CN108126362A - 一种多级淡碱蒸发设备及丝光淡碱回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多级淡碱蒸发设备，其特征在于包括第一‑第四级管壳换热器、一‑四级汽水分离器，所述第一‑第四级管壳换热器通过阀门顺次连接，所述第一‑第四级管壳换热器与一‑四级汽水分离器一一对应连接，管壳换热器中汽化后的碱液被送入对应的汽水分离器进行汽液分离，每一级汽水分离器分离出的液体送回与其对应连接的管壳换热器，分离出的蒸汽送到下一级管壳换热器，浓缩碱从第四级管壳换热器输出。本发明多级淡碱蒸发设备提高了淡碱蒸发浓缩回收效率，能大大地节约能源，降低成本，更高效更节能，为企业带来更高的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及印染行业，具体涉及丝光淡碱回收系统。
技术背景
丝光淡碱回收现状以及要求：
传统的印染生产工艺流程中，碱液是印染企业中消耗量最大的化学品，约占总生产成 本的10％，烧碱的大量使用间接造成排放的污水含碱量大，严重影响污水生化处理以及后 段的中水回用。其中丝光工序耗碱量约占总用碱量的60％以上，所以丝光淡碱液的合理回 收处理回用对于企业的加工成本的控制以及废水处理有着深远的影响和作用
目前行业内广泛使用的淡碱回收浓缩设备扩容蒸发设备以及进口的多级蒸发设备，普遍存在蒸发运行成本高、效益低下、净效益低、设备运行不稳定等问题，诸多企业苦不堪言。
发明内容
本发明为解决目前印染行业淡碱回收中存在的蒸发效率低，成本高的问题，首先提供一种多级淡碱蒸发设备，所述多级淡碱蒸发设备包括第一-第四级管壳换热器、一-四级汽水分离器，所述第一-第四级管壳换热器通过阀门顺次连接，淡碱从第一级管壳换热器输入，碱液在每一级管壳换热器的管程流动，蒸汽在每一级管壳换热器的壳程流动，所述第一-第四级管壳换热器与一-四级汽水分离器一一对应连接，管壳换热器中汽化后的碱液被送入对应的汽水分离器进行汽液分离，每一级汽水分离器分离出的液体送回与其对应连接的管壳换热器，分离出的蒸汽送到下一级管壳换热器，浓缩碱从第四级管壳换热器输出。
本发明还提供了一种多级丝光淡碱回收系统，该系统包含上述多级淡碱蒸发设备。
本发明的多级淡碱蒸发设备，用于印染丝光机淡碱回收。蒸发系统的原理是：织物经过与强碱作用后，进入洗涤区，大量的水稀释碱液，每天一台丝光机产生100吨左右的淡碱，淡碱液经过前段系统的优化过滤系统去除SS(悬浮物)后进入蒸发系统，系统通过热源蒸汽加热淡碱液达到汽化温度，进入高效汽水分离器进行汽水分离，单级装置采用自然循环工作原理，增加蒸发的效率，加热蒸汽在蒸发器管外进行冷凝，加装余热回收装置回收高温冷凝水的余热，汽水分离器的余热作为下一级的热源，最大化的提高能源利用效率，逐级采用稳流控制，淡碱浓度逐步提高，达到浓缩的目的，系统末端加装第二级余热回收装置进行二次余热回收，从而减少系统的余热，大大减少了冷却水的使用量。本发明多级淡碱蒸发设备提高了淡碱蒸发浓缩回收效率，能大大地节约能源，降低成本，更高效更节能，为企业带来更高的经济效益。
附图说明
图1是本发明多级淡碱蒸发设备原理图；
图2是多级丝光淡碱回收系统淡碱浓缩循环使用原理图。
具体实施方式
下面以一实例对本发明的实施方式做进一步的说明。该实例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
染整丝光工序是提高织物染色性能的关键工序，织物经过高浓度碱液，棉纤维内部发生膨化，生成碱纤维素，纤维的表面积增加，在张力的作用下，纤维排列更加整齐增加了光泽，提高了强力，织物经过丝光后，晶区减少无定型区增加，吸附能力大幅增强，从而提高了后道染色染料的吸附能力，得色率更高。
丝光机碱液使用过程由配碱开始，有人工或自动配置，根据生产订单的不同情况，设定不同的碱液工艺浓度，根据处方的要求，有人工或自动设定，一般有外购浓碱液与丝光回收的淡碱液或蒸发浓缩后的碱液按照工艺浓度进行配置，每台丝光机都有固定的配碱箱，通过输入浓碱液与稀碱液搅拌均匀输送到丝光机使用。
织物浸轧碱液后进入绷布筒或者直辊防止织物大幅度收缩，然后进入定型区定型尺寸的固定，尺寸定型后进入去碱工序，织物从轧碱到去碱的作用过程约20S，去碱工序的设备配置是关乎丝光淡碱浓度高低的关键，一般先有布铗5道喷淋5道真空吸碱开始，然后经过高温直辊去碱槽进行轧洗去碱，最后有6-10组水洗箱进行洗涤去碱，也有在水洗最后部分采用酸洗中和去碱。
淡碱的产生有丝光水洗箱投入的水量与织物所带有的碱液纤维膨化作用后的置换过程，淡碱液对于工厂来说是有价值可回收的物料资源，但是由于稀释后的碱液浓度相比浓碱液下降了5-6倍，同时量也增加了5-6倍，丝光机回收回用后消化不完。使用蒸发浓缩的方式是建立丝光碱液循环回用的有效措施。
丝光机淡碱回收的作用主要是减少资源物料的排放，降低污水处理压力，减少外购新鲜碱的采购量，降低生产成本，物尽其用，建立染整工厂碱液闭式循环的模式。主要工作流程是：丝光机产生淡碱液，经过收集通过回收泵输送到一级机械式过滤器进行悬浮物的去除，然后输送到淡碱储罐内，储罐内储存量高位后，开启蒸发器进行浓缩处理，浓缩后的碱液与外购新鲜碱液按照配比再次循环使用。
如图1所示为本发明多级淡碱蒸发设备，包括第一-第四级管壳换热器、一-四级汽水分离器。第一-第四级管壳换热器通过管道、阀门顺次连接。待浓缩的淡碱从第一级管壳换热器输入，碱液在每一级管壳换热器的管程流动，蒸汽在每一级管壳换热器的壳程流动。第一-第四级管壳换热器与一-四级汽水分离器一一对应连接，管壳换热器中汽化后的碱液被送入对应的汽水分离器进行汽液分离，每一级汽水分离器分离出的液体送回与其对应连接的管壳换热器，分离出的蒸汽送到下一级管壳换热器，浓缩碱从第四级管壳换热器输出。
工作原理：本发明多级淡碱蒸发设备采用0.6MPA饱和蒸汽提供热能，通过第一级管壳换热器碱液在管程内，蒸汽在壳程将淡碱液间接换热加热到沸点温度，碱液汽化后在管壳换热和汽水分离器中自上而下自循环，在汽水分离器中进行汽液分离，在此过程中碱液浓度逐步提高。汽化分离后的余热进入下一级管壳换热器继续加热碱液，加热后同样经过匹配的下级汽水分离器进行汽水分离，直到第四级完成碱液的浓缩过程。四级汽水分离器的蒸汽出口连接有冷凝器，蒸发设备末级产生的低温余热经过冷凝器输入冷水换热产生高温热水输送至印染车间洗涤再次利用。整个系统匹配真空泵，真空泵与第一-第四级管壳换热器连接，使蒸发的过程在负压的状态下进行，从而降低碱液的沸点温度，提高能源使用效率。蒸发过程中产生的高温冷凝水经过疏水器输出后采用闪蒸罐回收余热，与新鲜蒸汽一起作为热源再次利用。各级管壳换热器之间连接有液位传感器，用于控制碱液流向。第四级管壳换热器连接有浓度传感器，用于对末级浓缩碱浓度进行精准在线检测控制输出。
本发明的多级丝光淡碱回收系统包含上述多级淡碱蒸发设备，丝光淡碱浓缩循环使用流程如图2所示。
将商品碱与浓缩碱按1:9比例配置成碱液，高位输送至丝光机，碱液进入丝光循环槽，搅拌均匀后利用动力输送泵输送至丝光轧碱槽，织物进行轧碱操作带80％布重碱液，然后丝光绷布上铗定型区，经过5喷淋5吸碱的去碱、高温高辊去碱、水洗去碱后，淡碱经粗滤回收至淡碱库存桶。然后淡碱进入本发明多级淡碱蒸发设备，获得浓缩碱用于循环使用。
主要结构介绍：
管壳换热器：不锈钢材质，俗称列管换热器，被加热介质(碱液)在管程内，热源(蒸汽)在壳程，通过传热钢材进行热能传递。本发明多级丝光淡碱设备共有4组碱液换热器(第一-第四级管壳换热器)和2组冷凝器换热器(串联)，另外还有3台用于碱液预加热的换热器(图中未画出)。
汽水分离器：碱液在管壳换热器被加热到碱液沸点后开始汽化，汽水分离器的作用就是将汽化后的碱液进行汽水分离，使碱液浓度提高。汽水分离器要尽量保证汽化碱液的充分分离，汽化后的冷凝水PH值低于8。本发明多级丝光淡碱设备共有4台汽化分离器(一-四级汽水分离器)。
泵：本发明多级丝光淡碱系统中共有4台泵，有2台泵用于淡碱的输送进入和浓缩碱输出，一台冷凝水泵用于系统收集后的冷凝水外排使用，一台真空泵用于系统的负压调节保持系统在低负压和低沸点的温度下沸腾蒸发。
阀门、管件：管道、阀门用于各级直接的连接与控制。
温度压力浓度传感器：用于采集各路的碱液蒸汽的温度，碱液浓度检测用于检测浓缩碱的浓度的一致性。
本发明一具体实施例系统技术参数如下：
淡碱能力：10T/h
不含剩余热水热量汽水比：1：3
含剩余热水热量汽水比：1：5(热水均超80℃可进入车间洗涤使用)
进淡碱浓度：55g/L
出碱浓度：166-530g/L 14.35％-37.65％(出碱浓度可调节)
蒸汽压力：0.5-0.6MPA
蒸汽耗量：2.3T/h
耗电总功率：10KW/h
冷却水使用量：15t/h
系统效益预估分析：
1台丝光机产生淡碱量
工艺：干布丝光，设备：京都布铗丝光机
◇、织物规格：58/57 20*16/128*60品种
◇、工艺碱浓220g/L、布种342g/m、
◇、车速：70米/分钟
◇、回收淡碱浓度：55g/L(5.2％)
◇、商品碱浓度：400g/L(32％)单价：750元/t
◇、碱液配制方法：商品碱与淡碱配置浓度补充差追加、
配置浓度：280g/L(22.5％)
◇、计算1台丝光机每小时的用碱量：布重0.342公斤/米x 70米/分钟x 60分钟×80％轧余率＝1149t/h。
◇、可回收淡碱量：22.5％(浓缩减浓度)×1.149t/h(使用量)×20.4(每天开机时间)÷5.2％(淡碱回收浓度)×95％(淡碱回收率)＝96.3t/d
效益预估分析：
◇、淡碱回收收益：
96.3t/d(每天淡碱量)×5.2％(淡碱浓度)÷32％(市场新鲜碱浓度)×750元/t(市场新鲜碱价格)＝11736.5元/天
◇、减少污水加酸量：
96.3t/d(每天淡碱量)×5.2％(淡碱浓度)×1.215÷98％(市场硫酸浓度)×650元/t(市场硫酸价格)＝4035元/天
◇、热水热值回收量：
15t/h×4.1868(水热熔)×(60-25)温度差÷2696.18kj/kg×180(蒸汽单价)×70％(热能回收使用有效率)×20.4h＝2095.5元/d
◇、综合收益
11736.5+4035+2095.5＝17866.5元/天
蒸发设备运行成本：
◇、耗汽：96.3t/d(每天淡碱量)÷10t/h(瞬时处理量)×2.3t/h(瞬时用汽量)×180元 /t(蒸汽单价)＝3986.82元/t
◇、耗电：10kwh(装机功率)×0.78元(电单价)×20.4h＝159.12元/d
◇、人工：150元/天×3人＝450元/天
成本合计：3986.82+159.12+450＝4595.94元/天
2台丝光机配置回收设备净效益：
每天：(17866.5-4595.94)×2台＝26541元/天
每月：26541×26天＝69万元/月
设备投资预估回收周期：3个月。
Claims (7)
1.一种多级淡碱蒸发设备，其特征在于包括第一-第四级管壳换热器、一-四级汽水分离器，所述第一-第四级管壳换热器通过阀门顺次连接，淡碱从第一级管壳换热器输入，碱液在每一级管壳换热器的管程流动，蒸汽在每一级管壳换热器的壳程流动，所述第一-第四级管壳换热器与一-四级汽水分离器一一对应连接，管壳换热器中汽化后的碱液被送入对应的汽水分离器进行汽液分离，每一级汽水分离器分离出的液体送回与其对应连接的管壳换热器，分离出的蒸汽送到下一级管壳换热器，浓缩碱从第四级管壳换热器输出。
2.如权利要求1所述的多级淡碱蒸发设备，其特征在于还包括冷凝器，所述冷凝器连接在四级汽水分离器的蒸汽出口。
3.如权利要求1所述的多级淡碱蒸发设备，其特征在于还包括真空泵，所述真空泵与第一-第四级管壳换热器连接，为碱液蒸发过程提供负压环境。
4.如权利要求1所述的多级淡碱蒸发设备，其特征在于各级管壳换热器之间连接有液位传感器，用于控制碱液流向。
5.如权利要求1所述的多级淡碱蒸发设备，其特征在于第四级管壳换热器连接有浓度传感器，用于控制输出的浓缩碱浓度。
6.如权利要求1所述的多级淡碱蒸发设备，其特征在于还包括余热回收装置，用于回收高温冷凝水的余热。
7.一种多级丝光淡碱回收系统，其特征在于包含权利要求1-6任一所述的多级淡碱蒸发设备。
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| CN117109359A (zh) * | 2023-10-20 | 2023-11-24 | 北京魏桥国科新能源技术研究院有限公司 | 用于换热器的清洗系统、清洗方法及清洗装置、定型机 |
| CN117109359B (zh) * | 2023-10-20 | 2023-12-22 | 北京魏桥国科新能源技术研究院有限公司 | 用于换热器的清洗系统、清洗方法及清洗装置、定型机 |
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