客户对硫酸镁三效蒸发结晶器能耗利用问题

2012年12月21日 作者：圣亚 次

硫酸镁蒸发结晶客户问题：

经过我这汇总运算，本案用年用电量约68万、蒸气费181万、人工费12万，(总支出261万)，可节水费15万、产品102万(总收入117万)，这方案恐不符经济效益，目前还未交客户。

本案主要费用在蒸气消耗这部分，我有个构想不知是否可行?
客户机组额定蒸发量100 t/h
FGD入口烟气设计烟温170℃
正常烟尘浓度<10 mg/Nm3
是否可将加热室原以蒸气加热，改用脱硫前干烟气加热

硫酸镁蒸发结晶问题解答：

您提出的问题我们在设计初期也考虑到这种问题，主要原因在于贵方提供的原料硫酸镁浓度过低，导致蒸发量和产品量的比值过大，即产品能耗成本过高，除非最终产品有很高的附加值，否则从经济的角度来说显然是不适合的。然从废水处理角度出发，很少有能够盈利的项目，所以我方设计的角度仅仅从尽可能降低能耗的角度出发。这也是将原来贵方确定的两效增加到三效的原因。

二版设计说明书中虽然已经初步考虑到能耗的问题，然从贵方提供的概算数据来看，每年仍然亏损很大比资金，鉴于此我们补充了该信件，将部分在二版中未予说明的一些数据罗列在此。

贵方提出的以废的烟道气的余热来对原料进行预热，以降低总的能耗的方法有两个好处：一是可以节省掉两个预热器，降低设备成本，二是降低能耗，但具体节省能耗多少需要计算。但也存在弊端，即须增设一个换热器，因气体降温传热系数很低，因此实际的设备可能略大，平衡利弊可以得到初步结论的是设备成本基本不变，能耗会略有降低，那么能耗降低多少，我们为贵方做一个预算。

首先是以烟道气作为一效加热室的直接热源，即整个蒸发系统的总热源，忽略一效蒸发器的换热面积等因素的影响，考虑到气体传热的特殊性，假定烟道气温降为10℃，损失率为50%，查相关数据知烟道气的比热约为1.7525kJ/(m3•K)，所以需要的烟道气量为：

即约为83万立方/小时，这个数据显然是不可接受的。
其次是以烟道气的余热来进行预热，由贵方数据可知每小时得到的烟道气量为178851 m3/h，理论上预热到沸点需要的烟道气量为：

显然客户方提供的烟道气提供的烟道气量略显不足，由此可以得到的预热后温度为：

计算拟定以75℃，这样的一个温度显然还需要蒸发段增设一个预热器，由此得到的蒸汽耗量为3163kg/h，原拟用生蒸汽量为3308kg/h，由此可以得到节省的能耗为：

节省的年生产成本约为8万元。
需要额外补充的有两点：

(1). 电耗在设备高度允许的情况下，二效和三效的强制循环泵可以不增设，采用方法系采用增设沸腾段以阻止管内沸腾，充分遏制加热管壁的结构问题。与此同时增加管内流体温差，可以保证蒸发器内循环物流流速，从而保证换热系数不至于过低。如此可以降低的电耗量为44kW，电耗降低率为：

可以省去约30万的电费，此方法存在一定的弊端，首先是调试阶段难度加大，设备很难保持稳定，所以要求要连续定态生产的时间越长越好；其次是存在一定的风险性，在贵方愿意的情况下，我方可以加高的设备进行加工，若生产无问题即不采用强制循环，若存在问题我公司则对循环管部分进行改造，另外改成强制循环的方式，由于该方法存在一定的风险性，所以最终的决定权在贵方手中。

(2). 若贵方对能耗的要求过高，能否考虑采取再增设一效的方式进一步降低能耗？该法的设备成本略高，大概需要增加60万的设备的成本，从年利率至少12%的技术经济学角度分析，每年至少需要节省13万元才有采取的价值，而从三效增加到四效预计可以节省蒸汽率为18%，每年可以节省的蒸汽成本为32.6万元，从这个角度来说增加一效有一定的价值，但是效益仍然不是特别大，电耗也会增加一部分的生产成本，从这个角度来说，有效的成本节约量仅仅有10万元，相对而言也不具有特别大的意义，这也是二版中不采用四效蒸发浓缩的原因之一。当然贵方如果认为这10万的能耗降有意义，可以联系我公司进一步设计四效蒸发器。需要额外说明的是四效蒸发需要的生蒸汽温度约135~140℃，属于压力容器范畴，设备成本可能会进一步提高。

 

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