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造纸厂排风余热的优化应用

发布日期:2018-12-25   来源:浆纸技术

干燥纸页后的湿热空气,含有大量热能,虽然大都经过一个热回收装置回收余热后,再排放到外部环境中去,但排放温度仍然较高。人们想方设法地回收纸厂废水、废气中的余热,但是由于这些能源品味偏低、回收经济效益不高、在纸厂中找不到合适的用能场所,所以造纸厂的余热还有很大一部分被浪费了。

当前纸厂典型的余热回收方式

1.纸机干燥部密闭气罩排风余热回收

一般为两级回收,如图所示,气气热交换器给气罩进风预热、汽水热交换器给纸厂清水加热。

2. 涂布机热风/红外干燥器余热回收

涂布机热风干燥器干燥纸页后,热风干燥器排风温度约为325℃,湿度约为300——350g/kg干空气,经过气/气热交换器预热进风后,温度仍然高达200——250℃,含有大量热能。如图所示。

3. 卫生纸机杨克烘缸热风干燥器余热回收

卫生纸机杨克缸热风干燥系统排风,通过换热器给新鲜风预热后,排风温度往往还高达230℃以上,湿度约为300——500g/kg干空气,热品味中等。回收的热量通常为厂房通风提供热量,但这样只能利用其中很小一部分热量,大部分的能量直接排空。如图所示。

既有热风回收情况的分析

以上方案都是利用排风余热通过气/气换热器、气/水换热器给工艺用风、工艺用水预热,简而言之,就是利用排风余热作为热源给介质加热。

如涂布机热风干燥器排风余热、卫生纸机杨克缸热风干燥器排风余热等,数量虽大,但品味又不太高,目前在纸厂还没找到需求,只好散发到环境中去。

优化方案的技术

冷量一般是通过压缩机制冷,由电能转化而来。对于冷量而言,还可以吸收式制冷,由热能转化。从能量利用的效率来说,由热能转化比由电能转化效率更高,而且,纸厂里恰巧存在大量的,还没有找到合适用途的中低品质余热,这部分余热可以用来通过溴化锂制冷技术转化成冷量,从而可以节省高品位的电能。

纸厂内需要用冷的地方主要有两类:空调系统、工艺低温水系统(主要是施胶或涂布工作站及其它一些需要用冷的设备使用)。

1.空调系统

几乎所有的现代化纸厂都需要用到空调,来保障电器设备的安全运行以及满足人们对工作环境的改善。

2.低温水系统

在纸厂中低温水的使用范围很小,一般而言,配备施胶或涂布的纸机都需要用到低温冷冻水。其主要包括:涂料制备车间冷冻水系统、涂料工作站桶槽夹层冷冻水供水系统(working station feed tank)、涂布机涂布头夹层冷冻水供应系统,如图6所示。

由于涂料制备系统和涂布机是两个不同的系统,由不同的供货商提供,一般纸厂都有两套以上压缩制冷系统,不仅消耗大量电力而且投资巨大。

本方案回收余热的方法:先将热风通过换热设备,如热管,转化为一定温度的热水(一般85℃以上),然后将这些热水通入溴化锂制冷设备,回收热水中可以利用的余热,部分或全部替代当前所用的压缩制冷装置,制取低温水,供空调及工艺使用,从而节省大量电力。

经济效益分析

1. 涂布纸机热风干燥器排风余热制冷量计算

通过计算可知,一台涂布机热风干燥器排风余热中,每小时可以回收的热量为7994836.9kJ/h,这些热量若用来制冷,制冷量为1776.6kW(6395869.5kJ/h)。

2.卫生纸机热风干燥器排风余热制冷量计算

通过计算可知,这台卫生纸机杨克缸热风气罩排风余热中,每小时可以回收的热量为10734377.5kJ/h,这些热量若用来制冷,制冷量为2385.4kW(8587502kJ/h)。

这种余热回收的方式,对于已运行的纸厂,可以与现有制冷系统联合使用,极大地减少了用电;对于新建纸厂,还可以节省电制冷设备的投资,同时对于有生活设施的工厂(如食堂、宿舍、招待所)也可以提供冷源,节约空调系统的投资及其运行费用。同时,在冬天,冷量需求量减少的情况下,本系统制取的热水也可以作为热源使用,给纸浆、工艺用水、生活用水等加热,还可以给厂房通风加热甚至还可以给电厂锅炉补水、入炉风预热等使用。

责任编辑:葛鸿燕


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