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三維管高效熱回收器助力納米碳酸鈣生產(chǎn)節(jié)能減碳

   2022-03-29 4120
核心提示：在納米碳酸鈣生產(chǎn)流程中，涉及到脫水干燥工藝，需要在干燥設備中利用熱空氣烘干壓濾機脫水后的碳酸鈣濾餅。
 
 





項目背景






某市納米碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)年產(chǎn)納米碳酸鈣系列產(chǎn)品6萬噸。在納米碳酸鈣生產(chǎn)流程中，涉及到脫水干燥工藝，需要在干燥設備中利用熱空氣烘干壓濾機脫水后的碳酸鈣濾餅。熱風爐燃煤產(chǎn)生高溫煙氣后，再加熱常溫下的干凈空氣，產(chǎn)生符合烘干工藝要求的熱空氣，相關的簡易工藝流程如圖1所示。


圖1 熱空氣工藝流程圖


高溫煙氣在換熱器中加熱常溫空氣后，作為尾氣排放到大氣，但因該企業(yè)原有的換熱器換熱能力不足，導致排放的尾氣溫度偏高，造成能量的浪費，而這種情形在該行業(yè)普遍存在，僅是余熱資源浪費的程度有不同而已。此外，由于一般碳酸鈣生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品往往有多種，但熱風干燥系統(tǒng)可能公用，這導致對熱風需求有差異，繼而影響到熱風爐系統(tǒng)能效利用水平，因此烘干不同產(chǎn)品的排煙溫度會存在差異，一般說來，企業(yè)會根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的不同調(diào)整熱風爐爐況，因此凈空氣加熱器的出口排煙溫度一般會在150℃~220℃間波動。通常來說，每生產(chǎn)一噸納米碳酸鈣，因烘干消耗的煙煤大概在130~200kg，因此，干燥工序能耗是納米碳酸鈣生產(chǎn)過程中最大的一部分能耗。為了提高能源的利用率，減少煤耗，公司決定增加空氣預熱器，采用中科院廣州能源研究所朱冬生教授團隊的三維管能量回收設備，對煙氣的余熱進行回收利用，對常溫空氣預熱后再進入其原有的空氣加熱器，新增空氣預熱器位置如圖2所示。

圖2新增換熱器位置示意圖


增加空氣預熱器后，對原有煙風系統(tǒng)進行了重新調(diào)節(jié)，更換了部分風機，以適應新的運行工況。經(jīng)過對煙氣系統(tǒng)、空氣系統(tǒng)和熱風爐鼓風系統(tǒng)、給煤系統(tǒng)的運行工況聯(lián)調(diào)，達到最佳的運行工況，排煙溫度明顯下降，同時熱烘爐煤耗也明顯降低。






三維變形管能量回收換熱器






采用全逆流變空間設計，煙氣上進下出，空氣下進上出，雙模塊布置（見圖3）。設計進出口煙溫160℃/110℃，可以將25℃空氣加熱至105℃。換熱基管采用Ф32x2碳鋼管，設計工況總換熱量605kW，總換熱面積201m²，考慮了22.3%換熱余量。


圖3 能量回收換熱器示意圖







項目改造效果






目前三維變形管換熱器已穩(wěn)定運行3年，與改造之前相比，產(chǎn)品產(chǎn)量不變，熱風爐煤耗量降低180t/月。整個項目的改造費用約100萬元（含風機替換、變頻控制等費用），按煤價950元/t計算，項目投資回收期約5.8個月。


表1 改造前后參數(shù)對比

名稱

單位

改造前

改造后

熱烘爐煤耗量

t/月

~660

~480

煙氣排放溫度

℃

160

95

空氣進入原換熱器溫度

℃

30

115

項目投資回收期

月

< 6



圖4項目改造現(xiàn)場圖


三維變形管能量回收設備運行3年來，共為企業(yè)減少煤炭消耗6210噸，折合標煤5700噸；三年來共減少CO2排放量14934噸，減排SO2約合48.45噸，減少氮氧化物排放42.18噸，節(jié)能減碳成效顯著。
 
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