CN111721156A - 一种浆粕废汽热能回收综合利用处理方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种浆粕废汽热能回收综合利用处理方法及装置，包括：(1)以吸收储能单元对浆粕废汽中的热能进行吸收并储存，实现废汽热能的回收；(2)使吸收储能单元吸收热能后产生的热水输入设置有蒸发单元和蒸汽平衡单元的黑液蒸发系统，经所述蒸汽平衡单元向所述黑液蒸发系统稳定输送并分配热水闪蒸的各等级蒸汽，降温后热水返回吸收储能单元；(3)将吸收储能单元和黑液蒸发系统产生的废气进入冷凝器冷凝后再经真空泵输送至脱臭单元，经脱臭处理后的废气排放到大气中。本发明可以实现对浆粕行业废汽热能的综合利用，同时达标排放废气，不仅绿色环保，而且可以有效节约企业生产成本。

Description

一种浆粕废汽热能回收综合利用处理方法及装置
技术领域
本发明属于浆粕生产技术领域，具体涉及一种浆粕废汽热能回收综合利用处理方法及装置。
背景技术
由于浆粕生产均采用蒸球作为蒸煮设备，其优点是原料与药液混合均匀，成浆质量比较均一，液比小，药液浓度高，可缩短蒸煮时间，以及设备结构简单，体积小，易于安装和维护等，但由于蒸球的大放汽和小放汽具有热能大、泄放速度快、泄放频繁和夹带物丰富的特点，会产生大量的蒸煮废汽，由于蒸煮废汽中含有小纤维、甲硫醇、硫化氢等杂质，如果直接排掉，既浪费大量能源，又严重污染环境，蒸煮废汽的回收再利用必须尽快解决。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种浆粕废汽热能回收综合利用处理方法及装置，以克服现有技术中存在的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供一种浆粕废汽热能回收综合利用处理方法，其包括如下步骤：
(1)以吸收储能单元对浆粕废汽中的热能进行吸收并储存，实现废汽热能的回收；
(2)使吸收储能单元吸收热能后产生的热水输入设置有蒸发单元和蒸汽平衡单元的黑液蒸发系统，经所述蒸汽平衡单元向所述黑液蒸发系统稳定输送并分配热水闪蒸的各等级蒸汽，降温后热水返回吸收储能单元；
(3)将吸收储能单元和黑液蒸发系统产生的废气经冷凝器冷凝处理，之后再经真空泵输送至脱臭单元，经脱臭处理后的废气排放到大气中。
进一步地，步骤(1)具体包括：先将蒸球废汽按照大、小放汽分别缓冲重力分离杂质，之后再以吸收储能单元对浆粕废汽中的热能进行吸收并储存，实现废汽热能的回收。
优选的，所述蒸球废汽大放汽温度在170℃以上，小放汽温度在140℃以上。
优选的，所述蒸球废汽大放汽、小放汽内还包含碱液、黑液、绒毛中的任意一种或两种以上的组合。
进一步地，步骤(3)包括：先对吸收储能单元和黑液蒸发系统产生的废气经冷凝器冷凝处理，之后再输送至脱臭单元进行所述的脱臭处理。
优选的，所述冷凝器包括混合冷凝器或间壁冷凝器。
优选的，所述脱臭处理包括化学除臭处理或生物除臭处理；尤其优选的，所述方法包括：采用氧化剂进行所述的化学除臭处理。
尤其优选的，所述氧化剂包括双氧水、臭氧、次氯酸盐中的任意一种或两种以上的组合。
本发明实施例还提供一种浆粕废汽热能回收综合利用处理装置，主要应用于前述的浆粕废汽热能回收综合利用处理方法中，其包括：
吸收储能单元，其至少用以对浆粕废汽中的热能进行吸收并储存，实现废汽热能的回收；
黑液蒸发系统，其包括蒸发单元和蒸汽平衡单元，至少用以接收吸收储能单元吸收热能后产生的热水，并对热水进行闪蒸和热能吸收；
脱臭单元，其至少用以对吸收储能单元和黑液蒸发系统产生的废气进行脱臭处理。
进一步地，所述浆粕废汽热能回收综合利用处理装置还包括冷凝处理单元，其至少用以对吸收储能单元和黑液蒸发系统产生的废气进行冷凝处理。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明浆粕废汽热能回收综合利用处理方法及装置，通过设置矢量分离器和废气缓冲罐，可实现绒毛、浆粕和黑液的分离，同时提高蒸球浆粕产能3％以上，此外，吸收采用热能吸收塔，通过控制塔内气相流速，并采用塔中温度变频控制循环泵，以实现快速汽液传质传热和节能，达到85％以上高效热能回收，具有有效的节能、经济和环保效益。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施方式中浆粕废汽热能回收综合利用处理装置的结构示意图。
附图标记说明：11、大放汽总管，12、第一旋风分离器，13、第一废气缓冲罐，14、浆粕抽料泵，15、浆粕出料管，21、小放汽总管，22、第二旋风分离器，23、第二废气缓冲罐，24、黑液抽料泵，25、黑液出料管，31、蓄热吸收塔，32、第一热水缓冲罐，33、第二热水缓冲罐，41、一效蒸发器，42、一效平衡器，43、二效蒸发器，44、二效平衡器，45、三效蒸发器，46、三效平衡器，47、四效蒸发器，48、四效平衡器，49、五效蒸发器，410、五效平衡器，411、循环泵，51、冷凝器，52、真空泵，61、除臭塔，62、废水泵，A、低压蒸汽管线，B、气相管线，C、气相管线，D、第三热水管线，E、热蒸汽管线，F、第二热水管线，G、第一热水管线，H、废气管线。
具体实施方式
通过应连同所附图式一起阅读的以下具体实施方式将更完整地理解本发明。本文中揭示本发明的详细实施例；然而，应理解，所揭示的实施例仅具本发明的示范性，本发明可以各种形式来体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本发明的代表性基础。
鉴于现有技术的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是针对现有大量蒸煮废汽直接排放，浪费大量能源，又严重污染环境的问题，通过对浆粕废汽热能回收综合利用，可至少回收85％的废汽热能。如下将对该技术方案、其实施过程及原理作进一步的解释说明。
本发明实施例的一个方面提供了一种浆粕废汽热能回收综合利用处理方法，其包括如下步骤：
(1)以吸收储能单元对浆粕废汽中的热能进行吸收并储存，实现废汽热能的回收；
(2)使吸收储能单元吸收热能后产生的热水输入设置有蒸发单元和蒸汽平衡单元的黑液蒸发系统，经所述蒸汽平衡单元向所述黑液蒸发系统稳定输送并分配热水闪蒸的各等级蒸汽，降温后热水返回吸收储能单元；
(3)将吸收储能单元和黑液蒸发系统产生的废气经冷凝器冷凝处理，之后再经真空泵输送至脱臭单元进行所述的脱臭处理，经脱臭处理后的废气排放到大气中。
在本发明实施例的一些优选方案中，步骤(1)具体包括：先将蒸球废汽按照大、小放汽分别缓冲重力分离杂质，之后再以吸收储能单元对浆粕废汽中的热能进行吸收并储存，实现废汽热能的回收。
在一些优选实施例中，所述蒸球废汽大放汽温度在170℃以上，小放汽温度在140℃以上。
在一些优选实施例中，所述蒸球废汽大放汽、小放汽内还包含碱液、黑液、绒毛等中的任意一种或两种以上的组合，但不局限于此。
在一些更为具体的实施例中，步骤(1)具体包括：所述蒸球废汽大放汽和小放汽分别经总管输送至旋风分离单元进行分离，再进入废气缓冲罐缓冲，压力减小至3±2KPa，温度降低为150-155℃，缓冲后的气体分别输送至所述吸收储能单元，与所述吸收储能单元内的50±5℃低温水进行热交换，之后将产生的85±5℃热水稳定输送至步骤(2)。
在一些优选实施例中，所述蒸球废汽大放汽和小放汽经总管的流速控制在8-10m/s。
在本发明实施例的一些优选方案中，所述浆粕废汽热能回收综合利用处理方法还包括：将缓冲蒸球废汽大放汽过滤所得浆粕输送至浆粕蒸球出料管线，以及，将缓冲蒸球废汽小放汽过滤所得黑液输送至黑液罐。
在一些优选实施例中，所述吸收储能单元内的空塔流速制在1-1.5m/s，其中，所述吸收储能单元可以采用板式塔或填料塔，但不局限于此。
在本发明实施例的一些优选方案中，所述步骤(2)中黑液蒸发系统采用n效蒸发系统，其中，n为5～6之间的任一整数，且蒸汽平衡单元相应设置效数n。
在一些优选实施例中，所述吸收储能单元输送热水并入黑液蒸发系统的二效蒸汽平衡单元。
在一些优选实施例中，所述黑液蒸发系统中的蒸汽平衡单元采用多级真空闪蒸，所述黑液蒸发系统中的蒸发单元可以采用板式蒸发器或列管蒸发器中的任一种，但不局限于此。
在本发明实施例的一些优选方案中，步骤(3)包括：先对吸收储能单元和黑液蒸发系统产生的废气经冷凝器冷凝处理，之后再经真空泵输送至脱臭单元进行所述的脱臭处理。
在一些优选实施例中，所述冷凝器包括混合冷凝器或间壁冷凝器。
在一些优选实施例中，所述脱臭处理可以包括化学除臭处理或生物除臭处理，但不局限于此。
在一些较为具体的实施方式中，所述方法包括：采用氧化剂进行所述的化学除臭处理。
在一些优选实施例中，所述氧化剂可以包括双氧水、臭氧、次氯酸盐等中的任意一种或两种以上的组合，但不局限于此。
本发明实施例还提供了一种浆粕废汽热能回收综合利用处理装置，主要应用于前述的浆粕废汽热能回收综合利用处理方法中，其包括：
吸收储能单元，其至少用以对浆粕废汽中的热能进行吸收并储存，实现废汽热能的回收；
黑液蒸发系统，其包括蒸发单元和蒸汽平衡单元，至少用以接收吸收储能单元吸收热能后产生的热水，并对热水进行闪蒸和热能回收；
脱臭单元，其至少用以对吸收储能单元和黑液蒸发系统产生的废气进行脱臭处理。
在一些优选实施例中，所述浆粕废汽热能回收综合利用处理装置还包括冷凝处理单元，其至少用以对吸收储能单元和黑液蒸发系统产生的废气进行冷凝处理。
本发明实施例可以实现对浆粕废汽热能回收综合利用，同时实现蒸球浆粕产能提升3％，废汽热能回收85％，且有效解决浆粕生产过程中的臭气问题，具有有效的节能、经济和环保效益。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，进一步阐明该发明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，但其中的实验条件和设定参数不应视为对本发明基本技术方案的局限。并且本发明的保护范围不限于下述的实施例。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
本实施例浆粕废汽热能回收综合利用处理装置，如图1所示，包括前处理系统、吸收储能单元、黑液蒸发系统、脱臭单元和冷凝处理单元，具体地，前处理系统包括并列设置的蒸球废汽大、小放汽处理单元，其中，蒸球废汽大放汽处理单元包括依次串联设置的大放汽总管11、第一旋风分离器12、第一废气缓冲罐13、浆粕抽料泵14和浆粕出料管15；蒸球废汽小放汽处理单元包括依次串联设置的小放汽总管21、第二旋风分离器22、第二废气缓冲罐23、黑液抽料泵24和黑液出料管25；吸收储能单元包括蓄热吸收塔31、第一热水缓冲罐32以及第二热水缓冲罐33，黑液蒸发系统采用五效蒸发系统，具体包括一效蒸发器41、与一效蒸发器41配合的一效平衡器42、二效蒸发器43、与二效蒸发器43配合的二效平衡器44、三效蒸发器45、与三效蒸发器45配合的三效平衡器46、四效蒸发器47、与四效蒸发器47的四效平衡器48、五效蒸发器49、与五效蒸发器49配合的五效平衡器410，且一效蒸发器41、二效蒸发器43、三效蒸发器45、四效蒸发器47和五效蒸发器49上自身均串联设有循环泵411；冷凝处理单元包括冷凝器51和真空泵52，脱臭单元包括除臭塔61和废水泵62；低压蒸汽管线A依次穿过一效蒸发器41、二效蒸发器43、三效蒸发器45、四效蒸发器47、五效蒸发器49、冷凝器51、真空泵52、除臭塔61和废水泵62，蓄热吸收塔31还通过废气管线H与冷凝器51连通设置；第一废气缓冲罐13和第二废气缓冲罐23分别通过气相管线B与蓄热吸收塔31连通设置，第一热水缓冲罐32通过气相管线C串联设置在蓄热吸收塔31上，第一热水缓冲罐32与蓄热吸收塔31之间还设置有热水循环泵34，且热水循环泵34通过第三热水管线D串联在第一热水缓冲罐32与蓄热吸收塔31之间，第一热水管线G的进水端与第三热水管线D连通设置，且第一热水缓冲罐32并通过第一热水管线G并入黑液蒸发系统的二效蒸汽平衡器44；热蒸汽管线E依次穿过一效平衡器42、二效平衡器44、三效平衡器46、四效平衡器48和五效平衡器410，且五效平衡器410还通过第二热水管线F依次穿过第二热水缓冲罐33和热水循环泵35与蓄热吸收塔31连通设置。
基于本实施例浆粕废汽热能回收综合利用处理装置进行浆粕废汽热能回收综合利用，具体步骤如下：
(1)废汽热能回收
将211.2t/d(折合8.8t/h)蒸球废汽按照大、小放汽分别经大放汽总管11输送至第一旋风分离器12分离和小放汽总管21输送至第二旋风分离器22分离，其中，蒸球废汽大放汽温度为170℃，小放汽温度为140℃，大放汽和小放汽经总管的流速控制在10m/s；然后经第一旋风分离器12分离后的气体进入第一废气缓冲罐13缓冲，经第二旋风分离器22分离后的气体进入第二废气缓冲罐23缓冲，压力减压至3KPa(G)，温度降低为155℃，缓冲后的气体经自清洗过滤器过滤，过滤后的气相进入流速控制在1.5m/s的蓄热吸收塔31，在蓄热吸收塔31内填料层与50℃水充分换热。
(2)热能综合利用
蓄热吸收塔31吸热后的85℃热水经泵稳定外送至黑液蒸发系统的二效平衡器34中进行三级真空闪蒸，将热水分别闪蒸为85℃、75℃和65℃蒸汽，然后分别进入五效蒸发器的第二、第三、第四蒸发器，作为补充热源，降温后热水返回蓄热吸收塔31。缓冲后的大放汽经过滤得到的浆粕(单蒸球产量的3％)依次通过浆粕抽料泵14和浆粕出料管15返回浆粕系统，缓冲后的小放汽经过滤得到的黑液依次通过黑液抽料泵24和黑液出料管25输送至黑液系统。
(3)尾气处理
将蓄热吸收塔31和黑液蒸发系统产生的废气经冷凝器51冷凝处理，之后再经真空泵52输送至脱臭单元的脱臭塔61进行脱臭处理，脱臭塔61采用次氯酸钠氧化除臭方式，处理后可满足《恶臭污染物排放标准》GB14554-1993，排放至大气。
通过本实施例对蒸球废汽的处理，实现了蒸球浆粕产能提升3％，废汽热能回收85％。
实施例2
该实施例与实施例1基本相同，但步骤2)热能综合利用中黑液蒸发系统采用六效蒸发系统。通过该方式，蒸球浆粕产能提升3％，废汽热能回收90％。
对照例
该实施例与实施例1基本相同，但步骤2)热能综合利用中黑液蒸发系统采用四效蒸发系统。通过该方式，蒸球浆粕产能提升3％，废汽热能回收80％。
本发明的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本发明，本发明的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本发明的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。
在本发明案中标题及章节的使用不意味着限制本发明；每一章节可应用于本发明的任何方面、实施例或特征。
在本发明案通篇中，在将组合物描述为具有、包含或包括特定组份之处或者在将过程描述为具有、包含或包括特定过程步骤之处，预期本发明教示的组合物也基本上由所叙述组份组成或由所叙述组份组成，且本发明教示的过程也基本上由所叙述过程步骤组成或由所叙述过程步骤组组成。
除非另外具体陈述，否则术语“包含(include、includes、including)”、“具有(have、has或having)”的使用通常应理解为开放式的且不具限制性。
应理解，各步骤的次序或执行特定动作的次序并非十分重要，只要本发明教示保持可操作即可。此外，可同时进行两个或两个以上步骤或动作。
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本发明的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教示。因此，本文并不打算将本发明限制于用于执行本发明的所揭示特定实施例，而是打算使本发明将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。

Claims (10)

1.一种浆粕废汽热能回收综合利用处理方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)以吸收储能单元对浆粕废汽中的热能进行吸收并储存，实现废汽热能的回收；
(2)使吸收储能单元吸收热能后产生的热水输入设置有蒸发单元和蒸汽平衡单元的黑液蒸发系统，经所述蒸汽平衡单元向所述黑液蒸发系统稳定输送并分配热水闪蒸的各等级蒸汽，降温后热水返回吸收储能单元；
(3)将吸收储能单元和黑液蒸发系统产生的废气进入冷凝器冷凝后经真空泵输送至脱臭单元，经脱臭处理后的废气排放到大气中。
2.根据权利要求1所述的浆粕废汽热能回收综合利用处理方法，其特征在于，步骤(1)具体包括：先将蒸球废汽按照大、小放汽分别经矢量分离器和废气缓冲罐缓冲重力分离杂质，之后再以吸收储能单元对浆粕废汽中的热能进行吸收并储存，实现废汽热能的回收；
优选的，所述蒸球废汽大放汽温度在170℃以上，小放汽温度在140℃以上；
优选的，所述蒸球废汽大放汽、小放汽内还包含碱液、黑液、绒毛中的任意一种或两种以上的组合。
3.根据权利要求2所述的浆粕废汽热能回收综合利用处理方法，其特征在于，步骤(1)具体包括：所述蒸球废汽大放汽和小放汽分别经总管输送至矢量分离器进行分离，再进入废气缓冲罐缓冲，压力减小至3±2KPa，温度降低为150-155℃，缓冲后的气体输送至所述吸收储能单元，与所述吸收储能单元内的50±5℃低温水进行热交换，之后将产生的85±5℃热水稳定输送至步骤(2)。
4.根据权利要求3所述的浆粕废汽热能回收综合利用处理方法，其特征在于：所述蒸球废汽大放汽和小放汽经总管的流速控制在8-10m/s以下，和/或，所述方法包括：将缓冲蒸球废汽大放汽过滤所得浆粕输送至浆粕蒸球出料管线，以及，将缓冲蒸球废汽小放汽过滤所得黑液输送至黑液储罐。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的浆粕废汽热能回收综合利用处理方法，其特征在于：所述吸收储能单元内的空塔流速制在1-1.5m/s，和/或，所述吸收储能单元采用板式塔或填料塔。
6.根据权利要求1所述的浆粕废汽热能回收综合利用处理方法，其特征在于：所述步骤(2)中黑液蒸发系统采用n效蒸发系统，其中，n为5～6之间的任一整数，且蒸汽平衡单元相应设置效数n。
7.根据权利要求6所述的浆粕废汽热能回收综合利用处理方法，其特征在于：所述吸收储能单元输送热水并入黑液蒸发系统的二效蒸汽平衡单元。
8.根据权利要求6所述的浆粕废汽热能回收综合利用处理方法，其特征在于：所述黑液蒸发系统中的蒸汽平衡单元采用多级闪蒸，和/或，所述黑液蒸发系统中的蒸发单元采用板式蒸发器或列管蒸发器中的任一种。
9.根据权利要求1所述的浆粕废汽热能回收综合利用处理方法，其特征在于，步骤(3)包括：先对吸收储能单元和黑液蒸发系统产生的废气经冷凝器冷凝处理，之后再经真空泵输送至脱臭单元进行所述的脱臭处理；
优选的，所述冷凝器包括混合冷凝器或间壁冷凝器；
优选的，所述脱臭处理包括化学除臭处理或生物除臭处理；尤其优选的，所述方法包括：采用氧化剂进行所述的化学除臭处理；
尤其优选的，所述氧化剂包括双氧水、臭氧、次氯酸盐中的任意一种或两种以上的组合。
10.一种浆粕废汽热能回收综合利用处理装置，主要应用于权利要求1-9中任一项所述的浆粕废汽热能回收综合利用处理方法中，其特征在于包括：
吸收储能单元，其至少用以对浆粕废汽中的热能进行吸收并储存，实现废汽热能的回收；
黑液蒸发系统，其包括蒸发单元和蒸汽平衡单元，至少用以接收吸收储能单元吸收热能后产生的热水，并对热水进行闪蒸和热能吸收；
脱臭单元，其至少用以对吸收储能单元和黑液蒸发系统产生的废气进行脱臭处理；
优选的，所述浆粕废汽热能回收综合利用处理装置还包括冷凝处理单元，其至少用以对吸收储能单元和黑液蒸发系统产生的废气进行冷凝处理。
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