蒸汽余熱資源在白酒行業(yè)中的回收利用

賴運(yùn)勝 杜宇

【摘? 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源短缺、環(huán)境污染等問題日益凸顯。企業(yè)應(yīng)快速推進(jìn)環(huán)保改造，發(fā)展節(jié)能減排技術(shù)。本文闡述了白酒企業(yè)使用溴化鋰制冷技術(shù)進(jìn)行環(huán)保改造的實(shí)際應(yīng)用與研究。

【關(guān)鍵詞】溴化鋰;余熱回收;制冷;節(jié)能減排

引言

在白酒生產(chǎn)中，蒸糧蒸酒需要大量的熱量，而大部分白酒企業(yè)都是以鍋爐蒸汽供熱的方式進(jìn)行供熱。在釀酒生產(chǎn)過程中，會(huì)剩余部分低品質(zhì)蒸汽。這部分蒸汽除少量能回收自用外，其余得不到充分利用，直接排空或經(jīng)過設(shè)備處理后排空，既增加了處理成本又造成能源的大量浪費(fèi)。

白酒企業(yè)需要用低溫冷卻水使氣態(tài)酒冷凝為液態(tài)酒，傳統(tǒng)模式是使用自來水作為工藝?yán)鋮s水，冷卻完畢后進(jìn)行廢水排放。廢水站處理壓力極大。如果將低品質(zhì)蒸汽余熱作為驅(qū)動(dòng)熱源，實(shí)現(xiàn)供冷需求，將工藝?yán)鋮s水循環(huán)使用將是一項(xiàng)非常經(jīng)濟(jì)的措施，對節(jié)能、減排具有重要的意義。

1.白酒行業(yè)首次引進(jìn)吸收式制冷機(jī)助力白酒生產(chǎn)

近幾年，瀘州老窖股份有限公司為響應(yīng)國家“低碳環(huán)保，節(jié)能減排”的號召，對釀酒生產(chǎn)進(jìn)行了多項(xiàng)技術(shù)改造項(xiàng)目。其中就對白酒冷凝器進(jìn)行了環(huán)保改造項(xiàng)目，通過引進(jìn)制冷設(shè)備建立循環(huán)水系統(tǒng)，使冷凝器使用后的水，再通過制冷設(shè)備降溫后循環(huán)使用，提高了水的使用率。

瀘州老窖前期對白酒冷凝器進(jìn)行了一期改造項(xiàng)目，考慮到余熱蒸汽的處理問題，在一期改造項(xiàng)目中引進(jìn)了一臺蒸汽型溴化鋰吸收式制冷機(jī)，用于回收稻殼清蒸后的余熱蒸汽。蒸汽型制冷機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：

由技術(shù)參數(shù)可知，蒸汽型制冷機(jī)對余熱蒸汽的壓力要求較低，能較好的回收余熱蒸汽。蒸汽型制冷機(jī)配置兩臺開式冷卻塔進(jìn)行散熱，且為減少系統(tǒng)在長期運(yùn)行中結(jié)垢過度嚴(yán)重，影響開式冷卻塔填料散熱效果及與制冷機(jī)的換熱效果，開式冷卻塔使用除鹽水進(jìn)行供水。余熱蒸汽從稻殼清蒸處理車間樓頂接入到制冷機(jī)蒸汽管道中，考慮余熱蒸汽壓力較低，余熱蒸汽在接入制冷機(jī)蒸汽管道后通過風(fēng)機(jī)送往制冷機(jī)回收利用。

制冷機(jī)采用的是溴化鋰和水工質(zhì)對，水作制冷劑，溴化鋰作吸收劑，水作制冷劑的蒸發(fā)溫度只能在0℃以上，即只能在工況要求0℃以上環(huán)境使用，濃香型白酒流酒溫度較低，冷卻水的溫度恰好符合工藝需求。在日常運(yùn)行中，制冷機(jī)機(jī)組故障率較低，機(jī)組真空度和冷卻水對機(jī)組制冷效果影響較大，需要多加留意，并需要定期維護(hù)以保持良好的工作性能，開式冷卻塔也需要定期清洗，以保證散熱效果。循環(huán)水系統(tǒng)對白酒冷凝器的回水有四段降溫的過程，蒸汽型制冷機(jī)是系統(tǒng)的第三段降溫設(shè)備。在實(shí)際運(yùn)行中，稻殼清蒸處理每小時(shí)需要使用蒸汽2t，使用后全部被制冷機(jī)回收，蒸汽型制冷機(jī)的冷水入口溫度為30℃-34℃，通過蒸汽型制冷機(jī)后降溫至12℃-18℃，系統(tǒng)日循環(huán)量約735m?，兩臺開式塔日耗水量約25m?。車間75℃左右的循環(huán)水經(jīng)四次降溫后使其降至10-16℃，再回到車間冷凝器進(jìn)行冷卻使用，由此循環(huán)。

蒸汽型制冷機(jī)的耗電量很低，遠(yuǎn)低于余熱蒸汽處理設(shè)備的耗電量，使用蒸汽型制冷機(jī)后，既能降低余熱蒸汽的處理成本，也能為制冷機(jī)提供驅(qū)動(dòng)熱源。吸收式制冷的性能系數(shù)COP因制冷工質(zhì)對熱物性和熱力系統(tǒng)循環(huán)方式的不同而有很大變化，實(shí)際應(yīng)用的機(jī)組COP多不超過2，遠(yuǎn)低于壓縮式制冷系統(tǒng)。但吸收式制冷機(jī)組能回收利用低溫工業(yè)余熱、太陽能等低品質(zhì)熱能，在工業(yè)余熱利用方面有一定的優(yōu)勢 。且溴化鋰制冷機(jī)組制冷量較大，能夠更好的滿足工業(yè)生產(chǎn)需求。蒸汽型制冷機(jī)于2018年年初投運(yùn)，截止于2020年5月11日，蒸汽型制冷機(jī)運(yùn)行時(shí)間達(dá)6483小時(shí)，預(yù)計(jì)回收余熱蒸汽達(dá)1200t，節(jié)能減排效果顯著。

2.單效吸收式制冷機(jī)工作原理（溴化鋰-水工質(zhì)對）

吸收式制冷是液體氣化制冷的一種。它和蒸汽壓縮式制冷一樣是利用液體制冷劑在低溫低壓下氣化以達(dá)到制冷的目的。它的主要裝置有：發(fā)生器、冷凝器、蒸發(fā)器、吸收器、溶液泵、冷劑泵、噴淋泵等。蒸汽型單效吸收式制冷機(jī)原理組成如圖

在機(jī)組運(yùn)行過程中，當(dāng)溴化鋰水溶液在發(fā)生器內(nèi)受到蒸汽加熱后，發(fā)生器溴化鋰溶液中的水不斷汽化;隨著水的不斷汽化，發(fā)生器內(nèi)的溴化鋰水溶液濃度不斷升高，進(jìn)入吸收器;水蒸氣進(jìn)入冷凝器，被冷凝器內(nèi)的冷卻水換熱降溫后凝結(jié)，成為高壓低溫的液態(tài)水;當(dāng)冷凝器內(nèi)的水通過節(jié)流閥進(jìn)入蒸發(fā)器后，急速膨脹而汽化，并在汽化過程中大量吸收蒸發(fā)器內(nèi)冷媒水的熱量，從而達(dá)到降溫制冷的目的;在此過程中，低溫水蒸氣進(jìn)入吸收器，被吸收器內(nèi)的溴化鋰水溶液吸收，溶液濃度逐步降低，再由溶液泵送回發(fā)生器，完成整個(gè)循環(huán)。在機(jī)組整個(gè)循環(huán)中，系統(tǒng)處于真空狀態(tài)下，壓力的不同對冷劑的冷凝、蒸發(fā)具有促進(jìn)作用。

機(jī)組的制冷效果與冷卻水、驅(qū)動(dòng)熱源、機(jī)組真空度、溶液濃度等因素有關(guān)。尤其是機(jī)組的真空度，溴化鋰機(jī)組對真空度要求較高，真空是溴化鋰機(jī)組的“生命”，真空度越高，制冷劑越容易蒸發(fā)，則制冷效果越好。

3.節(jié)能、減排及其他優(yōu)勢

吸收式制冷機(jī)功率低，只消耗很少的電能，相比壓縮式制冷機(jī)節(jié)電90%以上。安全無害，溴化鋰溶液無臭、無毒，對大氣無污染，不會(huì)破壞臭氧層。制冷機(jī)在真空狀態(tài)下運(yùn)行，無高壓爆炸危險(xiǎn)，安全可靠。運(yùn)動(dòng)部件少，無高速氣流，運(yùn)行時(shí)噪聲小。利用低品質(zhì)蒸汽余熱對工藝?yán)鋮s水循環(huán)制冷，使糧食清蒸環(huán)節(jié)的蒸汽實(shí)現(xiàn)零排放也讓釀酒工藝?yán)鋮s水實(shí)現(xiàn)了零排放。減排意義重大。制冷量大，機(jī)組制冷量大，便于發(fā)展集中式供冷。

4.結(jié)語

在當(dāng)前節(jié)能和環(huán)保的雙重壓力下，余熱回收應(yīng)用與制冷不僅可以優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、節(jié)能減排，同時(shí)也降低了制冷空調(diào)業(yè)的耗能和環(huán)境污染。白酒行業(yè)應(yīng)在余熱回收的方向繼續(xù)嘗試，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)，理論聯(lián)系實(shí)際對廢水余熱、低溫蒸汽、熱水等低品質(zhì)余熱回收利用。以提高能源利用率和改善生態(tài)環(huán)境質(zhì)量為目標(biāo)，加快建設(shè)節(jié)能環(huán)保型企業(yè)。

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