CN103898242A - 一种糖厂冷却循环水低温余热回收工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种糖厂冷却循环水低温余热回收工艺，该工艺主要由：板式换热器、缓冲罐、循环罐、管道泵、循环泵、热泵主机构成。制糖生产过程中产生的低温冷却循环水（平均在45°C），通过本套工艺提取糖厂制糖工艺中的不可利用的低品位冷却水，转化成为高品位可利用的热能（可调温度55°℃～60℃）用于再生产（如加热经预灰过的混合汁，或其他用能工艺）。本发明既可以回收了冷却水的低温余热，又可以提供（5°-30°可调）的冷却用水。对制糖企业降低了既制糖的单位能耗、又可以提供优质低温冷却却用水对糖的产出率、糖品质都有较大的提高。

Description

一种糖厂冷却循环水低温余热回收工艺
技术领域
本发明涉及工业尾水10℃～100℃的余热回收工艺，具体是一种糖厂冷却循环水低温余热回工艺。
背景技术
糖厂蒸发罐和煮糖罐需要一定的真空度才能保证蒸发煮糖工作正常运行。蒸发与煮糖真空度偏低，对糖厂的生产能力、产品质量和收回率有较大的影响。所以在糖厂的真空冷凝系统中，须用大量的冷水将蒸发罐和煮糖罐的低温汁汽冷凝排出，才能获得所需的真空度，这是糖厂正常生产的必要条件。目前大多数糖厂都将冷凝器排出的温水，经过自然冷却设备（冷却塔）降温后循环使用。但自然冷却的冷却效果在很大程度上决定于冷却系统的结构型式、环境气温、空气湿度、循环冷却水温度等，若冷却效果不佳，会影响到蒸发煮糖工作不正常。另一方面，温水的冷却是利用自然界的空气将水的热量带走，即温水中巨大的低温余热散失在自然界的空气中这样，一：是需要电能驱动冷却塔以及循环泵需要消耗宝贵的电能，二：大量的低温热能白白地耗费掉三：是对环境形成局部“热岛效应”。
发明内容
本发明的目的是提供一种糖厂冷却循环水低温余热回工艺，为制糖企业回收冷却循环水的低品位余热加热预灰工艺后的混合汁，代替了传统的蒸汽加热方法。减少了甘蔗渣的燃烧量达到节能环保的目的。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
1.一种糖厂冷却循环水低温余热回收工艺，由2个或2个以上相同的子系统组成，每个子系统的主要设备有：板式换热器、缓冲罐、管道泵、热泵主机；
所述子系统在制糖生产时产生的硫化炉的80℃冷却水通过板式换热器下入口进入板式换热器内，预灰后20℃的部分混合汁通过板式换热器过上入口进入板式换热器内，通过板式换热器的换热片与进行冷热交换，使预灰后20℃的部分混合汁加热到60℃，通过板式换热器上出口进入第二缓冲罐，使硫化炉的80℃冷却水温降到45℃；
另一部分预灰的20℃混合汁也进入第二缓冲罐2内与60℃的混合汁混和成25℃的混合汁；25℃的混合汁通过热泵主机的上入口进入热泵主机内，与进入热泵主机的45℃的循环冷却水进行热交换，热交换后得到55℃～60℃的混合汁通过热泵主机上出口进入第三缓冲罐再通过管道泵输送到制糖工艺的中和工艺中进入原有制糖工艺流程；
45℃的硫化炉冷却水通过板式换热器下出口进入第一缓冲罐中与工厂其他45℃的冷却水混合后，从热泵主机下入口进入热泵主机与进入热泵主机的25℃的混合汁进行提温热交换，45℃的冷却水经过热泵主机提取能量后温度降到35℃从热泵主机的下出口进入下一级子系统的热泵主机的下入口，再提取能量，经过二次提取低温余热的能量，直至把余热循环水的温度降至制糖工艺冷却用水的温度25℃（可根据制糖工艺要求调整温度）。再把优质的低温冷水输送到原制糖工艺中的冷却艺用水，从而达到提高糖品质，提高糖的产出率的目的。
本发明的优点：
1.本发明利用80℃的硫化炉冷却水通过板式换热器与混合汁进行冷热交换。从而得到55℃～60℃混合汁。部分替代了原有工艺的蒸汽加热混合汁。
2.本发明把原有的循环冷却水混合在一起通过冷却塔降温，本发明改为通过板式换热器把部份高温余热60℃以上直接加热部分混合汁，同时降低了循环冷却水的总体温度。
3.本发明把原有制糖工艺当中混合汁的一级加热55℃～60℃中使用蒸汽加热方法，改为本发明中的提取低温余热中的能量加热混合汁到55℃～60℃节省了大量的蒸汽，节省了大量的能源，按每万吨榨量计算可节省燃烧甘蔗渣243吨。
4.本发明每个提取低温余热能量的工艺都是独立工作互不影响，即使是有一个子系统发生故障也不影响其他的系统正常运行。
5.本发明预灰后的混合汁可以直接经过热泵主机内进行热交换从而简化了换热步骤，工艺更简单维护更方便，能效比更高。
6.本发明可把混合汁的一级加热温度提高到60℃并可以随时在45℃～60℃之间无极调控（用加大或者减小流量的方法调节温度）。
7.本发明提取低温余热能量加热混合汁的能效比COP值≥3.5。
8.本发明工艺独立于原有生产工艺之外停止本工艺运行不会对原有生产工艺产生影响。
附图说明
图1是本发明的整体工艺流程图。
图2是本发明的子系统工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施对本发明作进一步说明。
本发明一种糖厂冷却循环水低温余热回收工艺流程如图1所示，由2个或2个以上相同的子系统组成。
本发明的子系统工艺流程图如图2所示，所述子系统在制糖生产时产生的硫化炉的80℃冷却水通过板式换热器下入口进入板式换热器内，预灰后20℃的部分混合汁通过板式换热器过上入口进入板式换热器内，通过过板式换热器的换热片与进行冷热交换，使预灰后20℃的部分混合汁加热到60℃，通过板式换热器上出口进入第二缓冲罐2，使硫化炉的80℃冷却水硫化炉的80℃冷却水温降到45℃。
另一部分预灰的20℃混合汁也进入第二缓冲罐2内与60℃的混合汁混和成25℃的混合汁。25℃的混合汁通过热泵主机的上入口进入热泵主机4内，与进入热泵主机4的45℃的循环冷却水进行热交换。热交换后得到55℃～60℃的混合汁通过热泵主机上出口进入第三缓冲罐3再通过管道泵输送到制糖工艺的中和工艺中进入原有制糖工艺流程。
45℃的硫化炉冷却水通过板式换热器下出口进入第一缓冲罐1中与工厂其他45℃的冷却水混合后，从热泵主机下入口进入热泵主机4与进入热泵主机4的25℃的混合汁进行提温热交换。45℃的冷却水经过热泵主机4提取能量后温度降到35℃从热泵主机的下出口进入下一级子系统的热泵主机4的下入口，再提取能量经过二次提取低温余热的能量，直至把余热循环水的温度降至制糖工艺冷却用水的温度25℃。再把优质的低温冷水输送到原制糖工艺中的冷却艺用水。从而达到提高糖品质，提高糖的产出率的目的。
实施例
以日榨1万吨甘蔗量为单位计算效益
日榨1万吨甘蔗所产生的冷却水量为8000吨/小时温度为45℃的冷却。如果采用本发明从中提取20℃的热量进行回收，总可回收的能量为186000千瓦／小时。折合标准煤量为66.9吨/小时（按照国家标准1千瓦/0.36千克/小时计算）的能量，如果利用本发明将蒸发罐冷凝器循环用水温度下降到25℃左右缩短了蒸发的时间，品质都有所提升。由此可见采用本系统既可获得可观的经济效益，也可获得节能及环保的社会效益。
本发明回收末效蒸发冷凝器出水温度为45℃的热水中的低温余热来加热混合汁，按日榨1万吨/日生产线甘蔗，混合汁量为1万吨／日（约416.7吨／小时）计算可回收热量：
1.将416.7吨／小时混合汁从20℃加热到60℃，加热负荷为：Ｑ1＝416.7×1.163×（60－20）＝19384.8千瓦/小时，Q2=19384.8千瓦/小时×24小时=465235.2千瓦/天。
2.该系统运行24小时的能耗为：3678.6千瓦/小时×24=88286千瓦/天
3.节约能耗：465235.2-88286=376949.2千瓦/天
4.按节约电价计算：（当地工厂用电价格0.5元/千瓦）计算：376949.2×0.5=188474.6元/日
5.按节约燃烧蔗渣计算（蔗渣燃烧粗热值为1900千卡/千克/小时、锅炉热效比为0.81）：376949.2×860÷1900÷1000÷0.81=210.64吨/日
6.按节约燃烧标准煤计算（标准煤燃烧热值为7000千卡/千克锅炉热效比为0.81）：
376949.2×860÷7000÷1000÷0.81=57.17吨/日
7.减少二氧化碳量排放量为：57.17×0.68×1000=38878.32千克二氧化碳（每燃烧1千克标准煤排放0.68千克二氧化碳）
五、系统功能介绍：
1.本系统结构分为2个或2个以上（可按照制糖企业生产工要求调配）独立的子系统构成，每个子系统在制热的时候都互相独立工作互不影响，当某一子系统发生故障时都不会影响其他子系统工作。
2.系统主机部分可使用20年，每年每个子系统要检修一次工作量为2-3人工作1-2天。
3.该系统除了提供混合汁一二级加热的能量、提供25度左右的冷却水外，还可给工厂控制室、办公大楼、化验大楼、生产车间、职工宿舍等场所提暖气、生活热水。
4.系统采用自动化无人值守控制系统，只要打开电源即可自动化运行。对要加热的混合汁、冷却水温度可以调控。如发生故障可在中心控制电脑上显示故障位置、原因。在中心控制电脑上可显示混合汁、取能水、冷却水的温度、流量，并可自动保存数据以便随时查看。
5.低温的冷却水可提高蒸发、煮糖罐的真空度，减少蒸发时冷水用量，缩短蒸发、煮糖时间降低糖浆的色值，提高产品的质量。
6.通过收集糖厂废遗的余热并加以利用，可有效地降低能耗。
六、结论
糖厂必须用大量的冷水将蒸发罐和煮糖罐的低温汁汽冷凝，产生大量的32℃-45℃左右的温水，本发明回收循环冷却水中的余热，一方面降低冷却水的温度；另一方面又回收了大量的热能用来加热混合汁（视工艺要求最高可加热到85℃）。由于该技术成熟稳定，投资回报快。本发明能使糖厂提高制糖品质、缩短生产时间及降成本。

Claims (1)

1.一种糖厂冷却循环水低温余热回收工艺，其特征在于，由2个或2个以上相同的子系统组成，每个子系统的主要设备有：板式换热器、缓冲罐、管道泵、热泵主机；
所述子系统在制糖生产时产生的80℃左右冷凝水通过板式换热器下入口进入板式换热器内，预灰后20℃的部分混合汁通过板式换热器过上入口进入板式换热器内，通过板式换热器的换热片与进行冷热交换，使预灰后20℃的部分混合汁加热到60℃，通过板式换热器上出口进入第二缓冲罐，使80℃冷凝水温降到45℃；
另一部分预灰的20℃混合汁也进入第二缓冲罐2内与60℃的混合汁混和成25℃的混合汁；25℃的混合汁通过热泵主机的上入口进入热泵主机内，与进入热泵主机的45℃的循环冷却水进行热交换，热交换后得到可调温度55℃～60℃的混合汁通过热泵主机上出口进入第三缓冲罐再通过管道泵输送到制糖工艺的中和工艺中进入原有制糖工艺流程；
45℃的硫化炉冷却水通过板式换热器下出口进入第一缓冲罐中与工厂其他45℃的冷却水混合后，从热泵主机下入口进入热泵主机与进入热泵主机的25℃的混合汁进行提温热交换，45℃的冷却水经过热泵主机提取能量后温度降到35℃从热泵主机的下出口进入下一级子系统的热泵主机的下入口，再提取能量，经过二次提取低温余热的能量，直至把余热循环水的温度降至制糖工艺冷却用水的温度25℃或根据制糖工艺要求调整温度；再把优质的低温冷水输送到原制糖工艺中的冷却艺用水，从而达到提高糖品质，提高糖的产出率的目的。
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