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水处理工程师
技术讨论:氯硝柳胺废水处理? 氯硝柳胺 废水处理方法 查看更多 3个回答 . 1人已关注
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钛白生产中先进节能技术应用的探讨? 1 热泵技术 热泵技术是利用外来蒸汽通过蒸汽喷射泵时,抽吸黑钛液蒸发加热器之分离器的二次蒸汽,一起进入蒸发加热器的管间,作为管内黑钛液的热泵源之用,可以节省原蒸汽用量。同时,由于原蒸汽通过蒸汽喷射泵,造成整个蒸发系统的负压,故不需用电力真空泵,可达到节电的目的。以1 t钛白所需黑钛液5.7 m3计,TiO2质量浓度从175 g/L浓缩至230g/L,需要蒸发水量1 400kg,热泵浓缩耗用蒸汽量为1.1 t。热泵浓缩与薄膜浓缩相比,节省蒸汽0.51t,节电5kW·h,换算节省标煤75kg。 2 外加晶种水解技术 20 世纪90年代初,欧洲出现了新的外加晶种水解技术,取代了原有自生晶种水解技术。山东某厂从欧洲引进了新的外加晶种水解技术,其特点:1)晶种单独制备,确保制备晶种的质量;2)制备好的晶种放入水解罐内,水解过程自动控制,解除人为因素等;3)具有显著的节能效果。1 t钛白所需黑钛液5.7m3,质量浓度175 g/L,自生晶种需浓缩至230g/L,而外加晶种只需浓缩至195 g/L。两者之差,外加晶种水解技术少蒸出水0.8 t,可节省蒸汽用量0.92t,换算成节省标煤为123 kg。 3 转窑煅烧节能技术 煅烧是钛白生产中能耗最大的工序,占钛白能耗约20%。20世纪80年代前后,曾对以叶滤机脱水的偏钛酸进φ1 600 mm的转窑进行测定,其1 t钛白的能耗约为1 423.6kJ。现采用压滤机脱水在原φ1 600mm转窑测定数据的基础上,进行换算和调整,其数据见表1。 表1 转窑热量平衡表(以1t锐钛矿型钛白计) 项目 输入热量/kJ 所占比伊j/% 柴油煅烧热 11668482 99.80 偏钛酸带人显热 25331 0.18 柴油带入显热 2730 0.02 合计 11696543 100.00 项目 输出热量/kJ 所占比例/% 偏钛酸水分蒸发耗热 3607222 30.84 窑体散热 4624487 39.53 烟气带走热 2624872 22.44 成品带走热 811977 6.94 粉尘 16698 0.14 烟气 11287 0.11 合计 11696543 100.00 3.1 偏钛酸脱水 进转窑的偏钛酸脱水当分别采用叶滤机、 真空转鼓过滤机 和压滤机时,其偏钛酸含固量(质量分数,下同)分别为30%-32%,40%-42%,50%-60%。由于偏钛酸含固量增加,含水量减少,在转窑中蒸发水量用的热量就发生变化。如叶滤机脱水用热量603×104kJ(1 tTiO2计,下同),压滤机脱水用热量360 × 104kJ。压滤机比叶滤机脱水节能243×104kJ,相当于1 t钛白节省标煤82.8 kg。同时,由于压滤机脱水,偏钛酸含水量低,转窑内脱水段的长度也可减少,相对提高了转窑的生产能力。如φ2 400mm×38 000mm的转窑,日产可以达到35t。新的工程设计,可适当考虑缩短转窑内脱水段的长度。 3.2 窑体散热 为了有效地减少转窑散热的热能消耗,四川某钛白企业采用二层砖,如φ2 800mm×53 000mm的转窑,钛白生产能力20 kt/a。原有耐火砖厚度200mm,现仍保持原耐火砖的厚度,但改为一层耐火砖厚150 mm,一层保温砖厚度45 mm,两层间灰缝5 mm,经生产运行测定1 t钛白能耗921 ×104-1 046.8×104kJ。同样φ2 800mm×53 000mm的转窑内衬单层厚度200mm耐火砖,生产能力20 kt/a,1 t钛白的能耗1 208.4×104kJ。从两者比较可以看出,前者内衬二层砖的转窑,因减少散热损失,体现钛白能耗低,具有一定的节能效果。 据资料介绍,德国Ti-Cons公司有转窑先进工艺,即在转窑内耐火砖与窑体之间加衬一层轻质保温砖,保温砖厚152 mm,耐火砖厚152mm,总厚度304mm。以曲3 200mm×55 000 mm转窑为例,可减少转窑散热损失126×104kJ,相当于减少转窑热损的25%,1 t钛白节省标煤43 kg。 3.3 转窑尾气热能的利用 1 t 钛白转窑尾气带出热量约260×104kJ,这部分热量可用于进窑偏钛酸脱水或废酸浓缩。经比较后认为,用于废酸浓缩工艺流程较顺,设备材质易解决。转窑尾气热能综合利用工艺示意图见图1(略)。 上述工艺流程示意图设有高温 静电除尘器 ,目的是为了除去转窑尾气所夹带的TiO2粉末。除尘后的转窑尾气有2个用途,一是以天然气为燃料时,约有50%的转窑尾气可返回窑头,当二次风利用,1t钛白节能133.2 × 104kJ,相当于节省标煤45.4kg;二是把转窑尾气用于废酸预浓缩。由于转窑尾气已经过高温静电除尘,除去了尾气所夹带的TiO2,确保废酸预浓缩时废酸中不夹带TiO2,为废酸进一步浓缩时减少设备和管道被堵塞创造有利条件。废酸预浓缩的浓度,要视窑尾气利用情况确定。若转窑尾气不循环利用时,可把废酸从20%-23%浓缩至23%-26%,使1 t钛白节省标煤约100kg;若尾气部分循环利用,用于废酸初浓缩的窑尾气量就会减少,要视尾气循环利用的情况,来看窑尾气废酸预浓缩的效益。 3.4 成品带走热量的收回 出转窑的高温粗TiO2,用 空气冷却器 回收它的余热,可使空气温度升至92.5℃,去燃烧器作为燃料的一次空气之用。经计算,用空气回收出转窑的TiO2的余热有限,以天然气作为燃料者只收回38%,以煤气作燃料者只收回54%。今后工程设计或原装置技术改造,应该重视粗TiO2热量回收系统的设计,可采用空气和水回收相结合。空气回收热量供转窑燃烧器作为一次空气之用,水回收热量可供水洗之用。提高粗TiO2热量回收率,还可以改善窑头的生产环境。 4 隔膜压滤机节能效果 从总体来看,隔膜压滤机应用于一、三次水洗,窑前脱水和干燥前脱水是得到肯定的。二次水洗存有争议,问题主要反映在二次水洗时存在死角,造成偏钛酸中Fe含量偏高。从实际运行效果来看,只要操作妥当,问题能得到解决。笔者以20kt/a钛白生产装置为例,一洗、二洗、三洗采用叶滤机,窑前脱水和干燥前脱水用真空转鼓过滤机,经计算全年用电量395.4万kW·h,而上述5个工序全部用隔膜压滤机,全年总用电量210.25万kW·h,两者相差185.15万kW·h。即隔膜压滤机每吨钛白节电92.5kW·h,换算成每吨钛白节省标煤11.4 kg。隔膜压滤机还具有节省厂房建筑面积、节省基建费用和改善操作环境等优点。 5 其他节能技术 1) 采用大型球磨机-风扫磨系统,代替雷蒙磨用于钛铁矿的粉碎,易于调整、控制矿粉的细度,产量高,维修少,每吨钛白节电5-10kW·h。 2) 以酸溶性钛渣代替钛铁矿用于钛白生产。由于钛渣TiO2含量高,铁含量低,其他杂质大幅度下降。以重庆某厂实际操作为例,硫酸单耗降低30%,每吨钛白节电30%,节约天然气约35%,节水25%,节约蒸汽约50%,综合能耗约下降800 kg标煤,1 t钛白制造成本约降低5%。 3) 真空结晶采用两级蒸汽喷射器加水环泵系统,比用单级喷射器加水环泵系统可降低蒸汽消耗量和循环冷却水量。某厂采用两级喷射器,每个生产周期的蒸汽消耗为1 900kg/次;而某厂采用单级蒸汽喷射器,每个生产周期的蒸汽消耗量为2 330kg/次。无论单级或两级蒸汽喷射器的尾气真空泵都是22kW,两者相比,采用两级蒸汽喷射器的1 t钛白节省蒸汽333 kg,换算节省标煤为42.8kg。 4) 轮压磨节能效果。轮压磨在中国已应用2a,以轮压磨代替中间粉碎用的雷蒙磨,具有降低造价、降低能耗等优点,两者比较见表2。从表2可见,轮压磨比雷蒙磨节省215 kW,换算1 t钛白节电53.75kW·h,相当于节省标煤6.5 kg。 表2 轮压磨与雷蒙磨的比较 项目 磨机产量/t·h-1 引进费用 装机容量/kW 建筑面积/m2 PMl2 雷蒙磨 4.0-4.5 95.5 万美元 280 918 轮压磨 4.0-5.0 46.0 万欧元(报价) 65 72 注:雷蒙磨价是指引进研磨机和分级器等主机件,不包括国内配套的袋器和风机等的价格。 5) 闪蒸干燥技术。后处理干燥工序有带式、喷雾和闪蒸等 3 种干燥方法,带式、喷雾干燥适用于进干燥器的物料含水量约 60% ,闪蒸干燥适用于含水量 40% 。由于进干燥器的物料含水量不同,加上产品最终含水量的不同,带式干燥产品含水量 1% ,喷雾和闪蒸干燥产品含水量 0.5% 。综合上述两个方面的因素,经计算和比较,带式干燥的基准态能耗定为 1.0 ,喷雾干燥为 1.21 ,闪蒸干燥为 0.43 。在生产装置的配置上,带式和喷雾干燥物料脱水配置真空转鼓过滤机,闪蒸干燥的物料脱水配置隔膜压滤机。闪蒸干燥比带式、喷雾干燥器具有明显的节能效果。一般金红石钛白生产装置采用压滤机配闪蒸干燥器的生产工艺,但对于生产化纤钛白的生产厂家,需选用真空转鼓过滤机配喷雾干燥的生产工艺。 6 结束语 钛白属于高能耗工业。中国钛白工业生产现状是生产厂家多,生产规模小,单位产品能耗相当高。要改变这个现状,须通过企业整合重组,做大做强。另一方面国家要制定钛白能耗和能耗准人法规,目的是要加快淘汰落后生产工艺的进程,使高能耗的企业难以生存,以便集中有限的资源,投放到生产技术先进、装置好、有一定规模效应和科学管理的企业,大幅度降低单位产品的能耗。增强在开放的国内外市场上的竞争力,使中国钛白工业走上健康发展之路,以便钛白工业在国际争得一席之地。 查看更多 2个回答 . 4人已关注
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简介
职业:江西联合化工有限公司 - 水处理工程师
学校:济宁职业技术学院 - 化学系
地区:云南省
个人简介:善良和谦虚是永远不应令人厌恶的两种品德。查看更多
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