CN202164251U - 糠醛醛汽余热回用装置 - Google Patents

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柴会新
袁梅
部先栋
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Abstract

本实用新型涉及工业生产中热量回收利用领域一种糠醛醛汽余热回用装置，包括与水解釜管道连通的醛汽缓冲罐、原液槽、初馏塔、分相器、冷凝器Ⅰ、冷凝器Ⅱ、毛醛精制装置、废热锅炉，废热锅炉的管程与醛汽缓冲罐连通，废热锅炉管程的另一端与原液槽和分离器连通，分离器底部与原液槽中部连通，原液槽底部与初馏塔中部连通，初馏塔顶部与分相器顶部连通，管道上设置有冷凝器Ⅱ，分相器中上部与初馏塔中部连通。采用此糠醛醛汽余热回用装置，每吨含醛8%的醛汽能产生0.4MPa蒸汽0.633吨，节约循环水35.217吨，折合每吨精醛产低压蒸汽8.28吨，节省循环水60.688吨，每吨糠醛的蒸汽消耗能由20-22吨降至12-14吨。

Description

糠醛醛汽余热回用装置
技术领域
本实用新型涉及工业生产中热量回收利用领域，特别涉及一种糠醛醛汽余热回用装置。
背景技术
糠醛又称呋喃甲醛,分子式为C5H4O2，相对分子量96.8，常温下为无色或浅黄色有杏仁味的液体。广泛用于医药、农药、合成树脂、合成纤维、合成橡胶等。工业上以含戊聚糖的农副产品水解制得，即戊聚糖首先被水解成戊糖，戊糖再闭环脱水生成糠醛。
国内的糠醛生产大都是以玉米芯为原料，使上述两步反应在一个反应器（水解釜）内同时进行，俗称“一步法”。水解釜容积为10～15m3内衬耐酸水泥的立式釜，间隙操作。糠醛渣作为锅炉燃料产生蒸汽供水解和蒸馏精制装置使用。每生产一吨糠醛约消耗12～15吨玉米芯，20-22吨蒸汽，250～300公斤硫酸，产生12～15吨糠醛渣。
目前国内使用最普遍的“一步法”糠醛生产工艺中醛汽冷凝工序流程为：来自水解釜的高温醛汽（150-170℃）先经醛汽缓冲罐，再通过初馏塔塔釜换热，换热后的醛汽温度约为150℃，150℃的醛汽通过醛汽冷凝器冷凝为97.8℃（糠醛与水的共沸点）以下的原液，具体装置流程图见附图1。
醛汽冷凝过程中醛汽由气态变为液态，放出大量的潜热，因此需要消耗大量的循环冷却水，存在极大的热能利用空间。
发明内容
    为了解决以上问题，本实用新型提供了一种充分利用醛汽热量、节约循环冷却水和热量的糠醛醛汽余热回用装置。
本实用新型是通过以下方式实现的：
一种糠醛醛汽余热回用装置，包括与水解釜管道连通的醛汽缓冲罐、原液槽、初馏塔、分相器、冷凝器Ⅰ、冷凝器Ⅱ、毛醛精制装置，还包括废热锅炉，废热锅炉的管程与醛汽缓冲罐管道连通，废热锅炉管程的另一端顶部与原液槽顶部管道连通，并且管道上设置有冷凝器Ⅰ，废热锅炉管程的另一端底部与分离器中上部连通，分离器底部与原液槽中部管道连通，原液槽底部与初馏塔中部管道连通，初馏塔顶部与分相器顶部管道连通，并且管道上设置有冷凝器Ⅱ，分相器中上部与初馏塔中部管道连通，分相器底部连通到毛醛精制装置，初馏塔底部连通到废水池。
废热锅炉的壳程进口为软水，出口为低压蒸汽，废热锅炉的壳程出口连通到蒸汽使用装置。
蒸汽使用装置为原液蒸馏装置或毛醛精制装置。
分离器顶部与废热锅炉管程的另一端顶部管道连通。
本实用新型的有益效果：
采用此糠醛醛汽余热回用装置，每吨含醛8%的醛汽能产生0.4MPa蒸汽0.633吨，节约循环水35.217吨，折合每吨精醛产低压蒸汽8.28吨，节省循环水60.688吨，每吨糠醛的蒸汽消耗能由20-22吨降至12-14吨。
附图说明
附图1为传统的醛汽冷凝装置示意图，
附图2为本实用新型糠醛醛汽余热回用装置示意图，
图中，1、醛汽，2、醛汽缓冲罐，3、废热锅炉，4、软水，5、低压蒸汽，6、分离器，7、原液槽，8、初馏塔，9、分相器，10、冷凝器Ⅰ，11、冷凝器Ⅱ，12、毛醛精制装置，13、废水池，14、蒸汽使用装置。
具体实施方式
附图2为本实用新型糠醛醛汽余热回用装置一种具体实施方式，包括传统醛汽冷凝装置都具有的与水解釜管道连通的醛汽缓冲罐2、原液槽7、初馏塔8、分相器9、冷凝器Ⅰ10、冷凝器Ⅱ11、毛醛精制装置12，还包括本实用新型特有的废热锅炉3，废热锅炉3的管程一端与醛汽缓冲罐2管道连通，废热锅炉3的壳程进口为软水，出口为低压蒸汽，废热锅炉的壳程出口连通到蒸汽使用装置14，蒸汽使用装置14为原液蒸馏装置或毛醛精制装置12；废热锅炉3管程的另一端顶部与原液槽7顶部管道连通，并且管道上设置有冷凝器Ⅰ10，废热锅炉3管程的另一端底部与分离器6中上部连通，分离器6底部与原液槽7中部管道连通，原液槽7底部与初馏塔8中部管道连通，初馏塔8顶部与分相器9顶部管道连通，并且管道上设置有冷凝器Ⅱ11，分相器9中上部与初馏塔8中部管道连通，分相器9底部连通到毛醛精制装置12，初馏塔8底部连通到废水池13。
为了使废热锅炉3管程的另一端底部到分离器6的管路中的液体可以顺畅流动，分离器6顶部与废热锅炉3管程的另一端顶部连通。
本着节能减排和清洁生产的思想，本实用新型创造性的将废热锅炉3应用于糠醛生产的醛汽冷凝工序，能成功实现醛汽余热的综合利用。整个工艺流程如下：
来自水解釜的温度在150-170℃的高温醛汽1经醛汽缓冲罐2后进入废热锅炉3，醛汽走管程，软水4或者其他工序的蒸汽凝结水走壳程，高温醛汽1与软水4在废热锅炉内通过换热列管完成热交换，软水4被加热成0.3-0.4MPa的低压蒸汽5从废热锅炉3壳程顶部引出；大部分醛汽1凝结成97.8℃以下的原液从废热锅炉3管程底部引出，进入原液分离器6，然后进入原液槽7，废热锅炉3管程中少部分未凝结的醛汽从废热锅炉3管程顶部排除，再经冷凝器Ⅰ10冷凝成原液，进入原液槽7，原液从原液槽7底部进入初馏塔8进行初馏，馏出的气体从塔顶出来经过冷凝器Ⅱ11冷凝成液体进入分相器9，经过分相，下层的液体毛醛进入毛醛精制装置12进行精制，上层含有少量糠醛的水再进入初馏塔8进行蒸馏。初馏塔8底部的液体为塔底废水，其成分：有机酸约为2%，糠醛约为0.1%，其余大部分是水。塔底废水进废水池。
废热锅炉3内的软水4液位、低压蒸汽5的压力及废热锅炉3醛汽出口的压力通过自动调节阀控制，根据蒸汽产量和用汽需要适当调整。
采用此糠醛醛汽余热回用装置，每吨糠醛的蒸汽消耗能由20-22吨降至12-14吨，相关计算如下：
每1000kg醛汽（165℃,含醛8%）完全冷凝所释放的热量：
QH=W水×r水＋W醛×r醛 = 920kg×2071.5kj/kg＋80kg×504kj/kg=1.946×106kj
每1000kg冷凝水（约100℃）被加热成0.4MPa蒸汽（约152℃）所需热量：
QC=W水×（H汽152℃-H水100℃）= 1000kg×（2752.8kj/kg-416.9kj/kg）=2.336×106kj
如80%的醛汽在废锅中被冷凝，其中5%的热损失，则每吨醛汽通过废热锅炉时放出的热量：
Q放= QH×80%×95%=1.946×106×80%×95%=1.479×106kj
若用循环水换热此部分热量，所需循环水的量为：
W水= Q放/(Cp*△t)= 1.479×106kj/(4.2kj/kg·℃*10℃)=35.217吨
由以上计算可得：每吨醛汽（含醛8%）能产生0.4MPa蒸汽0.633吨，节约循环水35.217吨。折合每吨精醛产低压蒸汽8.28吨，节省循环水60.688吨（毛醛中糠醛的含量为90%，毛醛到精醛的回收率按86%计算）。

Claims (4)

1.一种糠醛醛汽余热回用装置，包括与水解釜管道连通的醛汽缓冲罐、原液槽、初馏塔、分相器、冷凝器Ⅰ、冷凝器Ⅱ、毛醛精制装置，其特征在于还包括废热锅炉，废热锅炉的管程与醛汽缓冲罐管道连通，废热锅炉管程的另一端顶部与原液槽顶部管道连通，并且管道上设置有冷凝器Ⅰ，废热锅炉管程的另一端底部与分离器中上部连通，分离器底部与原液槽中部管道连通，原液槽底部与初馏塔中部管道连通，初馏塔顶部与分相器顶部管道连通，并且管道上设置有冷凝器Ⅱ，分相器中上部与初馏塔中部管道连通，分相器底部连通到毛醛精制装置，初馏塔底部连通到废水池。
2.根据权利要求1所述的糠醛醛汽余热回用装置，其特征在于废热锅炉的壳程进口为软水，出口为低压蒸汽，废热锅炉的壳程出口连通到蒸汽使用装置。
3.根据权利要求2所述的糠醛醛汽余热回用装置，其特征在于蒸汽使用装置为原液蒸馏装置或毛醛精制装置。
4.根据权利要求1所述的糠醛醛汽余热回用装置，其特征在于分离器顶部与废热锅炉管程的另一端顶部管道连通。
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