CMC生産節能降耗工藝淺識
發布時間:2015-02-17

  我國纖維素醚行業經曆五十多年的不斷發展,以中、小型企業居多,由于生産設備規模小、配套設施不盡合理,造成原材料和能源動力消耗較高,以 CMC産品生産爲例,能源動力消耗費用通常占到CMC生産變動成本的18-25%。

  纖維素醚生産企業如何有效降低能源動力消耗、節能減排,不僅是要到達政府對企業的節能減排指標考核要求,踐行社會責任,也是CMC生産企業不斷提高産品質量、降低生産成本、參與市場競爭必須要努力做好的工作。

  最近幾年,國家財政部、發改委、工信部聯合發布了幾項淘汰落後産能和高耗能落後機電設備、提倡節能減排、推廣使用高效節能設備的政策文件。爲積極響應國家政策號召,部分省、市還制定了相應的配套獎勵政策文件,鼓勵生産和使用高效節能設備的企業積極實施,並對節能項目實施單位的節能量進行考核,達到相應節能效果者可申請享受國家財政補貼,起到了積極的效果。

  近十幾年來,國內纖維素醚行業得到快速發展,規模化企業生産能力不斷壯大,技術革新層出不窮,推動了我國纖維素醚行業參與國際市場競爭的能力。

  根據我多年從事纖維素醚生産的實踐經驗,從節能減排降耗方面提出以下幾點改進意見,供同行參考。

一、冷凍機的選用

  冷凍機是CMC生産很關鍵的公用工程設備,其選型是否合理不僅關系到其制冷量是否能滿足生産要求,也影響到産品能源消耗是否經濟。

  CMC生産企業一般使用溴化锂吸收式蒸汽制冷機、活塞式制冷機、螺杆式冷水機組等制冷設備。

  溴化锂吸收式蒸汽制冷機以蒸汽熱能爲動力,電能耗用較少,投資費用高。據資料介紹,采用燃煤的溴化锂吸收式制冷機組的單位制冷量的年運行費用較其它機組便宜,但是,由于多數地區環保的限制,溴化锂制冷機組多采用燃油鍋爐加熱,這樣其單位制冷量的年運行費用就大大地提高了,約爲螺杆式機組的1.6倍,當然,各地的煤、油和電的價格不盡相同,但是其基本情況應類似。

  螺杆式冷水機和活塞式制冷機以電能爲動力,螺杆制冷壓縮機結構緊湊,體積小、重量輕、沒有氣閥等易損件,因而運轉可靠性高,維護管理簡單。一般螺杆制冷壓縮機均向工作腔噴油,因而使排氣回氣溫度低,單級壓縮比大,容積效率高。與活塞式冷水機相比,螺杆式冷水機結構簡單,運動部件少,無往複運動的慣性力,轉速高,運轉平穩,單機制冷量較大,具有較高的容積效率。單級活塞式冷水機壓縮比通常不大于10,且容積效率隨壓縮比的增加急劇下降;而螺杆式冷水機容積效率高,壓縮比可達10,且容積效率的變化不大,能效比COP值高。

  從節能減排降耗方面考慮,逐步淘汰溴化锂吸收式蒸汽制冷機和活塞式制冷機,選用能效比更高的螺杆式冷水機作爲CMC生産企業的制冷設備是發展趨勢。

二、循環水冷卻塔的選用

  CMC産品生産過程中水的使用量較大,新鮮水的消耗也是該産品能源消耗不可或缺的組成部分,生産用水的回收循環利用效果好壞與冷卻塔的選擇是否合理有很大的關系。

  通常CMC生産企業使用圓形逆流式冷卻塔、方形逆流式冷卻塔、無填料噴霧冷卻塔等作爲生産用水的回收循環冷卻設備。圓形逆流式冷卻塔通常采用聚氯乙烯波片作填料, 方形逆流式冷卻塔通常采用斜梯形波填料片作填料。填料逆流式冷卻塔的填料使用一段時間後出現空氣粉塵和微生物繁殖積累而堵塞的現象,以及填料塔填料老化、變形脆裂和布水噴頭堵塞及沖落、填料碎片堵塞管道、泵和換熱器等一系列影響塔和工藝系統設備性能的現象,使冷卻塔換熱效果大大降低,而造成增加補充使用大量新鮮水來滿足生産工藝冷卻要求。無填料噴霧冷卻塔采用高效低壓離心霧化裝置作爲冷卻元件取代了傳統的填料塔的填料和布水裝置,使整個塔幾乎成爲一個空塔,結構大大簡化。

  由于無填料噴霧冷卻塔的離心霧化裝置將水噴射成微小霧滴,其比表面積遠大于水被填料分散成膜狀的比表面積,氣水傳熱表面積大,且布水均勻,避免了填料老化變形及堵塞而導致冷卻點溫度分布不均勻現象,冷卻效果明顯優于填料塔。在冷卻水量、風機相同時,其配套電機功率降至填料塔的60%,配套水泵功率大大降低,節能效果顯著,加之消除了清洗更換填料和布水噴頭的費用,運行費用大大降低。因此,提倡使用無填料噴霧冷卻塔,對滿足生産工藝的冷卻要求、節約新鮮水的補充量、降低電耗、以及減少廢水排放等都具有積極意義。

三、溶劑回收蒸餾塔工藝的選用

  CMC産品生産過程中使用大量的溶劑酒精,並經逆向套用使用後,其中對含有較多氯化鈉等鹽類的酒精水溶液需要進行蒸餾提純回收循環使用,其蒸餾提純過程需要使用大量的蒸汽,蒸餾塔的選用以及蒸餾工藝流程設計是否合理,與蒸汽消耗的高低有很大關系。目前行業使用的含鹽酒精蒸餾塔有單效、兩效或多效蒸餾工藝。建議使用兩效或多效蒸餾工藝,一級蒸餾塔蒸發出來的氣相酒精用于對需要蒸餾處理的含鹽廢酒精進行預熱,並將各級換熱器的冷、熱介質的余熱進行梯級充分利用。與傳統的單效酒精蒸餾工藝比較,采用兩效或多效蒸餾工藝可以節約蒸汽消耗20-30%。

四、高效節能電機的選用

  我國自成立以來,共開發了五代低壓電機産品,其設計開發所依據的標准體系從模仿前蘇聯的産品向符合IEC標准體系産品逐步過渡,效率水平不斷提高。

  第一代J、JO、JO2及派生系列等電機因效率低下,在2009年已列入工信部高能耗落後機電設備(産品)淘汰目錄,全部屬于淘汰電機。 第二、三代Y、Y2及派生系列等電機因爲效率低,僅達到現有國家電機産品的能效限定要求,稱之爲普通電機,應進行替換處理。高效電機是指效率指標符合國家強制性標准GB 18613-2006(中小型三相異步電動機能效限定值及能效等級)中2級能效指標的電機。效率等級分爲三級,1級最高(超高效),2級次之(高效),3級爲最低能效(普通效率)。

低壓高效電機、普通效率電機、淘汰電機對比表

類 型 系 列 能效等級 效率對比

淘汰電機 J、JO、JO2 -- 效率低5~7%

普通電機 Y、Y2 3 單位1

高效電機 YX3、YE2 2 平均高3%

超高效電機 YE3 1 平均高5%

通過以上對比,推薦使用YX、YE型電機,替換Y系列電機,淘汰J系列電機。

目前購買高效電機,還能申請國家財政補貼(31-58元/kw),部分省、市還出台了“以舊換新”補貼(20元/kw)等政策,鼓勵企業技術改造。投資回收期1-2年。

五、CMC生産的耙式烘幹機、氣提機、振動流化床幹燥機等烘幹設備的蒸汽冷凝水的余熱均可二次利用,減少蒸汽消耗,並可回收作爲新鮮水的補充,降低水消耗。

六、加熱設備的出口管道安裝疏水閥,並經常檢查是否排水正常,防止因疏水閥故障而造成蒸汽的浪費損失。

七、加強企業生産過程的能源跑、冒、滴、漏的管理,減少和杜絕人爲的浪費現象。

通過以上幾項節能降耗技術改造措施的實施,對CMC産品生産能源動力消耗的降低將會起到積極效果。

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