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蒸馏节能技术范文1
从本质上来讲，化工精馏主要是指通过能量的分离过程来达到降低消耗的目的。由于化工生产中需要巨大的压力来推动设备的运作，其中分离构件和操作流程会产生大量的能耗。因此，工作人员要通过分级换热、热集成技术等方式来促进技术的转变，体现现代化生产的有效性。
1 精馏原理及影响因素
1.1 精馏原理
若想对化工精馏的高效节能技术进行研究，就要首先了解精馏的操作原理。首先，精馏过程主要是在蒸馏塔中来完成的，工作人员会将不同性质的物料进行分化，并以传热反应速度为基准，在蒸馏塔的底部加入质量监控器。如果在化工生产中出现了多余的蒸汽，监控终端会进行感应，并启动冷凝装备，实现化工杂质的回收。在普通蒸馏方式中，蒸汽的能耗量过大。其产生的原因是塔顶构件在运行中会出现摩擦，并出现巨大的蒸汽损耗，发生资源浪费的情况。但其中有一部分热量是能够被合理利用的，精馏过程就是以增效节能为目的的技术操作形式。
1.2 精馏影响因素
在精馏的过程中，化工生产中的许多因素会受到影响，其中塔部的承压力、物料的流通量、温度的扩展范围都是比较重要的部分。由于塔板顶端的组分成分会影响到塔压，并使化工物料的浓度发生变化。因此，工作人员要通过精馏的分离状态来实现温度的监测。第二，设计者要在进料之前对冷凝器的参数数值进行计算，并输出相应数量的塔顶产品，这样才能够保障物料压力不会出现凝聚状况，影响化工生产的质量。如果蒸馏塔中的冷负荷压力增加，那么物料的温度也会迅速下降，令部分能量回流或者消耗掉，直接导致精馏的效果差。
2 高效节能精馏技术的开发
由于化工生产的规模不同，精馏的过程和分离物种类的划分方式也不尽相同。技术人员只有将每一部分都加以对应，才能够体现能源的节约，并简化精馏过程。一般情况下，我们可以从以下几个方面进行分析：
2.1 分级换热技术
分级换热技术是利用蒸馏塔进行的一种增效方式，它也能够对温度差异进行调整，以实现效能转换的目的。首先，工作人员要以塔板为操控载体，找出其中的对称方向，并安装中间换热器。精馏塔会对整个流程进行规划，以数据收集的方式来传递信号，将不同性质的物理材料以编号的形式表达出来，并选择对应的冷凝剂，降低因内部温差过大而出现的能耗增加情况。如果温差还无法得到调整，工作人员则可以在两塔板的中心安装再沸器。再沸器会设定化工生产的沸点，并以信号的传递方式来预测实际数值与整体热效率之间的差距。系统会自动的将多余的能量存储起来，并通过热量调整的方式进行有效规划，达到节能的目的。
2.2 塔系热集成技术
顾名思义，塔系热集成技术是指利用多塔蒸馏的方式来进行能量的收集，并体现多程序运行的有效性。从本质上来讲，塔系分布越广泛，越能够体现蒸馏量的节约性。因此，设计人员可以以整个的蒸馏塔为控制载体，按照内部构造将其分为上下两个部分。每一部分的工作任务不同，蒸馏塔上层主要对物料的投放比例进行设定，根据其物理性质的不同来逐个回收。如果相邻两物料之间的温度差异过大，系统则会对二者之间的沸点差异进行计算，并核定出一个平均值予以比对，将冷凝性较差的一部分放在蒸馏塔中进行能耗收集。而蒸馏塔下部的作用则是记录标准的操控程序，并按照进料口所能够容纳的用量进行信息整合。这样就避免了精馏程序的重复设定情况，使热能集中到一个区域，以达到二次回收利用的目的。
2.3 多效精馏技术
多效精馏技术是指在原料进入蒸馏系统时在精馏塔中进行增压，并依照温度的浮动规律进行热能的收集。这种方式有着极高的适用性，也能够在最大程度上提升能源的利用效率。一方面，工作人员能够根据具体的操作过程来规划双效精馏的总体程序。它可以分为以平流为主的多效精馏技术、以方向为区分的顺流和逆流流程。我们则依照情况的不同进行逐一分析。双效平流流程的特点在于物料的进入上。为了体现高效的节能性，设计人员将蒸馏塔的两侧进行综合性布局，以压力的高低作为区分。其中高压在塔顶进行产出，低压则在塔底进行流通，以“双路”的循环模式提升工作效率。同时，作为化工精馏器的重要部分，冷凝器与再沸器的利用是必不可少的。热源会从高压塔中进入到再沸调节中心，冷凝器则会利用换热系统来降低能耗。第二，顺流流程。作为低压底部热源的釜底液会在蒸馏塔中进行流动，原料则顺着进料通道进入塔顶。换热器在将二者集合后进行统一分析，并通过再热中心为蒸汽加热，体现能量的存储与收集。
3 精馏的工业化应用现状
精馏的工业化应用前景主要体现在以下几个方面：第一，虽然精馏技术的操作性非常强，但在应用上却有着一定的难度。许多企业由于缺乏经验，不能够做出符合自身情况的判断，反而会出现适得其反的情况。第二，精馏高效节能技术在很大程度上缺乏正确的示范与指导。因此，使得化工产品的质量出现了问题。针对以上情况，技术人员要致力于节能技术的自主研发，为工作效率的提升打下基础。
4 结语
综上所述，精馏高效节能技术是以化工生产流程的模拟为主，以节能为主要目标的设备管理手段。它不仅能够对化工工业生产状态进行规划，还发挥了新技术的作用，在一定程度上体现了环保性，同时也企业赢得了更多的经济利益。
参考文献
[1]高维平，杨莹，张吉波，刘艳杰. 化工精馏高效节能技术开发及应用[J]. 吉林化工学院学报，2008（03）.
[2]高维平，杨莹，刘学线，张吉波，刘艳杰. 化工精馏高效节能技术开发及应用[J]. 计算机与应用化学，2008（12）.
[3]刘勇全，吴玉龙. 化工精馏高效节能技术开发及应用研究[J]. 化工中间体，2015（02）.
蒸馏节能技术范文2
关键词：节能；节能技术；节能设备；能量集成优化
中小炼油企业由于规模小，生产装置不匹配，装置的能耗与国内大型炼化企业装置比较普遍偏高，不仅如此中小炼油企业系统能量利用水平与国内大型炼化企业相比尚有较大差距。其中主要有节能管理、能耗指标、炼厂加热炉的热效率较低及生产辅助系统节能和计量考核上的差距等。
中小炼油企业必须尽快适应形势的发展，要改变目前的状况，使节能降耗工作有质的飞跃,必须在加强科学管理的同时应用国内外现有的、成熟的新工艺、新技术、新材料、新设备进行节能技术改造。
一、树立节能意思，加强节能管理，建立考核能源管理机制。
通过加强企业能源管理进行节能，是一条花费少、收益快的重要节能途径。节能不仅是提高企业效益，而且节能是保护环境的根本途径之一，是企业综合竞争能力的表现，因此企业必须牢固树立节约能源意识，主要有以下几方面：
（一）建立健全能源管理机构
为了落实节能工作，必须有相对稳定的节能管理班子，去管理和监督能源的分配、计量、使用，制定节能计划，提出具体的节能措施，并进行节能技术培训。
（二）建立企业的能源管理制度
对各种类产品生产，制定能耗定额；对节约能源和浪费能源，有相应的奖惩制度.奖励是节能的推动力。
（三）加强计量管理
企业必须完善计量手段，建立健全仪表维护检修制度，强化节能监测。
（四）合理分配和使用各种能源
合理分配使用能源，就是要根据各类能源的特性、成分、质量和品位等，把它用在最适宜的地方。
二、中小炼油企业节能降耗的基本原则
（一）最小外部损失原则
对于由废气、废渣、冷却水、各种中间物或产品带走能量造成的损失，跑、冒、滴、漏造成的损失以及保温和保冷不良造成的散热和散冷损失等外部损失，虽然能量能级不太高，但它们都是由投入系统的高级能源因过程的不可逆性转化而来的。所以在设计和生产中，应力求使排出系统而未利用的余热降低到最低的限度，做到能量的充分利用。
（二）最佳推动力原则
能量利用是能量的传递和转化过程，都是在一定的热力学势差推动下进行。没有热力学势差，过程是无法实现的。由于任何热力学势差都是不可逆因素，都会导致过程的损失。能量利用的中心环节是，在技术和经济条件许可的前提下，采取各种措施，寻求过程进行的最佳推动力，以提高能量的有效利用率。因此节能必须做到按需供能，按质用能；能量的多次梯级利用；适当减少过程的推动力
（三）能量优化利用原则
用能系统往往是一次能源与二次能源、热量与冷量、电能、高压流体的机械能等共存的系统，各种形式能量的相互匹配、综合利用，使之各尽其能具有特别重要的意义。
三、中小炼油企业节能的基本途径
（一）、炼油厂能量集成优化技术
炼油系统大系统是由若干工艺装置和公用工程装置组成，例如蒸汽、动力、给排水等，同时每个每个装置又包含能量转换、利用和回收等三个子系统，子系统之间、装置之间以及装置和子系统之间通过能流传递相互关联和作用从而实现炼油过程的相互对立和统一，炼油过程能量优化的目的就是就是选择优化的单操作及期间的连接关系，在保证装置安全生产和产品收率及质量的前提下，实现过程最小能量消耗，能量集成优化技术的内容要点包括以下方面。
(1)能量集成优化技术要在采用先进工艺和设备技术的基础上才能发挥作用。
(2)能量集成不仅是在装置内部，还应包括装置间的集成。不同装置间的热联合存在着显著的经济效益。如催化裂化的油浆用来发生中压蒸汽，其饱和温度为250℃，平均传热温差为80℃左右，如果用于加热常减压蒸馏的初馏塔底油，换热温差要比发生中压蒸汽减少一半左右，损失也减少50%，其有效能的利用效率显著提高。
（二）大力应用节能新技术和新设备
（1）加热炉新技术
加热炉是石油化工装置主要的热能供应设备，也是石化企业主要的耗能设备,在炼油厂综合能耗中约占1/3。因此提高加热炉热效率和热负荷已成为挖潜增效的主要措施。目前可采取的措施有:开发和应用高效率大能量燃烧器,采用降低过剩空气系数和减少雾化蒸汽量的技术措施；用多种型式的扩面管和各种除灰技术；广泛应用陶纤衬里等隔热材料,减少散热损失；加强烟气热回收,减少排烟热损失,开发应用各种型式的空气预热器,配置余热锅炉；采用高效监测仪表,实现微机控制管理。
（2）换热设备新技术
使用新型换热器提高热回收率原油蒸馏过程中有大量余热需要回收，也有大量低温热量需要冷凝或冷却，故需用很多换热器和冷凝冷却器，耗用大量钢材,因此提高冷换设备的换热效率、减少换热面积对节约钢材和投资、减少能耗具有重要意义。螺纹管换热器应用在原油蒸馏装置中，可有效地节省建设投资；折流杆换热器可以提高外膜传热系数，减少壳程压力降，目前已应用工业化。
（3）使用新型塔板改善分馏效率
板式塔历来应用最广，但是导向浮阀塔板的应用，处理能力可提高30%以上,塔板效率提高10%～20%,塔板压降减小20%左右。导向浮阀塔板开发成功以来,已在常压塔Φ3800获得广泛应用,取得了显著的经济效益。
（4）新型气液分布器
对于填料塔,有了性能良好的填料,还必须有综合性能优良的气液分布器与之匹配,才能保证没有明显的放大效应。与同类技术相比,新型槽盘式气液分布器由于增设了防护屏和自动排污系统,因而具有更优良的综合性能:抗堵塞、防夹带、升液位、适闪蒸、宜采出、盛漏液、布气均、布液均。
（5）变频调速技术
变频调速技术发展很快,特别是高压大功率变频技术有了新的突破。该技术具有高功率因数、高效率、和变频调速的特性，用于大型风机、泵,可以大量节约电耗量。
（三）提高能量回收率，减少排弃能量
提高能量回收率重点在提高热量回收率上，即充分回收待回收热．降低冷却负荷．达到装置节能的目的
四、结束语
中小炼油企业只要树立节能意识、加强节能管理、机制健全，综合考虑，统筹安排，敢于投入资金，一定会取得良好效果，获得满意的效益。
参考文献
蒸馏节能技术范文3
关键词：夹点 石油化工 节能 应用
一、夹点技术的缘起和发展
夹点概念是基于热力学第二定律提出的，从宏观角度分析过程系统中能量流沿温度曲线的分布，从中发现系统用能的瓶颈点，并找到解决瓶颈的一种方法。以夹点为基础发展的过程能量综合技术，则走出热力学分析的领域，形成了能量回收利用的综合合成技术。夹点技术应用不限于换热网络的分析与合成，也包括过程系统中热能动力系统的优化合成等。但是最为普遍的还是对换热网络合成与优化的应用。
夹点技术，特别强调从系统的角度出发，开展节能省钱的综合系统的诊断与优化，主要通过构造冷、热物流组合曲线，总组合曲线和平衡组合曲线来绣工艺过程进行能量分析，制定节能设计和改造方案。夹点节能技术能够直接应用于能量利用与回收系统的规划、设计，尤其是节能改造，并能明确地指出可取得的节能经济效益，以及采用的具体节能改造方案。夹点技术起源于对换热器网络的研究，由于换热器作为能量传递设备被广泛地应用于化学、电力、制药等行业中，其换热性能好坏直接关系到生产企业的能源利用效率。
在生产实践中，人们发现了这样一个问题：虽然单个的高效换热器，但它将被纳入一个换热器网络大，其传热效率不好。目前，换热器网络的研究主要集中在两个方面，即换热系统的设计和换热系统的改造这两个方面，它的最新发展方向为：压降优化、柔性设计、蒸馏塔目标设定、低温过程设计、间歇过程综合、降低水流率、全局能量系统综合和排放目标设定等。
在一般情况下，夹点技术发展趋势趋现在3D的到来。经过20多年的发展，夹点技术已从热回收的特殊工具发展成为一种卓有成效的过程设计方法，它是过程系统综合的强有力方法，其研究和应用对促进企业技术进步、增加经济效益、提高竞争能力等都有重大意义，夹点技术在我国的工业企业中有着广阔的应用前景。
二、夹点技术的应用领域及特点
能源危机以来，世界各国政府和大企业开始重视节能工作。节能工作的发展经历了这样几个过程：第一阶段，属于捡浮财的阶段，主要表现在回收余热，堵塞“跑、冒、滴、漏”，但在此阶段所着眼的只是单个的余热流，而不是整个热回收系统；第二阶段，考虑单个设备的节能，例如将蒸发设备从双效改为三效，采用热泵装置，减少精馏塔的回流比，强化换热器的传热等；第三阶段，也就是现在所处的阶段，考虑过程系统节能，这是由于九十年代以来过程系统工程学的发展，使人们认识到，要把一个过程工业的工厂设计的能耗最小、费用最小和环境污染最少，就必须把整个系统集成起来作为一个有机结合的整体来看待，达到整体设计最优化。因此，在现今过程系统节能的时代，过程集成已成为热点话题。过程集成方法中目前最实用和最有效的就是夹点节能技术。夹点节能技术在国际上已成功地应用在2500多个项目中，在世界范围内取得了显著的节能效果。
夹点技术具有下列特点：
1.实用
可直接用于新过程设计和改造设计，还可以与系统优化等技术相结合，形成系统的过程设计方法，用以解决相当复杂的过程综合等问题，具有设计结果同实际较为相近的优点；
2.简单
首先是只需要物料衡算和能量衡算的数据，而不需要其它热力学数据；其次是着重于物理现象如夹点的理解，并在此基础上形成各种过程的设计准则；
3.直观
由于利用热流级联模型和组合曲线等图形方法表示过程能量降价的特征，使得现有过程的评价和新过程的综合都十分直观明了。所取得的效益也直观地反映在公用工程用量上，使工程技术人员易于理解和运用；
4.灵活
根据夹点技术编制的程序能指出制约能耗的瓶颈部分，并针对瓶颈部分（如夹点附近）做出具体设计（如物流基本匹配），其余部分可由设计者充分发挥。
三、夹点技术在石油化工中应用方法
化工过程主要是热加工过程中，过程中要满足工艺操作提供热量和功，能量回收系统的一个大比例，对于不考虑能量转换及流动功的能量回收系统，一步加热达到工艺过程参数和能量的要求后进入工艺操作系统（反应、分馏等系统）把原料加工为产品。为减少供入能量，在换热子系统回收产品能量，提高原料温度。换热后产品经冷却达到目标温度。因此换热子系统包括了冷却、换热和加热三个部分。在这三个部分中，显然存在着提高换热、减少加热和冷却的相互依存关系，较全面的反映出能量回收的系统特点和规律。
四、结论
在概念设计阶段的夹点分析法是一种非常成功的，但它不能进一步的基本设计阶段，也不能作为设计优化的可实用方法。从本章的分析中得到以下结论：
1.使用夹点分析得到的结果不理想说明了：该系统在结构匹配可调节性不大，但并不说明该系统没有节能潜力。
2.在夹点分析失效时，应该从系统的工艺流程来分析，尤其是对系统中热负荷大的换热器，寻求在这些大负荷换热器上有没有节能的潜力，并且应该考虑减少系统中的能量损失以及余热的回收。
3.在考虑价格因素的前提下，尽可能的采用高品位的能量，提高利用效率。
4.在对该系统采用夹点分析时，并没有得到理想的结果，我认为主要是因为：由于该系统的仪表不健全，相当一部分换热器的热负荷和进出口温度很难得到，不能进行实际系统运行的分析，只能采用设计数据来进行夹点分析，而该设计在结构匹配方面做的很不错，很难在对其进行改动达到节能效果。
参考文献
[1]冯霄，李勤凌编著.化工节能原理与技术[M]. 化学工业出版社， 1998.
蒸馏节能技术范文4
关键词：生物溶剂生产节能措施
1. 概述
丁醇、丙酮等有机溶剂是重要的化工基本原料,除了大量用作溶剂外，还广泛用于制药、脱水剂、制醋酸丁酯和树脂；制醋酐、双丙酮醇、氯仿、磺仿、环氧树脂、聚异戊二烯橡胶、甲基丙烯酸甲脂、制染料、涂料、药物、合成橡胶、洗涤剂、清洁剂等。
生物溶剂以干木薯、玉米等为原料，采用生物发酵法生产工艺制备丁醇、丙酮等有机溶剂。主要有粉碎、蒸煮、菌种培养、发酵、蒸馏等生产工序。
生物发酵法以玉米、木薯等农产品为原料生产溶剂，利用农产品原料中的淀粉生产丁醇、丙酮等有机溶剂。农产品是我国农民的主要产品，为可再生资源。生物发酵法将玉米、木薯等原料经粉碎、水解得到淀粉乳液，然后在丙酮-丁醇菌作用下，经发酵制得丁醇、丙酮及乙醇的混合醪液，再采用蒸馏方法分离出丁醇、丙酮及乙醇，通常三者的比例为 6：3：1。与采用石化路线相比，生物发酵的工艺流程短、设备简单、投资少；而且生物技术生产的产品替代石化路线产品，其性能还优于后者，生物发酵法具有易于控制、对环境污染少、产品安全、原料来源丰富等优点。
2. 生产工艺
木薯干与玉米粉碎后进入拌料罐，在配料罐（带有搅拌器）内用一次清水和粗塔废醪、氢氧化钠一次配成的生浆液，用泵打入换热器加热后用二次蒸汽与物料喷射混合加热进入糊化锅糊化，再用一次蒸汽与物料喷射加热熟化，熟化完成后进入汽液分离器，分离出的二次蒸汽部分返回蒸汽喷射器，醪液降温后进入发酵工段。发酵是溶剂生产装置的核心工序，包括种子制备和连续发酵两部分，末级罐发酵液指标丙含达 5.5g/l 以上，残糖为4.5g/l 以下时，结束完成后发酵液放至成熟醪罐。
成熟发酵醪自贮醪罐经泵打到蒸馏车间首先与1#粗馏塔馏出汽换热，然后再与2#粗馏塔塔底废醪换热后分别进入两粗塔，2#粗馏塔底直接加入蒸汽，2#粗馏塔馏出气作为1#粗馏塔热源，进入再沸器与1#粗馏塔塔底废醪换热，2#粗馏塔冷凝液与1#粗馏塔顶馏出汽冷凝液汇合，部分回流到两个醪塔顶部，部分经放料罐放料至一丁塔上部 47 板液相进料。一丁塔对总溶剂进行分离，塔顶逸出乙丙蒸汽，经三级冷凝后部分回流，部分放料至丙酮塔中部 22 板，一丁塔下部粗丁醇从22板以液相放料形式流入二丁塔8板，二丁塔对粗丁醇进行精制，从二丁塔 45 板液相放出丁醇成品经冷却器去中间计量罐。丙酮塔对乙丙液进行分离，丙酮以气相形式从塔顶排出，经四级冷凝，部分回流，部分放料至除醛塔上部 59 板，对丙酮进行精制，除醛塔顶蒸汽通过两级冷凝，一级全部回流，二级冷凝液返回丙塔，反复排掉低沸物，成品丙酮从塔中部 28 板液相放料得成品丙酮，经冷却送到中间计量罐。丙酮塔釜排出液进入乙汽化器，蒸出蒸汽进入乙醇塔下部 13 板对乙醇进行提纯，顶部馏出气，一冷回流，二冷全部返回丙塔，割掉低沸物，乙醇从塔中部 46 板放料经冷却的乙醇成品放至中间计量罐。粗馏塔底部排出废醪除返回配料外，其余部分送到污水处理站处理。采用双粗塔差压蒸馏方式，可最大限度的节省能源。
生物溶剂生产废水具有污染负荷高和可生化性好的特点，主要指标为CODcr：42500mg/l，BOD5：22300mg/l，SS：15800mg/l。污水处理采用厌氧-好氧处理的工艺路线产生大量的沼气。
污水处理站工艺流程方框图
3. 能耗分析
生物溶剂生产过程中采用了加热蒸煮、低温发酵、精馏等操作单元，特别是精馏过程中的气化和冷凝对能源消耗较大。年产4万吨生物丁醇项目动力消耗情况。
生物溶剂动力消耗指标表
总能耗达 44466t标煤，单位产品能耗指标1112 kg标煤/t产品。
4实际应用
江苏连云港某公司年产4万吨生物丁醇项目配套建设有35t/h的锅炉一台，以提供生产用蒸汽。
锅炉房建设以资源综合利用、循环经济为原则。锅炉燃料首先使用项目污水处理站厌氧发酵产生的沼气和生产中的木薯废渣、污水处理站的干污泥等生物质燃料及发酵车间发酵产生的废氢气，不足的燃料再使用外购原煤。
项目污水处理站可产沼气28853760立方米，木薯废渣（40%干度）25160吨，污水处理站的干污泥（40%干度）2160吨，发酵车间发酵产生的可回用氢气1589吨。综合利用的燃料热值分别是：沼气热值为22990kJ/Nm3，木薯废渣（40%干度）热值为8360kJ/kg，污水处理站的干污泥（40%干度）热值按7526kJ/kg考虑。
可综合利用的生物质燃料能源折标煤
沼气：年利用量24696000立方米，折标煤：17640t
木薯废渣（40%干度）：年利用量15725吨，折标煤：4493t
污泥（40%干度）：年利用量2160吨，折标煤：555t
因此生物质燃料折标煤总量为：22688 t
企业能源自给率为
22688/44466＝51.0％
5 节能措施
选用国内先进技术和设备，应用各项先进和节能技术，从各个方面降低能耗物耗，综合利用木薯渣、污水处理站的沼气和污泥等生物质燃料达到资源节约的目的。
（1）35t/h供热锅炉为燃煤、沼气及木薯渣混烧的中温中压锅炉，利用污水处理站厌氧产生的沼气、污泥和生产中的木薯渣等生物质作锅炉燃料，并进行热电联产，减少燃料的消耗，综合利用能源。
（2）生产过程中采用节能新技术、新工艺。
（3）总图布置上各生产车间按物料流向布置，缩短供物及供能距离，减少管网长度，并从工艺流程设计上考虑使物流、能源供应便捷、合理。
（4）生产设备如锅炉、汽轮机、泵、空压机、换热器、粉碎机、蒸馏塔等均选用国产优质设备，性能高，能耗低。
（5）对生产中采用的大功率电器设备采用变频控制,在设备未满负荷生产时降低电机转速,节约用电。
（6）管件、阀门选用国产优质产品，安装时应把好质量关，尽量避免“跑、冒、滴、漏”现象。
（7）配备完善的原料、水、电汽等计量装置，加强对能源的管理。
（（8）生产车间的建筑设计尽量采用自然采光，在许可条件下，满足工艺操作窗地比。采用保温、隔热效果良好的屋面和建筑围护结构，使厂房有较好的采暖效果和工作环境。
（9） 对需要保温、保冷的设备与管道，采用高效绝热材料，尽量减少热量、冷量损耗。
（10）蒸煮液化的汽液分离器分离的二次蒸汽用作蒸汽混合器的热；蒸馏采用差压蒸馏。提高热能利用率,节约能源。
6结束语
蒸馏节能技术范文5
近年来，钢铁工业在节能减排方面投入大量资金，吨钢综合能耗和吨钢污染物排放量逐年下降。但由于粗钢产量连年增长，吨钢下降成果尚不足以抵消因粗钢产量增长导致的总能耗增加，弱化了污染物减排的成果。能源消耗总量居高不下，污染治理难度和要求越来越高已成为制约钢铁工业进一步发展的关键因素。近年来钢铁工业节能减排工作的持续推进，一些投资回报率高、节能效果显著、污染物削减量大、容易实施的技术逐步被大部分企业采用，余下的都是投资成本偏高、节能减排效果不显著或技术上存在难度的项目，导致治理难度越来越大，实现节能减排的途径越来越少。例如，由于技术瓶颈的制约，钢铁工业一些低温、低压的热能，含盐量较高的废水等还不能得到有效的利用。
2低温多效蒸馏技术
低温多效蒸馏是最早的海水淡化方式之一，也是当今使用的最有效的热法蒸馏工艺之一。蒸发器中不同温度下单一的蒸发凝结制水单元叫做效。组成制水设备效的数量称为蒸发凝结设备的效数。水的沸点和它所受到的压力有关，压力越低，水的沸点就越低。低温多效蒸馏技术正是利用这一原理，通过真空技术，改变蒸发凝结设备各效内的压力，逐级改变各效内水的沸点。进而利用第1效蒸发海水所得的蒸汽作为第2效的热源(第2效的沸点温度和压力比第1效低)，效与效之间的热量实现多次重复利用。供给蒸发器的热量只需在第1效中将水加热实现部分汽化，即可实现多效的热量梯级供给。低温多效蒸馏技术是指盐水的最高蒸发温度约70℃的盐水淡化技术。其特征是将一系列的水平管降膜蒸发器或垂直管降膜蒸发器串联起来并分成若干效组，用一定量的蒸汽输入通过多次的蒸发和冷凝，从而得到多倍于加热蒸汽量的蒸馏水的盐水淡化技术。低温多效蒸馏技术系统具有进料海水的预处理简单、动力消耗小、系统的热效率高、系统的操作弹性大、出水水质好等特点。系统的动力消耗只有0.9KWh/m3～1.2KWh/m3左右，30余度的温差即可安排12以上的传热效数，从而达到10左右的造水比。产品水的含盐量小于5mg/l[1]。
3低温多效蒸馏技术在钢铁行业应用实例
2005年2月国务院批复了《首钢实施搬迁、结构调整和环境治理的方案》，拉开了首钢京唐公司建设的序幕。首钢京唐公司位于河北省唐山市南部渤海湾曹妃甸岛，最近的淡水水源是相距90公里的唐山陡河水库，且淡水供应量只能满足首钢京唐公司的部分生产需求，建设海水淡化项目势在必行。首钢京唐公司海水淡化工程采用低温多效蒸馏海水淡化工艺。一期分两步建设，每步建设2套海水淡化装置，单套日产水能力12500吨，单套产水能力目前国内最大。一期一步建设两个单元，全部引进法国技术，于2007年9月开工建设，2009年3月和5月分别调试成功，满负荷产出合格蒸馏水。一期二步建设两个单元，全部实现国产化，于2009年3月开工建设，2010年8月和10月分别调试成功，满负荷产出合格蒸馏水[2]。目前，首钢京唐公司日产淡水5万吨，按地表水和蒸馏水之间1.5的造水率计算，每年可以节约地表水资源约2400万吨，约占首钢京唐公司年产975万吨钢用水量的三分之一。
4低温多效蒸馏技术对钢铁行业节能减排的作用
4.1充分利用钢铁流程的的低品质余能
低温多效蒸馏的盐水蒸发温度较低，因此，对加热热源的品质要求也低。根据《钢铁行业海水淡化技术规范第1部分：低温多效蒸馏法》，加热蒸汽参数应根据钢铁厂可以经济稳定提供的蒸汽流量和参数确定，宜采用低参数蒸汽。低温多效海水淡化装置要求的最小蒸汽压力为0.025MPa(a)～0.032MPa(a)；蒸汽热压缩装置的压缩汽源压力宜选用0.20MPa(a)～0.50MPa(a)；也可通过减温减压装置将从管网来的蒸汽(蒸汽压力一般0.8MPa～1.3MPa)经过减压、减温后进入热压缩器。钢铁厂低压蒸汽，压力介于0.3MPa和0.5MPa之间，温度250℃左右。钢铁厂低低压蒸汽，压力0.025MPa～0.032MPa，温度65℃～70℃[3]。钢铁企业各工序在生产过程中均可能产生温度、压力较低的低品质蒸汽，即低压蒸汽或低低压蒸汽。如，各种余热发电（烧结余热发电、转炉低温饱和蒸汽发电、干熄焦余热发电(CDQ)等）、余能发电（如高炉煤气TRT压差发电）、煤气-蒸汽联合发电（CCPP）、掺烧高炉煤气锅炉发电等汽轮机末端蒸汽，高炉炉前水冲渣蒸汽，钢渣焖渣蒸汽，高炉冲渣水转换的低品质蒸汽等等。这些低品质热源现有的节能技术尚无法高效利用，目前只能冷却回收水资源或放散。而这些低品质蒸汽恰恰是低温多效蒸馏技术最适合的热源，从而实现低品质能源的高效、梯级利用，同时大幅度降低盐水淡化成本。
4.2减少沿海钢铁企业常规水资源的消耗
我国是一个淡水资源贫乏且分布不圴的国家。我国的的淡水资源仅占全球淡水资源的6%，人均淡水资源只有2.3km，仅为世界平均水平的1/4。为缓解水资源短缺的状况，国家采取了涵养水源、兴建水利设施、跨流域调水、节约用水、污水处理循环使用等一系列政策措施。同时，鼓励沿海企业使用海水等非常规水资源。随着我国钢铁工业结构调整、压缩产能工作的不断深入，国家未来对钢铁行业的调控更多的将是布局的整体把控。即优先在沿海沿边地区布局，钢铁企业将逐步由内陆城市型向临海港口型转变。首钢京唐公司、鞍钢鲅鱼圈生产基地已建成投产，宝钢湛江钢铁有限公司、武钢防城港钢铁基地已开工建设，石家庄钢厂、青岛钢厂等一批城市钢铁企业也将相继向沿海搬迁。低温多效蒸馏海水淡化技术将给沿海钢铁企业高效利用低温、低压、低品质热源，减少常规水资源消耗提供一个选项。
4.3减少钢铁工业浓盐水的产生,有利于实现废水零排放
近年来，钢铁行业通过采用节水新工艺、新技术，完善循环水系统、串接利用水资源、厂区综合污水处理和回收利用等措施，不断降低产品新水消耗，减少废水外排。2012年，重点统计钢铁企业吨钢耗新水3.87立方米/吨，比2008年减少25.29%；外排废水总量比2008年减少38.60%，吨钢外排废水达到1.2立方米/吨，比2008年减少52.36%。但随着钢铁生产过程中使用纯水作为冷却介质的设备增多、污水深度处理除盐回用工程的实施，钢铁企业浓盐水将越来越多，如何妥善处理这些浓盐水将是制约钢铁工业废水零排放的关键环节。为回收利用水资源，钢铁企业建设了厂区综合污水处理厂，采用絮凝、沉淀和过滤工艺，主要去除悬浮物和化学需氧量，但对含盐量的去除基本没有作用。因此，随着水循环次数的增多，蒸发、浓缩等因素使水系统中含盐量越积越高，造成设备的腐蚀倾向。为保障回用水质安全，各钢铁企业在污水处理回用系统上增加反渗透除盐装置，将部分或全部综合污水进行脱盐处理。钢铁企业的自备电站、动力系统的蒸气锅炉、干熄焦锅炉等也需要使用返渗透装置制备纯净水，满足锅炉生产对纯净水的需要。反渗透水处理装置在生产纯净水的同时会产生含盐量较高的浓缩水。根据有关标准，产水量<4m3/h的装置水回收率不小于30%；产水量4m3/h～40m3/h的装置水回收率不小于50%；产水量>40m3/h的装置水回收率不小于70%[4]。即使按最高70%的产水率，仍产生约30%的浓盐水。目前，很多钢铁企业使用离子交换工艺制备软化水。离子交换工艺是利用钠离子交换组成水中硬度的钙、镁离子，使水中不易形成碳酸盐垢及硫酸盐垢。使用离子交换工艺制备软水，各钢铁企业每月需消耗成百上千吨的工业盐，造成水系统中盐份增加，并产生大量的浓盐水。目前，钢铁企业对浓盐水尚缺少有效的处理手段，多数企业采用渣场焖渣等方式进行处置。但由于浓盐水水量较大，焖渣等方式只能消耗一小部分，大部分浓水仍需直接外排，不仅造成水资源的浪费，还对环境造成污染。个别企业尝试使用反渗透膜技术处理浓盐水，但因浓盐水盐份含量高，易造成膜结垢或污堵，致使设备效率极低或停产。低温多效蒸馏海水淡化技术很好的解决了沿海钢铁企业的这一问题。低温多效蒸馏法的蒸汽是海水在70℃以下蒸发形成的，蒸汽中携带的盐水成分极为有限。因此，生产的蒸留水含盐量通常可小于5mg/l,可以完全替代离子交换制备软水工艺，避免制备软水产生的大量浓盐水。同时还可以大量兑入厂区供水系统，降低厂区水循环系统的含盐率,取消或缩小综合污水脱盐规模，为沿海钢铁企业真正实现废水零排放提供了可能[5]。
4.4废物循环利用，实现环境友好
低温多效蒸馏海水淡化后剩余的浓盐水具有高温、浓缩、高碱度等特点，为避免对排水口附近海洋水质、生态环境和海洋生物产生不利影响，同时实现变废为宝。目前采用的方式是将浓盐水输送给社会盐场，进行盐化工生产。远期可研究利用其高温、高碱度的特性，做为自备电厂烟气脱硫的脱硫剂使用，进一步实现环境友好。
5国家政策支持
5.1支持海水淡化
2005年8月，国家发展和改革委员会、国家海洋局、财政部联合印发了《海水利用专项规划》。规划指出，向大海要水、要资源，是解决沿海（近海）地区淡水资源短缺的现实选择，也是实现以水资源可持续利用，保障沿海地区经济社会可持续发展的重大措施，具有重大的现实意义和战略意义。并提出2010年我国海水淡化能力达到80万立方米/日～100万立方米/日，2020年海水淡化能力达到250万立方米/日～300万立方米/日，实现大规模海水淡化产业化，海水利用(特别是海水淡化)设备国产化率达到90％以上等发展目标。2012年2月，国务院了《国务院办公厅关于加快发展海水淡化产业的意见》。意见指出，发展海水淡化产业，对缓解我国沿海缺水地区和海岛水资源短缺，促进中西部地区苦咸水、微咸水淡化利用，优化用水结构，保障水资源持续利用具有重要意义。并从加大财税政策支持力度，加大对发展海水淡化产业的投入力度；实施金融和价格支持政策，推动海水淡化产业加快发展；完善法规体系，明确海水淡化的战略定位，从资源开发、环境保护、安全供给和产业发展等方面进行引导和规范；加强监督管理，确保供水安全；强化宣传培训等五个方面制定了支持政策。提出到2015年，我国海水淡化能力达到220万立方米/日～260万立方米/日的发展目标。
5.2鼓励余热余能利用
近来年，国家出台了一系列的鼓励节约能源的政策、法规和标准，其中对钢铁等行业的余热余能利用提出了明确要求。如2012年国家出台《节能减排“十二五”规划》中明确提出：推动干熄焦、高炉煤气、转炉煤气和焦炉煤气等二次能源高效回收利用，鼓励烧结机余热发电，到2015年重点大中型企业余热余压利用率达到50%以上。支持大中型钢铁企业建设能源管理中心。
5.3严格控制污水排放
《中华人民共和国水污染防治法》第四十条规定：国务院有关部门和县级以上地方人民政府应当合理规划工业布局，要求造成水污染的企业进行技术改造，采取综合防治措施，提高水的重复利用率，减少废水和污染物排放量。2012年修订的《钢铁工业水污染物排放标准》对钢铁工业废水及废水中污染的排放提出了更高、更严格的要求。其中吨钢废水排放量由1992年版标准的缺水区10立方米/吨、丰水区20立方米/吨，提高到现行标准的2.0立方米/吨和2015年的1.8立方米/吨[6]。
6低温多效蒸馏技术应用的设想
目前，低温多效蒸馏技术在钢铁行业的应用仅限于沿海钢铁企业的海水淡化，对沿海钢铁企业提高能源利用率，减少循环水系统中盐含量和废水排放量起到积极的作用。但为数众多的内陆钢铁企业同样存在着余热发电后的低压或低低压蒸汽利用问题，存在软水制备和浓盐水的利用问题。低温多效蒸馏技术是利用真空技术改变环境的压力，从而改变水的沸点，实现水的低温蒸发。因此，该技术不仅适用于海水淡化，也适用于钢铁联合企业浓盐水的处理。即，将企业的浓盐水集中后，充分利用钢铁企业的各种低低压蒸汽，应用低温多效蒸馏技术，对浓盐水进行蒸馏淡化，在获取高品质蒸馏水，取代离子交换工艺生产软水的同时，进一步浓缩浓盐水。力争实现浓盐水剩余量与企业焖渣等能够使用浓盐水的工序需水量平衡，从而为钢铁企业真正实现工业废水零排放创造条件。国内已有企业研发出了浓盐废水低温板式多效蒸发浓缩结晶装置，但由于尚存在蒸发温度偏高、设备稳定性及浓盐水、蒸汽管网设置等方面的问题，尚没有在钢铁企业应用。今后，随着低温板式多效蒸发浓缩结晶装置的不断成熟、完善，希望能够生产出适合钢铁企业浓盐水处理的蒸发浓缩结果装置，在钢铁企业试点及推广应用，从而使低温多效蒸馏技术在内陆钢铁企业的节能减排工作中发挥作用。
7结论
蒸馏节能技术范文6
关键词热泵精馏；中间换热器；节能技术
中图分类号：TQ028 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）12-0057-01
在化工流程中，从原料到产品的整个生产过程，始终伴随着能量的供应、转换、利用、回收、生产、排弃等环节。对于多数企业而言，要想在日益竞争的市场中占有一席之地，除了要有优质的产品，如何最为有效、合理的利用能源，控制产品成本已经成为企业面临的新的课题和发展方向。
目前常用的节能技术有很多，如：建立冷热流体换热的热集成网络，多效精馏技术，热泵精馏技术，中段换热精馏技术等。由于本次拟对已有装置进行节能分析，现场不宜增加过多设备，且之前已对部分系统建立换热网络，所以主要将重点确定为：通过对本公司一套年产5万吨PM装置的现场数据进行采集和分析，采用热泵精馏和中段换热精馏技术，对各塔有针对性的进行节能分析。
1节能措施
1.1 现场数据及基本工况模拟结果
PM装置分馏部分主要由4个塔组成。1号塔用于脱除反应液中过量的甲醇，2号塔塔顶采出PM成品，3号塔塔顶采出PM异构体成品，4号塔为间歇塔，塔顶采出残余的一些轻组分。塔顶冷凝器采用循环水冷却，再沸器采用蒸汽加热。其中能耗主要集中在1号、2号塔。通过现场数据的采集，结合模拟软件，选用NRTL方程进行模拟计算，计算结果与现场数据基本一致，得到1号、2号塔的能耗：
表1基本工况及能耗分析
设备位号 T1 T2
全凝器负荷 x 10^6 Kcal/hr -3.267 -3.5083
再沸器负荷 x 10^6 Kcal/hr 2.4297 3.51
塔顶压力 KPA 101.5 101.5
顶温 C 64.6 120.5
釜温 C 121.5 137.1
回流比 0.23 3.66
塔顶上升气量 kmol/hr 387.8 371.5
塔釜上升气量 kmol/hr 256.1 352.2
1.2 热泵精馏
热泵精馏主要分为汽相压缩式热泵精馏和吸收式热泵精馏。根据压缩机工质的不同，蒸汽压缩式热泵精馏又分为塔顶汽相直接压缩式、塔底液体闪蒸式和间接蒸汽压缩式三种类型。
塔顶汽相压缩式热泵精馏以塔顶汽相为工质，利用压缩机使塔顶汽相的温度提高一个能级，从而能够给塔底物料的汽化提供能量。主要应用于：①塔顶和塔底温差较小的精馏塔；②回流比较大分离系统；③低压下精馏时塔顶产品需要冷冻剂冷凝的系统。
塔底釜液闪蒸式热泵精馏是以釜液为工质，经减压闪蒸后与塔顶汽相换热，使塔顶气相冷凝，同时使自身汽化，然后汽相经压缩机压缩后进入塔釜作为塔釜热源。
间接蒸汽压缩式热泵精馏则是选择单独封闭循环的工质，塔顶汽相能量经由工质用于塔釜加热。主要用于精馏介质具有腐蚀性、对温度敏感的情况。
吸收式热泵系统可以利用温度不高的热源作为动力，但热效率低，需要的投资高，使用寿命不长，因此多用于产热量大，温度提升要求不高，并且可以用废热直接驱动的情况。
1.3 中段换热精馏
在普通精馏塔内，温度自塔顶向塔底逐渐升高，如果塔底和塔顶温差较大，在塔中设置冷凝器，就可以采用较高温度的冷却剂，降低冷公用工程费用。如果在塔的中部设置再沸器，可以代替一部分原来从塔底加入的热量。由于中间再沸器所处的温度比塔底温度低，所以中间再沸器中可以用比塔底加热剂温度低的加热剂来加热，节省热公用工程的费用。
1.4 节能措施的选择
通过现场数据可以看到，2号塔塔顶、塔釜温差较小，且回流比较大，适合采用塔顶汽相压缩式热泵精馏。1号塔塔顶、塔釜温差大，压缩机负荷高，且顶温64.6℃，采用热泵精馏时要使塔顶汽相冷凝需增加真空泵等设备，因此初步计算、比较后决定采用中段换热精馏技术。采用传统的塔顶汽相压缩式热泵时循环工质加热塔釜后经节流阀进入闪蒸回流罐，而本流程中采用2号塔压缩机出口物料加热塔釜后余热作为1号塔中段换热器的热源，相对来说控制简单。
2计算结果
2.1 压缩机出口压力
塔顶汽相压缩式热泵精馏压缩机的进气量为塔顶气体采出量。出口压力即循环工质需压缩到多大压力才能满足热泵系统的性能要求，主要由2号塔塔釜温度和塔釜热负荷决定。本次计算中釜温137℃，为保证再沸器的热交换，压缩后气体温度取高于釜温15℃。此外，塔顶气相经压缩后必须能够提供充分的热负荷以满足再沸器的要求。因而压缩后温度和循环量必须适当匹配，本系统中压缩机出口压力取300 kPa，此时压缩机出口温度为154.7℃，给再沸器加热后，循环工质温度为152.8℃的气液混合相。为保证产品质量，除保证回流量外，回流温度保证在120℃左右。在循环工质由152.8℃冷凝冷却到120℃过程中放出热量0.835×10^6 Kcal/hr。因为1号塔采用了中间换热器，因此，多余热量可用于1号塔中段换热器的热源，保证能源的最大化利用。
2.2 中段换热器位置
为保证中段换热器有足够的推动力，取冷热物料温差15℃以上，并且尽量靠近塔釜位置，因此第30块板温度106℃，抽取第30块塔板物料进中段换热器加热，物料流量3000 kg/h。
2.2 模拟计算结果
模拟流程如下：
经过详细的流程模拟计算，现对热泵加中间换热器的节能流程和常规流程进行比较。两种计算分离要求相同。经济效益比较取以下价格：电为0.8元/度，蒸汽220元/t，蒸汽潜热取500Kcal/kg，压缩机绝热效率80%，循环水温升取8℃。
同时加中间再沸器后1号塔节能835000 Kcal，计蒸汽1.67 t，费用367元/小时。总计节约费用1561元/小时。
2.3 结果分析
从表2数据可以看出，2号塔基本工况和热泵工况相比，两者的冷凝器、再沸器温度基本相同，后者的回流比较前者略大一些，因此热负荷稍有增加。后者冷凝器对数平均温差为11.5℃，该温差大小恰当，满足换热器的传热要求。后者操作费用则从1182降低到424元/h，显然节能效果是十分显著的。1号塔采用中间换热器后可直接节能835000kcal，节约费用367元/小时。总共节约费用1561元/小时。经济效益相当可观。
表2节能效果比较
操作参数 PM装置2号塔热泵节能效果
常规精馏 热泵精馏
顶温（℃） 120 120
釜温（℃） 137 137
压缩机出口温度 153
产量（t/h） 7.15 7.15
热负荷（kcal/h） 3513300 3580000
消耗蒸汽（t/h） 7.03
消耗电量（kW） 530
冷负荷（kcal/h） 3508300
循环水量（t/h）（取8℃温差） 438.5 86.15
循环水电机电耗（KW*h） 90
蒸汽费用（元/小时） 1546
电费（元/小时） 72 424
节约费用（元/小时） 1194
参考文献
