,需要循环水进行冷却后才能利用,造成资源的浪费。

联碱装置煅烧炉可提供温度160 ℃、流量157 t/h的冷凝液,余热制冷出口热源最低利用温度90 ℃,160 ℃热水焓值为675.4 kJ/kg,90 ℃热水焓值376.8 kJ/kg,则可利用热量Q1为:

Q1=(675.4-376.8)×157 000/3 600=13 022 kW

通过使用吸收式制冷技术,转化效率按照0.52计算,可以生产出的冷量(5 ℃)为:

Q冷1=13 022×0.52=6 771 kW,可制液氨22 t/h。

另外,丁辛醇装置可提供压力0.35 MPa、温度139 ℃、流量136. t/h低压凝水。139 ℃热水焓值为589.32 kJ/kg,90 ℃热水焓值376.8 kJ/kg,则可利用热量Q2为:

Q2=(589.3-376.8)×136 000/3 600=8 027 kW

通过使用吸收式制冷技术,转化效率按照0.52计算,可以生产出的冷量(5 ℃)为:

Q冷2=8 027×0.52=4 174 kW,可制液氨14 t/h。

综上,联碱装置和丁辛醇装置的蒸汽凝液的热量均可作为吸收式制冷的热力驱动,替代传统螺杆压缩机,不但充分利用多余废热,避免了资源的浪费,而且节约了用电成本。……

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