CN103115505A - Pta装置高效空冷闭式循环冷却新工艺 - Google Patents

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侯振宇
陈宝林
杨晓丽
刘志华
程士秀
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Abstract

本发明涉及一种PTA装置高效空冷闭式循环冷却新工艺，该工艺为将冷却介质用低压循环水泵送至被冷却设备，与之换热升温后送至高效节水空冷器，经高效节水空冷器顶部喷淋的冷却水和空气冷却后回流至低压循环水泵，形成闭式循环。所述低压循环水泵入口压力由保压罐及与保压罐连接的增压泵和氮气输入管道控制保证。本发明使用高效空冷器替代常规凉水塔，高效空冷器采用蒸发式+湿膜式设计，并使用板式换热器为换热单元，与传统工艺相比，减少了循环水的消耗量，降低了电的消耗，该工艺以除盐水作为冷却介质，防止了设备结垢和腐蚀，并且避免了水质污染和蒸发浓缩，并使相关工艺设备的运行环境得到改善，提高其使用寿命，增加运行可靠性。

Description

PTA装置高效空冷闭式循环冷却新工艺
技术领域
本发明涉及化工生产技术领域，特别是涉及一种PTA装置高效空冷闭式循环冷却新工艺。
背景技术
精对苯二甲酸（PTA）是生产涤纶、工程塑料、粉末涂覆树脂等的主要原料，是目前中国，以致世界最大石化产品。
中国2012年PTA生产能力达到3000万吨/年，到2015年生产能力可达到4500万吨/年，导致PTA装置向规模大型化发展，100万吨/年单套才为准入规模，并已有单套300万吨/年的生产规模。
随着PTA产能日益增加，市场竞争日益加剧，PTA装置力求降低生产成本，提高自身竞争力。
PTA装置为高耗水装置，平均8-9吨/吨PTA，近年来新PTA工艺用水、中水回用等技术突破，最低耗水量为6吨/吨PTA，超80%的消耗在循环冷却水。
PTA冷却水规格：
温度：回水43℃；供水33℃；
供压4.5barg；回压2.5barg；
负荷300m3/吨PTA。
目前PTA装置采用的是传统开式冷却循环水系统，通常所用的为凉水塔流程，该系统的基本设备有：凉水塔、过滤器、循环水泵、配套电机、投加缓蚀阻垢剂设备、投加杀菌剂设备、蓄水井、监控系统等，系统中的凉水塔是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去工业上产生的废热的一种设备。该系统工艺水在循环过程中由于蒸发、浓缩、排放水损失量巨大。同时接触大气水质更加恶化，钙镁离子浓度更高，会在工艺设备上严重结垢、造成设备腐蚀。
鉴于我国水资源匮乏的总体形势，尤其在淡水资源缺乏地区，针对PTA的生产工艺特点，降低水资源消耗是节能降耗、降本增效、技术开发的一个重要发展方向。
闭式空冷循环水系统是一种节能、节水的循环冷却系统。上世纪九十年代以来，我国炼铁高炉开始应用闭式空冷循环水系统。对防腐、减轻结垢，从而提高换热装置和设备的运行效率与使用寿命均有明显效果。但冶炼行业对循环冷却水温度要求不苛刻。
国内已有两套PTA装置使用海水冷却闭式循环工艺，但投资巨大并受地域限制。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺陷，提供一种节水，节能，减轻结垢，防腐性能好，从而有效提高设备运行效率，提高设备使用寿命的PTA装置高效空冷闭式循环冷却新工艺。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种PTA装置高效空冷闭式循环冷却新工艺，其特征是：将冷却介质用低压循环水泵送至被冷却设备，与之换热升温后送至高效节水空冷器，经高效节水空冷器顶部喷淋的冷却水和空气冷却后回流至低压循环水泵，形成闭式循环。
所述低压循环水泵入口压力由保压罐及与保压罐连接的增压泵和氮气输入管道控制保证。
所述冷却介质为除盐水。
所述高效节水空冷器，包括框架，所述框架上自上而下依次安装有捕雾装置、喷淋装置、换热器、百叶窗及喷淋水槽，所述换热器为板式换热器。
所述捕雾装置是由外框及缠绕在外框上的网格组成，所述网格为网状叶脉结构。
所述网格采用化纤或/和金属丝网。
本发明中，使用高效节水空冷器替代常规凉水塔，高效节水空冷器采用蒸发式+湿膜式设计，并使用板式换热器为换热单元，为模块式组合。高效节水空冷器中捕雾装置采用仿生植物叶脉结构设计，为多层材料复合，除雾效果好，喷淋水损失少。该高效节水空冷器的工作特点是在板片上方向下喷淋冷却水，在板片外表面形成薄水膜。空气在风机的作用下从板片下面向上掠过板片，外表面水膜得以迅速的蒸发并达到湿球温度，从而强化了传热，达到了冷却循环水的目的。
本发明中所用的冷却介质为除盐水，除盐水在系统内循环冷却不与大气直接接触，避免了水质污染和蒸发浓缩，并使相关工艺设备的运行环境得到改善，提高其使用寿命，增加运行可靠性。
综上所述，本发明的高效空冷闭式循环冷却新工艺具有许多优点：
（1）节水，可节省70%以上水消耗。
（2）节能，闭式循环使回水压力得到利用，同时循环部分与加压部分分开，降低电的消耗。
（3）使用除盐水作为冷却介质，消除了换热器结垢和堵塞的可能，并且避免了水质污染和蒸发浓缩，并使相关工艺设备的运行环境得到改善，提高其使用寿命，增加运行可靠性。
（4）可模块化，新工艺可灵活布置，打破传统化开式循环水庞大设施的理念。
（5）在北方地区污水处理场，中水回用等，减少了投资，减少了排盐量。
（6）节省了药剂用量。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明中高效节水空冷器的结构示意简图；
图3为本发明中捕雾装置的结构示意简图；
图4为本发明中另一种捕雾装置的结构示意简图。
具体实施方式
本发明的PTA装置高效空冷闭式循环冷却新工艺，其具体实施方式为：
除盐水经低压循环水泵4及管线送至被冷却设备5，与被冷却设备5换热升温后，送至高效节水空冷器1中，被高效节水空冷器1顶部喷淋的冷却水和空气冷却，冷却后又经低压循环水泵4继续送入被冷却设备5中，形成闭式循环。低压循环水泵入口压力由保压罐3控制保证，该保压罐3内的除盐水由增压泵2通过管线打入，且保压罐3上连接有氮气管道7，通过通入氮气来增压。上述系统中循环部分与增压部分分开，循环水回水压力得到应用。高效节水空冷器1底部的冷却水由喷淋水泵1-9输送至顶部喷淋装置1-3中对循环冷却水进行冷却。加药装置6通过管线与高效节水空冷器1连通，定期向高效节水空冷器1底部的冷却水中投加水处理剂，防止结垢和腐蚀的发生。
本发明中的高效节水空冷器，包括框架1-5，所述框架1-5上自上而下设置有轴流风机1-1、捕雾装置1-2、喷淋装置1-3、换热器1-4、百叶窗1-6和喷淋水槽1-8，喷淋水槽1-8内的冷却水由喷淋水泵1-9通过冷却水管道1-7打入到喷淋装置1-3中。上述捕雾装置1-2是由外框1-21和缠绕在外框1-21上的网格1-22组成，所述网格1-22为网状叶脉结构，并用化纤、金属丝网等多层复合而成，其结构采用凝雾集水原理设计而成，其气流流通畅通，分离效果好，除雾效果好，喷淋水损失小。上述换热器1-4采用板式换热器，该板式换热器易于成膜并且换热效果好于列管式，可节约喷淋水用量，从而减少水的损失。

Claims (6)

1.一种PTA装置高效空冷闭式循环冷却新工艺，其特征是：将冷却介质用低压循环水泵（4）送至被冷却设备（5），与之换热升温后送至高效节水空冷器（1），经高效节水空冷器（1）顶部喷淋的冷却水和空气冷却后回流至低压循环水泵（4），形成闭式循环。
2.按照权利要求1所述的PTA装置高效空冷闭式循环冷却新工艺，其特征是：所述低压循环水泵（4）入口压力由保压罐（3）及与保压罐（3）连接的增压泵（2）和氮气输入管道（7）控制保证。
3.按照权利要求1所述的PTA装置高效空冷闭式循环冷却新工艺，其特征是：所述冷却介质为除盐水。
4.按照权利要求1所述的PTA装置高效空冷闭式循环冷却新工艺，其特征在于所述高效节水空冷器，包括框架（1-5），所述框架（1-5）上自上而下依次安装有捕雾装置（1-2）、喷淋装置（1-3）、换热器（1-4）、百叶窗（1-6）及喷淋水槽（1-8），所述换热器（1-4）为板式换热器。
5.按照权利要求4所述的PTA装置高效空冷闭式循环冷却新工艺，其特征在于所述捕雾装置（1-2）是由外框（1-21）及缠绕在外框（1-21）上的网格（1-22）组成，所述网格为网状叶脉结构。
6.按照权利要求5所述的PTA装置高效空冷闭式循环冷却新工艺，其特征在于所述网格（1-22）采用化纤或/和金属丝网。
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