CN1887909A - 硝化棉煮洗余热回收利用方法及其水汽直接换热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硝化棉煮洗余热回收利用方法及其水汽直接换热装置。利用该方法能充分地回收利用硝化棉煮洗过程中废蒸汽所产生的余热，从而能较大幅度地降低硝化棉的生产成本，该方法包括如下步骤：①通过蒸汽管路向硝化棉煮洗桶内输送压力为0.10～0.45MPa的蒸汽，对硝化棉进行煮洗；②将煮洗过程中所生产的废蒸汽输入水汽直接换热装置内，并加入冷水使水汽直接混合进行换热，回收60～95℃热水。本发明水汽直接换热装置包括中空的壳体，该壳体上分别开设有自来水入口、废蒸汽入口和热水出口，自来水和废蒸汽在壳体内腔中混合进行直接换热，能大幅度地提高换热效率和回收热水的温度。

Description

硝化棉煮洗余热回收利用方法及其水汽直接换热装置
技术领域
本发明涉及余热回收利用方法及其换热装置，特别涉及硝化棉煮洗生产过程中废蒸汽所产生余热回收利用方法，以及运用于该方法的水汽直接换热装置。
背景技术
在硝化棉生产过程中，普遍采用间歇式煮洗桶煮洗硝化棉，即利用蒸汽作为加热介质对硝化棉进行酸煮和水煮，以此达到硝化棉安定处理和降粘等目的。一般来说，煮洗过程的蒸汽消耗占硝化棉生产蒸汽耗量80％以上。因此，有效地回收利用煮洗余热是降低硝化棉生产成本的重要技术措施。
目前，对硝化棉煮洗余热回收利用采用的是间接换热方式的方式，即采用常规的列管式、盘管式或套管式换热装置。由于在热交换过程中，蒸汽和冷水在相互隔离的空间内流动，废蒸汽和水不直接接触，因此存在换热效率低的不足，回收水温低，一般低于50℃。而且由于换热器内管道长，蒸汽流量小，系统压力大于0.1MPa，热回收系统阻力大，导致换热速度慢。除此之外，此类间接式换热器的部件多，结构复杂，设备投资较大。因此，采用这种间接换热方式回收利用废蒸汽实难达到理想的效果。除此之外，国内硝化棉生产企业在硝化棉煮洗余热回收利用过程中未对废蒸汽中的氧化氮气体进行回收处理，生产时车间内硝烟弥漫，导致生产环境恶劣和废气的不达标排放。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是之一提供一种硝化棉煮洗余热回收利用方法，利用该方法能充分地回收利用硝化棉煮洗过程中废蒸汽所产生的余热，从而能较大幅度地降低硝化棉的生产成本。本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：本发明的硝化棉煮洗余热回收利用方法，包括如下步骤：①通过蒸汽管路向硝化棉煮洗桶内输送压力为0.10～0.45MPa的蒸汽，对硝化棉进行煮洗；②将煮洗过程中所生产的废蒸汽输入水汽直接换热装置内，并加入冷水使水汽直接混合进行换热，回收60～95℃热水。
在采取上述技术方案后，冷水和废蒸汽直接混合换热，能大幅度地提升换热效率，回收热水温度可达60～95℃。如将该所回收的热水输入煮洗桶内对硝化棉进行煮洗，则可使每吨硝化棉生产所需蒸汽耗量减少约400～900公斤，从而有利于以较大幅度降低硝化棉的生产成本。大大简化了原有的众多的管路，减小了热回收系统的阻力，生产现场泄压蒸汽噪音由98分贝降为40～50分贝。
作为以上技术方案的改进，为改善生产环境和使尾气达标排放，所述步骤②之后，将换热后的水、气输送至密闭的热水桶，用抽风机将其中的气体送入高效填料吸收塔，氧化氮气体被水吸收后生成稀硝酸回收利用。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种用于上述硝化棉煮洗余热回收利用方法的水汽直接换热装置。本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：本发明的水汽直接换热装置，其特征在于它包括中空的壳体，该壳体上分别开设有冷水入口、废蒸汽入口和热水出口。冷水和废蒸汽在壳体内腔中混合进行直接换热，能大幅度地提高换热效率和回收热水的温度。
作为以上技术方案的改进，为进一步提高换热效率，所述壳体内固定设置有其上开设有若干通孔的孔板，该孔板将壳体内部空腔分隔成液相室和水汽混合室；所冷水入口与液相室直接相通，所述废蒸汽入口和热水出口直接与水汽混合室相通。
本发明的有益效果是，本发明的硝化棉煮洗余热回收利用方法解决了长期困扰硝化棉生产企业的热量消耗量大和尾气不达标排放的技术难题，可使每吨硝化棉生产所需蒸汽耗量减少约400～900公斤，从而有利于以较大幅度降低硝化棉的生产成本；本发明的水汽直接换热装置能大幅度地提高换热效率和回收热水的温度，同时具有结构简单和设备投资小的特点，大大简化了原有的众多管路。
附图说明
本说明书包括如下三幅附图：
图1是本发明硝化棉煮洗余热回收利用方法的工艺流程图；
图2是本发明水汽直接换热装置的结构示意图；
图3是沿图2中A-A线的剖视图。
图中零部件、部位及编号：壳体10、液相室20、水汽混合室12、隔板13、通孔14、冷水入口20、废蒸汽入口21、热水出口22。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参照图1，本发明的硝化棉煮洗余热回收利用方法，包括如下步骤：①通过蒸汽管路向硝化棉煮洗桶内输送压力为0.10～0.45MPa的蒸汽，对硝化棉进行煮洗；
②将煮洗过程中所生产的废蒸汽输入水汽直接换热装置内，并加入冷水使水汽直接混合进行换热，回收60～95℃热水。
为改善生产环境和使尾气达标排放，在所述步骤②之后，将换热后的水、气输送至密闭的热水桶，用抽风机将其中的气体送入高效填料吸收塔，其中的氧化氮气体被水吸收后生成稀硝酸回收利用。
所述步骤②之后可将经换热所回收的热水输入到硝化棉煮洗桶内用于硝化棉煮洗。回收热水的利用，可提高煮洗生产过程的基础水温，缩短煮洗升温时间，降低蒸汽的消耗量。参照图1，换热后所回收的热水先进入热水桶内，再由热水泵泵入硝化棉煮洗桶内。
所述步骤②中，为了克服冷水管路阻力和位差，满足工艺用水量要求，冷水输送应维持一定的压力范围，冷水输送压力为0.2～0.5Mpa。硝化棉在煮洗过程中需要0.1～0.35MPa的蒸汽压力，控制好煮洗温度需要降低废热回收系统的阻力，因此在所述步骤②中，水汽混合压力≤0.08MPa。
本发明的硝化棉煮洗余热回收利用方法，冷水和废蒸汽直接混合换热，能大幅度地提升换热效率，回收热水温度可达60～95℃。如将该所回收的热水输入煮洗桶内对硝化棉进行煮洗，则可使每吨硝化棉生产所需蒸汽耗量减少约400～900公斤，从而有利于以较大幅度降低硝化棉的生产成本。大大简化了原有的众多的管路，减小了热回收系统的阻力，生产现场泄压蒸汽噪音由98分贝降为40～50分贝。
图2和图3示出的是用于上述硝化棉煮洗余热回收利用方法的水汽直接换热装置。参照图1，该水汽直接换热装置它包括中空的壳体10，该壳体10上分别开设有冷水入口20、废蒸汽入口21和热水出口22。冷水和废蒸汽在壳体10内腔中混合进行直接换热，能大幅度地提高换热效率和回收热水的温度。与传统的热交换器相比较，取消了原有的众多管道，减小了热回收系统的阻力，具有结构简单、设备投资小、换热效率高、换热速度快的特点。
参照图2，为进一步提高换热效率，所述壳体10内固定设置有其上开设有若干通孔14的孔板13，该孔板13将壳体10内部空腔分隔成液相室20和水汽混合室12。所述冷却水入口20与液相室20直接相通，所述废蒸汽入口21和热水出口22直接与水汽混合室12相通。参照图3，所述通孔14在隔板13上均布。在压力作用下，冷水以喷射状或雾状进入水汽混合室12内，使冷水与废蒸汽之间汽液接触面增大，因此具有较高的换热速度和效率。参照图2，作为一种典型的配置方式，所述冷水入口20、废蒸汽入口21和热水出口22上分别固定设置有用于与相应管路相连接的法兰盘。

Claims (8)

1、硝化棉煮洗余热回收利用方法，包括如下步骤：
①通过蒸汽管路向硝化棉煮洗桶内输送压力为0.10～0.45MPa的蒸汽，对硝化棉进行煮洗；
②将煮洗过程中所生产的废蒸汽输入水汽直接换热装置内，并加入冷水使水汽直接混合进行换热，回收60～95℃热水。
2、如权利要求1所述的硝化棉煮洗余热回收利用方法，其特征是：所述步骤②之后，将换热后的水、气输送至密闭的热水桶，用抽风机将其中的气体送入高效填料吸收塔，其中的氧化氮气体被水吸收后生成稀硝酸回收利用。
3、如权利要求2所述的硝化棉煮洗余热回收利用方法，其特征是：所述步骤②之后将经换热所回收的热水输入到硝化棉煮洗桶内用于硝化棉煮洗。
4、如权利要求1所述的硝化棉煮洗余热回收利用方法，其特征是：所述步骤②中，所输入冷水的压力为0.2-0.5Mpa，水汽混合压力≤0.08MPa。
5、用于如权利要求1所述硝化棉煮洗余热回收利用方法的水汽直接换热装置，其特征在于：它包括中空的壳体(10)，该壳体(10)上分别开设有冷水入口(20)、废蒸汽入口(21)和热水出口(22)。
6、如权利要求5所述的水汽直接换热装置，其特征在于：所述壳体(10)内固定设置有其上开设有若干通孔(14)的隔板(13)，该隔板(13)将壳体(10)内部空腔分隔成液相室(20)和水汽混合室(12)；所述冷水入口(20)与液相室(20)直接相通，所述废蒸汽入口(21)和热水出口(22)直接与水汽混合室(12)相通。
7、如权利要求5所述的水汽直接换热装置，其特征在于：所述通孔(14)在孔板(13)上均布。
8、如权利要求5或6所述的水汽直接换热装置，其特征在于：所述冷水入口(20)、废蒸汽入口(21)和热水出口(22)上分别固定设置有用于与相应管路相连接的法兰盘。
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