客戶對硫酸鎂三效蒸發結晶器能耗利用問題

2012年12月21日 作者：圣亞 次

硫酸鎂蒸發結晶客戶問題：

經過我這匯總運算，本案用年用電量約68萬、蒸氣費181萬、人工費12萬，(總支出261萬)，可節水費15萬、產品102萬(總收入117萬)，這方案恐不符經濟效益，目前還未交客戶。

本案主要費用在蒸氣消耗這部分，我有個構想不知是否可行?
客戶機組額定蒸發量100 t/h
FGD入口煙氣設計煙溫170℃
正常煙塵濃度<10 mg/Nm3
是否可將加熱室原以蒸氣加熱，改用脫硫前干煙氣加熱

硫酸鎂蒸發結晶問題解答：

您提出的問題我們在設計初期也考慮到這種問題，主要原因在于貴方提供的原料硫酸鎂濃度過低，導致蒸發量和產品量的比值過大，即產品能耗成本過高，除非最終產品有很高的附加值，否則從經濟的角度來說顯然是不適合的。然從廢水處理角度出發，很少有能夠盈利的項目，所以我方設計的角度僅僅從盡可能降低能耗的角度出發。這也是將原來貴方確定的兩效增加到三效的原因。

二版設計說明書中雖然已經初步考慮到能耗的問題，然從貴方提供的概算數據來看，每年仍然虧損很大比資金，鑒于此我們補充了該信件，將部分在二版中未予說明的一些數據羅列在此。

貴方提出的以廢的煙道氣的余熱來對原料進行預熱，以降低總的能耗的方法有兩個好處：一是可以節省掉兩個預熱器，降低設備成本，二是降低能耗，但具體節省能耗多少需要計算。但也存在弊端，即須增設一個換熱器，因氣體降溫傳熱系數很低，因此實際的設備可能略大，平衡利弊可以得到初步結論的是設備成本基本不變，能耗會略有降低，那么能耗降低多少，我們為貴方做一個預算。

首先是以煙道氣作為一效加熱室的直接熱源，即整個蒸發系統的總熱源，忽略一效蒸發器的換熱面積等因素的影響，考慮到氣體傳熱的特殊性，假定煙道氣溫降為10℃，損失率為50%，查相關數據知煙道氣的比熱約為1.7525kJ/(m3•K)，所以需要的煙道氣量為：

即約為83萬立方/小時，這個數據顯然是不可接受的。
其次是以煙道氣的余熱來進行預熱，由貴方數據可知每小時得到的煙道氣量為178851 m3/h，理論上預熱到沸點需要的煙道氣量為：

顯然客戶方提供的煙道氣提供的煙道氣量略顯不足，由此可以得到的預熱后溫度為：

計算擬定以75℃，這樣的一個溫度顯然還需要蒸發段增設一個預熱器，由此得到的蒸汽耗量為3163kg/h，原擬用生蒸汽量為3308kg/h，由此可以得到節省的能耗為：

節省的年生產成本約為8萬元。
需要額外補充的有兩點：

(1). 電耗在設備高度允許的情況下，二效和三效的強制循環泵可以不增設，采用方法系采用增設沸騰段以阻止管內沸騰，充分遏制加熱管壁的結構問題。與此同時增加管內流體溫差，可以保證蒸發器內循環物流流速，從而保證換熱系數不至于過低。如此可以降低的電耗量為44kW，電耗降低率為：

可以省去約30萬的電費，此方法存在一定的弊端，首先是調試階段難度加大，設備很難保持穩定，所以要求要連續定態生產的時間越長越好；其次是存在一定的風險性，在貴方愿意的情況下，我方可以加高的設備進行加工，若生產無問題即不采用強制循環，若存在問題我公司則對循環管部分進行改造，另外改成強制循環的方式，由于該方法存在一定的風險性，所以最終的決定權在貴方手中。

(2). 若貴方對能耗的要求過高，能否考慮采取再增設一效的方式進一步降低能耗？該法的設備成本略高，大概需要增加60萬的設備的成本，從年利率至少12%的技術經濟學角度分析，每年至少需要節省13萬元才有采取的價值，而從三效增加到四效預計可以節省蒸汽率為18%，每年可以節省的蒸汽成本為32.6萬元，從這個角度來說增加一效有一定的價值，但是效益仍然不是特別大，電耗也會增加一部分的生產成本，從這個角度來說，有效的成本節約量僅僅有10萬元，相對而言也不具有特別大的意義，這也是二版中不采用四效蒸發濃縮的原因之一。當然貴方如果認為這10萬的能耗降有意義，可以聯系我公司進一步設計四效蒸發器。需要額外說明的是四效蒸發需要的生蒸汽溫度約135~140℃，屬于壓力容器范疇，設備成本可能會進一步提高。

 

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