一種糖廠冷卻循環(huán)水低溫余熱回收工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種糖廠冷卻循環(huán)水低溫余熱回收工藝，該工藝主要由：板式換熱器、緩沖罐、循環(huán)罐、管道泵、循環(huán)泵、熱泵主機(jī)構(gòu)成。制糖生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的低溫冷卻循環(huán)水（平均在45°C），通過本套工藝提取糖廠制糖工藝中的不可利用的低品位冷卻水，轉(zhuǎn)化成為高品位可利用的熱能（可調(diào)溫度55°℃～60℃）用于再生產(chǎn)（如加熱經(jīng)預(yù)灰過的混合汁，或其他用能工藝）。本發(fā)明既可以回收了冷卻水的低溫余熱，又可以提供（5°-30°可調(diào)）的冷卻用水。對(duì)制糖企業(yè)降低了既制糖的單位能耗、又可以提供優(yōu)質(zhì)低溫冷卻卻用水對(duì)糖的產(chǎn)出率、糖品質(zhì)都有較大的提高。
【專利說明】一種糖廠冷卻循環(huán)水低溫余熱回收工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)尾水10°C~100°C的余熱回收工藝,具體是一種糖廠冷卻循環(huán)水低溫余熱回工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]糖廠蒸發(fā)罐和煮糖罐需要一定的真空度才能保證蒸發(fā)煮糖工作正常運(yùn)行。蒸發(fā)與煮糖真空度偏低，對(duì)糖廠的生產(chǎn)能力、產(chǎn)品質(zhì)量和收回率有較大的影響。所以在糖廠的真空冷凝系統(tǒng)中，須用大量的冷水將蒸發(fā)罐和煮糖罐的低溫汁汽冷凝排出，才能獲得所需的真空度，這是糖廠正常生產(chǎn)的必要條件。目前大多數(shù)糖廠都將冷凝器排出的溫水，經(jīng)過自然冷卻設(shè)備(冷卻塔)降溫后循環(huán)使用。但自然冷卻的冷卻效果在很大程度上決定于冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式、環(huán)境氣溫、空氣濕度、循環(huán)冷卻水溫度等，若冷卻效果不佳，會(huì)影響到蒸發(fā)煮糖工作不正常。另一方面，溫水的冷卻是利用自然界的空氣將水的熱量帶走，即溫水中巨大的低溫余熱散失在自然界的空氣中這樣，一:是需要電能驅(qū)動(dòng)冷卻塔以及循環(huán)泵需要消耗寶貴的電能，二:大量的低溫?zé)崮馨装椎睾馁M(fèi)掉三:是對(duì)環(huán)境形成局部“熱島效應(yīng)”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種糖廠冷卻循環(huán)水低溫余熱回工藝，為制糖企業(yè)回收冷卻循環(huán)水的低品位余熱加熱預(yù)灰工藝后的混合汁，代替了傳統(tǒng)的蒸汽加熱方法。減少了甘蔗渣的燃燒量達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0005]1.一種糖廠冷卻循環(huán)水低溫余熱回收工藝，由2個(gè)或2個(gè)以上相同的子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)的主要設(shè)備有:板式換熱器、緩沖罐、管道泵、熱泵主機(jī)；
[0006]所述子系統(tǒng)在制糖生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的硫化爐的80°C冷卻水通過板式換熱器下入口進(jìn)入板式換熱器內(nèi)，預(yù)灰后20°C的部分混合汁通過板式換熱器過上入口進(jìn)入板式換熱器內(nèi)，通過板式換熱器的換熱片與進(jìn)行冷熱交換，使預(yù)灰后20°C的部分混合汁加熱到60°C，通過板式換熱器上出口進(jìn)入第二緩沖罐，使硫化爐的80°C冷卻水溫降到45°C ；
[0007]另一部分預(yù)灰的20°C混合汁也進(jìn)入第二緩沖罐2內(nèi)與60°C的混合汁混和成25°C的混合汁；25°C的混合汁通過熱泵主機(jī)的上入口進(jìn)入熱泵主機(jī)內(nèi)，與進(jìn)入熱泵主機(jī)的45°C的循環(huán)冷卻水進(jìn)行熱交換，熱交換后得到55°C~60°C的混合汁通過熱泵主機(jī)上出口進(jìn)入第三緩沖罐再通過管道泵輸送到制糖工藝的中和工藝中進(jìn)入原有制糖工藝流程；
[0008]45°C的硫化爐冷卻水通過板式換熱器下出口進(jìn)入第一緩沖罐中與工廠其他45°C的冷卻水混合后，從熱泵主機(jī)下入口進(jìn)入熱泵主機(jī)與進(jìn)入熱泵主機(jī)的25°C的混合汁進(jìn)行提溫?zé)峤粨Q，45°C的冷卻水經(jīng)過熱泵主機(jī)提取能量后溫度降到35°C從熱泵主機(jī)的下出口進(jìn)入下一級(jí)子系統(tǒng)的熱泵主機(jī)的下入口，再提取能量，經(jīng)過二次提取低溫余熱的能量，直至把余熱循環(huán)水的溫度降至制糖工藝?yán)鋮s用水的溫度25°C (可根據(jù)制糖工藝要求調(diào)整溫度)。再把優(yōu)質(zhì)的低溫冷水輸送到原制糖工藝中的冷卻藝用水，從而達(dá)到提高糖品質(zhì)，提高糖的產(chǎn)出率的目的。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0010]1.本發(fā)明利用80°C的硫化爐冷卻水通過板式換熱器與混合汁進(jìn)行冷熱交換。從而得到55°C~60°C混合汁。部分替代了原有工藝的蒸汽加熱混合汁。
[0011]2.本發(fā)明把原有的循環(huán)冷卻水混合在一起通過冷卻塔降溫，本發(fā)明改為通過板式換熱器把部份高溫余熱60°C以上直接加熱部分混合汁，同時(shí)降低了循環(huán)冷卻水的總體溫度。
[0012]3.本發(fā)明把原有制糖工藝當(dāng)中混合汁的一級(jí)加熱55°C~60°C中使用蒸汽加熱方法，改為本發(fā)明中的提取低溫余熱中的能量加熱混合汁到55°C~60°C節(jié)省了大量的蒸汽，節(jié)省了大量的能源，按每萬噸榨量計(jì)算可節(jié)省燃燒甘蔗渣243噸。
[0013]4.本發(fā)明每個(gè)提取低溫余熱能量的工藝都是獨(dú)立工作互不影響，即使是有一個(gè)子系統(tǒng)發(fā)生故障也不影響其他的系統(tǒng)正常運(yùn)行。
[0014]5.本發(fā)明預(yù)灰后的混合汁可以直接經(jīng)過熱泵主機(jī)內(nèi)進(jìn)行熱交換從而簡(jiǎn)化了換熱步驟，工藝更簡(jiǎn)單維護(hù)更方便，能效比更高。
[0015]6.本發(fā)明可把混合汁的一級(jí)加熱溫度提高到60°C并可以隨時(shí)在45°C~60°C之間無極調(diào)控(用加大或者減小流量的方法調(diào)節(jié)溫度)。
[0016]7.本發(fā)明提取低溫余熱能量加熱混合汁的能效比COP值≥3.5。
[0017]8.本發(fā)明工藝獨(dú)立于原有生產(chǎn)工藝之外停止本工藝運(yùn)行不會(huì)對(duì)原有生產(chǎn)工藝產(chǎn)生影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的整體工藝流程圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的子系統(tǒng)工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0021]本發(fā)明一種糖廠冷卻循環(huán)水低溫余熱回收工藝流程如圖1所示，由2個(gè)或2個(gè)以上相同的子系統(tǒng)組成。
[0022]本發(fā)明的子系統(tǒng)工藝流程圖如圖2所示，所述子系統(tǒng)在制糖生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的硫化爐的80°C冷卻水通過板式換熱器下入口進(jìn)入板式換熱器內(nèi)，預(yù)灰后20°C的部分混合汁通過板式換熱器過上入口進(jìn)入板式換熱器內(nèi)，通過過板式換熱器的換熱片與進(jìn)行冷熱交換，使預(yù)灰后20°C的部分混合汁加熱到60°C，通過板式換熱器上出口進(jìn)入第二緩沖罐2，使硫化爐的80°C冷卻水硫化爐的80°C冷卻水溫降到45°C。
[0023]另一部分預(yù)灰的20°C混合汁也進(jìn)入第二緩沖罐2內(nèi)與60°C的混合汁混和成25°C的混合汁。25°C的混合汁 通過熱泵主機(jī)的上入口進(jìn)入熱泵主機(jī)4內(nèi)，與進(jìn)入熱泵主機(jī)4的45°C的循環(huán)冷卻水進(jìn)行熱交換。熱交換后得到55°C~60°C的混合汁通過熱泵主機(jī)上出口進(jìn)入第三緩沖罐3再通過管道泵輸送到制糖工藝的中和工藝中進(jìn)入原有制糖工藝流程。
[0024]45°C的硫化爐冷卻水通過板式換熱器下出口進(jìn)入第一緩沖罐I中與工廠其他45°C的冷卻水混合后，從熱泵主機(jī)下入口進(jìn)入熱泵主機(jī)4與進(jìn)入熱泵主機(jī)4的25°C的混合汁進(jìn)行提溫?zé)峤粨Q。45°C的冷卻水經(jīng)過熱泵主機(jī)4提取能量后溫度降到35°C從熱泵主機(jī)的下出口進(jìn)入下一級(jí)子系統(tǒng)的熱泵主機(jī)4的下入口，再提取能量經(jīng)過二次提取低溫余熱的能量，直至把余熱循環(huán)水的溫度降至制糖工藝?yán)鋮s用水的溫度25°C。再把優(yōu)質(zhì)的低溫冷水輸送到原制糖工藝中的冷卻藝用水。從而達(dá)到提高糖品質(zhì)，提高糖的產(chǎn)出率的目的。
[0025]實(shí)施例
[0026]以日榨I萬噸甘蔗量為單位計(jì)算效益
[0027]日榨I萬噸甘蔗所產(chǎn)生的冷卻水量為8000噸/小時(shí)溫度為45°C的冷卻。如果采用本發(fā)明從中提取20°C的熱量進(jìn)行回收，總可回收的能量為186000千瓦/小時(shí)。折合標(biāo)準(zhǔn)煤量為66.9噸/小時(shí)(按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)I千瓦/0.36千克/小時(shí)計(jì)算)的能量，如果利用本發(fā)明將蒸發(fā)罐冷凝器循環(huán)用水溫度下降到25°C左右縮短了蒸發(fā)的時(shí)間，品質(zhì)都有所提升。由此可見采用本系統(tǒng)既可獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益，也可獲得節(jié)能及環(huán)保的社會(huì)效益。
[0028]本發(fā)明回收末效蒸發(fā)冷凝器出水溫度為45°C的熱水中的低溫余熱來加熱混合汁，按日榨I萬噸/日生產(chǎn)線甘蔗，混合汁量為I萬噸/日(約416.7噸/小時(shí))計(jì)算可回收熱量:[0029]1.將416.7噸/小時(shí)混合汁從20 °C加熱到60 °C，加熱負(fù)荷為:Q I =416.7X1.163X (60 — 20) = 19384.8 千瓦 / 小時(shí)，Q2=19384.8 千瓦 / 小時(shí) X24 小時(shí)=465235.2 千瓦 / 天。
[0030]2.該系統(tǒng)運(yùn)行24小時(shí)的能耗為:3678.6千瓦/小時(shí)X 24=88286千瓦/天
[0031]3.節(jié)約能耗:465235.2-88286=376949.2 千瓦 / 天
[0032]4.按節(jié)約電價(jià)計(jì)算:(當(dāng)?shù)毓S用電價(jià)格0.5元/千瓦)計(jì)算:376949.2X0.5=188474.6 元 / 日
[0033]5.按節(jié)約燃燒蔗渣計(jì)算(蔗渣燃燒粗熱值為1900千卡/千克/小時(shí)、鍋爐熱效比為 0.81):376949.2X860 + 1900 + 1000 + 0.81=210.64 噸 / 日
[0034]6.按節(jié)約燃燒標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算(標(biāo)準(zhǔn)煤燃燒熱值為7000千卡/千克鍋爐熱效比為
0.81):
[0035]376949.2X860 + 7000 + 1000 + 0.81=57.17 噸 / 日
[0036]7.減少二氧化碳量排放量為:57.17 X 0.68 X 1000=38878.32千克二氧化碳(每燃燒I千克標(biāo)準(zhǔn)煤排放0.68千克二氧化碳)
[0037]五、系統(tǒng)功能介紹:
[0038]1.本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為2個(gè)或2個(gè)以上(可按照制糖企業(yè)生產(chǎn)工要求調(diào)配)獨(dú)立的子系統(tǒng)構(gòu)成，每個(gè)子系統(tǒng)在制熱的時(shí)候都互相獨(dú)立工作互不影響，當(dāng)某一子系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)都不會(huì)影響其他子系統(tǒng)工作。
[0039]2.系統(tǒng)主機(jī)部分可使用20年，每年每個(gè)子系統(tǒng)要檢修一次工作量為2-3人工作1-2 天。
[0040]3.該系統(tǒng)除了提供混合汁一二級(jí)加熱的能量、提供25度左右的冷卻水外，還可給工廠控制室、辦公大樓、化驗(yàn)大樓、生產(chǎn)車間、職工宿舍等場(chǎng)所提暖氣、生活熱水。
[0041]4.系統(tǒng)采用自動(dòng)化無人值守控制系統(tǒng)，只要打開電源即可自動(dòng)化運(yùn)行。對(duì)要加熱的混合汁、冷卻水溫度可以調(diào)控。如發(fā)生故障可在中心控制電腦上顯示故障位置、原因。在中心控制電腦上可顯示混合汁、取能水、冷卻水的溫度、流量，并可自動(dòng)保存數(shù)據(jù)以便隨時(shí)查看。
[0042]5.低溫的冷卻水可提高蒸發(fā)、煮糖罐的真空度，減少蒸發(fā)時(shí)冷水用量，縮短蒸發(fā)、煮糖時(shí)間降低糖漿的色值，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0043]6.通過收集糖廠廢遺的余熱并加以利用，可有效地降低能耗。
[0044]六、結(jié)論
[0045]糖廠必須用大量的冷水將蒸發(fā)罐和煮糖罐的低溫汁汽冷凝，產(chǎn)生大量的320C _45°C左右的溫水，本發(fā)明回收循環(huán)冷卻水中的余熱，一方面降低冷卻水的溫度；另一方面又回收了大量的熱能用來加熱混合汁(視工藝要求最高可加熱到85°C )。由于該技術(shù)成熟穩(wěn)定，投資回報(bào)快。本發(fā)明能使糖廠提高制糖品質(zhì)、縮短生產(chǎn)時(shí)間及降成本。
【權(quán)利要求】
1.一種糖廠冷卻循環(huán)水低溫余熱回收工藝，其特征在于，由2個(gè)或2個(gè)以上相同的子系統(tǒng)組成，每個(gè)子系統(tǒng)的主要設(shè)備有:板式換熱器、緩沖罐、管道泵、熱泵主機(jī)； 所述子系統(tǒng)在制糖生產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的80°C左右冷凝水通過板式換熱器下入口進(jìn)入板式換熱器內(nèi)，預(yù)灰后20°C的部分混合汁通過板式換熱器過上入口進(jìn)入板式換熱器內(nèi)，通過板式換熱器的換熱片與進(jìn)行冷熱交換，使預(yù)灰后20°C的部分混合汁加熱到60°C，通過板式換熱器上出口進(jìn)入第二緩沖罐，使80°C冷凝水溫降到45°C ； 另一部分預(yù)灰的20°C混合汁也進(jìn)入第二緩沖罐2內(nèi)與60°C的混合汁混和成25°C的混合汁；25°C的混合汁通過熱泵主機(jī)的上入口進(jìn)入熱泵主機(jī)內(nèi)，與進(jìn)入熱泵主機(jī)的45°C的循環(huán)冷卻水進(jìn)行熱交換，熱交換后得到可調(diào)溫度55°C~60°C的混合汁通過熱泵主機(jī)上出口進(jìn)入第三緩沖罐再通過管道泵輸送到制糖工藝的中和工藝中進(jìn)入原有制糖工藝流程； 45°C的硫化爐冷卻水通過板式換熱器下出口進(jìn)入第一緩沖罐中與工廠其他45°C的冷卻水混合后，從熱泵主機(jī)下入口進(jìn)入熱泵主機(jī)與進(jìn)入熱泵主機(jī)的25°C的混合汁進(jìn)行提溫?zé)峤粨Q，45°C的冷卻水經(jīng)過熱泵主機(jī)提取能量后溫度降到35°C從熱泵主機(jī)的下出口進(jìn)入下一級(jí)子系統(tǒng)的熱泵主機(jī)的下入口，再 提取能量，經(jīng)過二次提取低溫余熱的能量，直至把余熱循環(huán)水的溫度降至制糖工藝?yán)鋮s用水的溫度25°C或根據(jù)制糖工藝要求調(diào)整溫度；再把優(yōu)質(zhì)的低溫冷水輸送到原制糖工藝中的冷卻藝用水，從而達(dá)到提高糖品質(zhì)，提高糖的產(chǎn)出率的目的。
【文檔編號(hào)】C13B25/02GK103898242SQ201410147635
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】翟東, 孫志權(quán) 申請(qǐng)人:翟東, 孫志權(quán)