CN105110309B - 用于生产三聚磷酸钠的烟气热能综合利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于生产三聚磷酸钠的烟气热能综合利用系统，涉及热能回收利用领域，该系统包括余热回收装置、锅炉软水箱、空气预热器、水加热器、冷凝器和循环水箱，余热回收装置包括余热回收器和汽包，空气预热器包括上烟箱和下烟箱，水加热器包括储水罐和换热烟箱；余热回收器的进气端与烟气排放管道连接，余热回收器的出气端依次连接有下烟箱、换热烟箱，冷凝器与上烟箱连接；储水罐的进水口与循环水箱连接，储水罐的出水口与冷凝器的进水口连接，冷凝器的出水口与锅炉软水箱、循环水箱均连接；锅炉软水箱还与汽包、循环水箱均连接。本发明能对生产三聚磷酸钠过程中所产生烟气中的热量进行多次热能回收，减轻污染。

Description

用于生产三聚磷酸钠的烟气热能综合利用系统

技术领域

本发明涉及热能回收利用领域，具体是涉及一种用于生产三聚磷酸钠的烟气热能综合利用系统。

背景技术

三聚磷酸钠由磷酸经纯碱中和成正磷酸钠，再经缩合而成，俗称五钠，一般用于合成洗涤剂、食品及工业用水的软化处理。

正磷酸盐制取三聚磷酸钠的工艺主要有以下两种方法：

第一种是喷雾干燥－转炉缩聚二段法：喷雾干燥器为一圆筒，上部与带有气体喷嘴的卧式燃烧器相接，温度为400～500℃的气体经燃烧器通入喷雾干燥塔的上部，同时用高压(4.2MPa)泵将正磷酸盐的溶液喷入，含水5％以下的干燥产品不断从干燥器下部取出，正磷酸盐混合物在旋转炉中脱水缩聚成三聚磷酸钠。

第二种是干燥－脱水一段法：将料浆喷入旋转炉，炉内用喷嘴送入热气或燃烧石油以加热，环状挡板将炉分成火焰段和加热段，在加热段中，物料最终脱水缩聚而转化成三聚磷酸钠；冷却筒与旋转炉连成一体，由冷却筒出来的粒状产品在研磨机中磨细，从炉中带出的少量粉料在旋风分离器中回收。

在生产三聚磷酸钠的过程中，需要消耗热源如：蒸汽、燃料气(如天然气、黄磷尾气等)，而从生产管道内排出的烟气温度一般在300℃以上，由于烟气具有腐蚀性强、粉尘浓度高、黏附性强的特点，无法得到有效的利用，大多三聚磷酸钠企业都选择了直接朝天排放，既造成三聚磷酸钠产品的流失，又造成了大量热能白白浪费，同时还严重的环境污染。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种用于生产三聚磷酸钠的烟气热能综合利用系统，通过对生产三聚磷酸钠过程中所产生烟气中的热量进行多次热能回收，产生蒸汽、热空气和热水，形成了三种不同等级的热源，并全部用于化工生产，通过这种能量梯级回收利用方式有效提高了热能利用率；同时还能降低烟气中的粉尘含量，该粉尘实际是生产出来的三聚磷酸钠产品，不但减轻对环境造成的污染，延长了布袋除尘器的使用寿命，而且能够变废为宝，提高三聚磷酸钠产品的回收率。

本发明提供一种用于生产三聚磷酸钠的烟气热能综合利用系统，包括余热回收装置，所述余热回收装置包括余热回收器和汽包，余热回收器与汽包连接，汽包上设置有若干用于排放蒸汽的汽阀；所述烟气热能综合利用系统还包括空气预热器、水加热器、冷凝器、锅炉软水箱和循环水箱；所述空气预热器包括上烟箱和下烟箱，上烟箱和下烟箱连接，水加热器包括储水罐和换热烟箱，储水罐和换热烟箱连接；所述锅炉软水箱连接有外部供水装置；

所述余热回收器、上烟箱、下烟箱、换热烟箱和冷凝器均包括进气端和出气端，余热回收器的进气端与烟气排放管道连接，余热回收器的出气端与下烟箱的进气端之间、下烟箱的出气端与换热烟箱的进气端之间均通过管道连接，换热烟箱的出气端连接有烟囱；所述冷凝器的进气端外露，冷凝器的出气端与上烟箱的进气端连接，上烟箱的出气端外露；

所述烟气热能综合利用系统还包括第一管路、第二管路、第三管路、第四管路和第五管路，所述冷凝器、储水罐均包括进水口和出水口，储水罐的进水口通过第一管路与循环水箱连接，储水罐的出水口通过第二管路与冷凝器的进水口连接，冷凝器的出水口通过第三管路与锅炉软水箱、循环水箱均连接；锅炉软水箱还通过第四管路与汽包连接、锅炉软水箱还通过第五管路与循环水箱连接。

在上述技术方案的基础上，所述烟气排放管道与余热回收器的进气端之间设置有旋风除尘器。

在上述技术方案的基础上，所述余热回收器的出气端与下烟箱的进气端之间设置有布袋除尘器。

在上述技术方案的基础上，所述水加热器的换热烟箱底部开有排污口。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)本发明通过多次热能回收，对生产三聚磷酸钠过程中所产生烟气的热量加以梯级综合利用，产生蒸汽、热空气和热水，提高了热能的利用率，所有回收热源全部用于三聚磷酸钠生产，不但实现了三聚磷酸钠生产自身对蒸汽的自给，同时热能回收所产生的热风用于三聚磷酸钠产品的浓缩干燥以及聚合炉的助燃空使用，节约燃料的同时，减少大气的热污染。而且该系统还具有收集烟气中粉尘的功能，降低了烟气中粉尘的含量，同时烟气在进入布袋除尘器前，已通过余热回收器将烟气温度降到了200℃以下，避免布袋除尘器烧损，延长了布袋除尘器的使用寿命。

(2)本发明中通过旋风除尘器、布袋除尘器降低了烟气排放中的粉尘含量，减轻对环境造成的污染，同时回收的粉尘实际是生产出来的三聚磷酸钠产品，能够变废为宝，提高三聚磷酸钠产品的回收率。

附图说明

图1是本发明实施例中用于生产三聚磷酸钠的烟气热能综合利用系统的结构示意图。

附图标记：1-旋风除尘器，2-余热回收装置，2a-汽包，2b-余热回收器，3-布袋除尘器，4-锅炉软水箱，5-空气预热器，5a-上烟箱，5b-下烟箱，6-冷凝器，7-水加热器，7a-储水罐，7b-换热烟箱，7c-排污口，8-循环水箱。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。

参见图1所示，本发明实施例提供一种用于生产三聚磷酸钠的烟气热能综合利用系统，包括余热回收装置2、锅炉软水箱4、空气预热器5、水加热器7、冷凝器6和循环水箱8。余热回收装置2包括余热回收器2b和汽包2a，余热回收器2b与汽包2a连接，汽包2a上设置有若干用于排放蒸汽的汽阀。空气预热器5包括上烟箱5a和下烟箱5b，上烟箱5a和下烟箱5b连接，水加热器7包括储水罐7a和换热烟箱7b，储水罐7a和换热烟箱7b连接，换热烟箱7b底部开有排污口7c。锅炉软水箱4连接有外部供水装置。

余热回收器2b、上烟箱5a、下烟箱5b、换热烟箱7b和冷凝器6均包括进气端和出气端，余热回收器2b的进气端与烟气排放管道连接，余热回收器2b的出气端与下烟箱5b的进气端之间、下烟箱5b的出气端与换热烟箱7b的进气端之间均通过管道连接，换热烟箱7b的出气端连接有烟囱；冷凝器6的进气端外露，冷凝器6的出气端与上烟箱5a的进气端连接，上烟箱5a的出气端外露。

烟气热能综合利用系统还包括第一管路、第二管路、第三管路、第四管路和第五管路，冷凝器6、储水罐7a均包括进水口和出水口，储水罐7a的进水口通过第一管路与循环水箱8连接，储水罐7a的出水口通过第二管路与冷凝器6的进水口连接，冷凝器6的出水口通过第三管路与锅炉软水箱4、循环水箱8均连接；锅炉软水箱4还通过第四管路与汽包2a连接，、通过第五管路与循环水箱8连接。

烟气排放管道与余热回收器2b的进气端之间设置有旋风除尘器1。余热回收器2b的出气端与下烟箱5b的进气端之间设置有布袋除尘器3。

本发明实施例中烟气热能综合利用系统的工作过程如下：

三聚磷酸钠生产过程中排出的温度约为300℃的烟气，经烟气排放管道引至旋风除尘器1，经旋风除尘器1先除去烟气中残留的部分三聚磷酸钠粉尘后，再进入余热回收器2b中，在余热回收器2b中进行第一次热能回收，使烟气的温度降至200℃左右(最优为180℃)，第一次热能回收的热量使汽包2a中产生蒸汽，产生的蒸汽由汽阀输送至蒸汽管网，供生产使用。汽包2a内的水因产生蒸汽而减少，锅炉软水箱4内水输送至汽包2a内进行补充。

200℃左右的烟气进入布袋除尘器3，经布袋除尘器3除尘，再一次降低烟气中残留的三聚磷酸钠的含量后，进入空气预热器5的下烟箱5b中，在下烟箱5b中进行第二次热能回收，使烟气的温度降至100℃左右，第二次回收的热量在上烟箱5a中集中释放，用于将来自冷凝器6的空气进行加热，产生120℃以上的热空气用于生产上的产品干燥或直接输送到聚合窑炉的鼓风系统进行助燃。

通过空气预热器5二次热能回收后的100℃左右的烟气，再进入水加热器7的换热烟箱7b中，在换热烟箱7b中进行第三次热能回收，使烟气的温度降至60℃－80℃后输送至烟囱排出，所回收的热能用于对储水罐7a中的水进行加热，储水罐7a中产生的热水输送至冷凝器6中，对冷凝器6中的冷空气进行预热，经冷凝器6预热后的空气温度可以达到60℃以上。预热后的空气再进入空气预热器5的上烟箱5a中进行二次加热，同时加大空气的换热量和提高空气的换热温度；通过冷凝器6与冷空气进行热交换后的水经冷凝器6的出水口分别进入锅炉软水箱4和循环水箱8中，进入锅炉软水箱4的水用于将整个锅炉软水箱4中的水进行预热，提高汽包2a的蒸汽产量，进入循环水箱8中的水再次进入水加热器7中继续进行热循环。同时，锅炉软水箱4中的水输送至循环水箱8进行补水，确保循环水箱8中的水满足工艺要求。

通过第三次热能回收，烟气的温度降至60℃－80℃后，在换热烟箱7b中产生大量的溶有三聚磷酸纳的凝结水，凝结水经换热烟箱7b底部的排污口7c排出，便于对凝结水中的三聚磷酸纳回收利用。

通过本系统的不但可以将三聚磷酸钠的烟气热量进行多梯级回收利用，提供烟气的热能利用率，实现了三聚磷酸钠生产岗位的蒸汽自给，并产生热空气用于产品干燥或聚合窑炉的助燃，降低了产品生产能耗，同时通过该系统还提高了三聚磷酸钠的产品回收率，减轻了环境污染，达到清洁生产的环保要求。

本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种用于生产三聚磷酸钠的烟气热能综合利用系统，包括余热回收装置(2)，所述余热回收装置(2)包括余热回收器(2b)和汽包(2a)，余热回收器(2b)与汽包(2a)连接，汽包(2a)上设置有若干用于排放蒸汽的汽阀；其特征在于：所述烟气热能综合利用系统还包括空气预热器(5)、水加热器(7)、冷凝器(6)、锅炉软水箱(4)和循环水箱(8)；所述空气预热器(5)包括上烟箱(5a)和下烟箱(5b)，上烟箱(5a)和下烟箱(5b)连接，水加热器(7)包括储水罐(7a)和换热烟箱(7b)，储水罐(7a)和换热烟箱(7b)连接；所述锅炉软水箱(4)连接有外部供水装置；

所述余热回收器(2b)、上烟箱(5a)、下烟箱(5b)、换热烟箱(7b)和冷凝器(6)均包括进气端和出气端，余热回收器(2b)的进气端与烟气排放管道连接，余热回收器(2b)的出气端与下烟箱(5b)的进气端之间、下烟箱(5b)的出气端与换热烟箱(7b)的进气端之间均通过管道连接，换热烟箱(7b)的出气端连接有烟囱；所述冷凝器(6)的进气端外露，冷凝器(6)的出气端与上烟箱(5a)的进气端连接，上烟箱(5a)的出气端外露；

所述烟气热能综合利用系统还包括第一管路、第二管路、第三管路、第四管路和第五管路，所述冷凝器(6)、储水罐(7a)均包括进水口和出水口，储水罐(7a)的进水口通过第一管路与循环水箱(8)连接，储水罐(7a)的出水口通过第二管路与冷凝器(6)的进水口连接，冷凝器(6)的出水口通过第三管路与锅炉软水箱(4)、循环水箱(8)均连接；锅炉软水箱(4)还通过第四管路与汽包(2a)连接，锅炉软水箱(4)还通过第五管路与循环水箱(8)连接。

2.如权利要求1所述的用于生产三聚磷酸钠的烟气热能综合利用系统，其特征在于：所述烟气排放管道与余热回收器(2b)的进气端之间设置有旋风除尘器(1)。

3.如权利要求1所述的用于生产三聚磷酸钠的烟气热能综合利用系统，其特征在于：所述余热回收器(2b)的出气端与下烟箱(5b)的进气端之间设置有布袋除尘器(3)。

4.如权利要求1至3中任一项所述的用于生产三聚磷酸钠的烟气热能综合利用系统，其特征在于：所述水加热器(7)的换热烟箱(7b)底部开有排污口(7c)。