專利名稱：硝化棉煮洗余熱回收利用方法及其水汽直接換熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及余熱回收利用方法及其換熱裝置，特別涉及硝化棉煮洗生產(chǎn)過程中廢蒸汽所產(chǎn)生余熱回收利用方法，以及運(yùn)用于該方法的水汽直接換熱裝置。
背景技術(shù)：
在硝化棉生產(chǎn)過程中，普遍采用間歇式煮洗桶煮洗硝化棉，即利用蒸汽作為加熱介質(zhì)對(duì)硝化棉進(jìn)行酸煮和水煮，以此達(dá)到硝化棉安定處理和降粘等目的。一般來說，煮洗過程的蒸汽消耗占硝化棉生產(chǎn)蒸汽耗量80％以上。因此，有效地回收利用煮洗余熱是降低硝化棉生產(chǎn)成本的重要技術(shù)措施。
目前，對(duì)硝化棉煮洗余熱回收利用采用的是間接換熱方式的方式，即采用常規(guī)的列管式、盤管式或套管式換熱裝置。由于在熱交換過程中，蒸汽和冷水在相互隔離的空間內(nèi)流動(dòng)，廢蒸汽和水不直接接觸，因此存在換熱效率低的不足，回收水溫低，一般低于50℃。而且由于換熱器內(nèi)管道長，蒸汽流量小，系統(tǒng)壓力大于0.1MPa，熱回收系統(tǒng)阻力大，導(dǎo)致?lián)Q熱速度慢。除此之外，此類間接式換熱器的部件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備投資較大。因此，采用這種間接換熱方式回收利用廢蒸汽實(shí)難達(dá)到理想的效果。除此之外，國內(nèi)硝化棉生產(chǎn)企業(yè)在硝化棉煮洗余熱回收利用過程中未對(duì)廢蒸汽中的氧化氮?dú)怏w進(jìn)行回收處理，生產(chǎn)時(shí)車間內(nèi)硝煙彌漫，導(dǎo)致生產(chǎn)環(huán)境惡劣和廢氣的不達(dá)標(biāo)排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是之一提供一種硝化棉煮洗余熱回收利用方法，利用該方法能充分地回收利用硝化棉煮洗過程中廢蒸汽所產(chǎn)生的余熱，從而能較大幅度地降低硝化棉的生產(chǎn)成本。本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明的硝化棉煮洗余熱回收利用方法，包括如下步驟①通過蒸汽管路向硝化棉煮洗桶內(nèi)輸送壓力為0.10～0.45MPa的蒸汽，對(duì)硝化棉進(jìn)行煮洗；②將煮洗過程中所生產(chǎn)的廢蒸汽輸入水汽直接換熱裝置內(nèi)，并加入冷水使水汽直接混合進(jìn)行換熱，回收60～95℃熱水。
在采取上述技術(shù)方案后，冷水和廢蒸汽直接混合換熱，能大幅度地提升換熱效率，回收熱水溫度可達(dá)60～95℃。如將該所回收的熱水輸入煮洗桶內(nèi)對(duì)硝化棉進(jìn)行煮洗，則可使每噸硝化棉生產(chǎn)所需蒸汽耗量減少約400～900公斤，從而有利于以較大幅度降低硝化棉的生產(chǎn)成本。大大簡(jiǎn)化了原有的眾多的管路，減小了熱回收系統(tǒng)的阻力，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)泄壓蒸汽噪音由98分貝降為40～50分貝。
作為以上技術(shù)方案的改進(jìn)，為改善生產(chǎn)環(huán)境和使尾氣達(dá)標(biāo)排放，所述步驟②之后，將換熱后的水、氣輸送至密閉的熱水桶，用抽風(fēng)機(jī)將其中的氣體送入高效填料吸收塔，氧化氮?dú)怏w被水吸收后生成稀硝酸回收利用。
本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問題是提供一種用于上述硝化棉煮洗余熱回收利用方法的水汽直接換熱裝置。本發(fā)明解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本發(fā)明的水汽直接換熱裝置，其特征在于它包括中空的殼體，該殼體上分別開設(shè)有冷水入口、廢蒸汽入口和熱水出口。冷水和廢蒸汽在殼體內(nèi)腔中混合進(jìn)行直接換熱，能大幅度地提高換熱效率和回收熱水的溫度。
作為以上技術(shù)方案的改進(jìn)，為進(jìn)一步提高換熱效率，所述殼體內(nèi)固定設(shè)置有其上開設(shè)有若干通孔的孔板，該孔板將殼體內(nèi)部空腔分隔成液相室和水汽混合室；所冷水入口與液相室直接相通，所述廢蒸汽入口和熱水出口直接與水汽混合室相通。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明的硝化棉煮洗余熱回收利用方法解決了長期困擾硝化棉生產(chǎn)企業(yè)的熱量消耗量大和尾氣不達(dá)標(biāo)排放的技術(shù)難題，可使每噸硝化棉生產(chǎn)所需蒸汽耗量減少約400～900公斤，從而有利于以較大幅度降低硝化棉的生產(chǎn)成本；本發(fā)明的水汽直接換熱裝置能大幅度地提高換熱效率和回收熱水的溫度，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和設(shè)備投資小的特點(diǎn)，大大簡(jiǎn)化了原有的眾多管路。


本說明書包括如下三幅附圖圖1是本發(fā)明硝化棉煮洗余熱回收利用方法的工藝流程圖；圖2是本發(fā)明水汽直接換熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是沿圖2中A-A線的剖視圖。
圖中零部件、部位及編號(hào)殼體10、液相室20、水汽混合室12、隔板13、通孔14、冷水入口20、廢蒸汽入口21、熱水出口22。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
參照?qǐng)D1，本發(fā)明的硝化棉煮洗余熱回收利用方法，包括如下步驟①通過蒸汽管路向硝化棉煮洗桶內(nèi)輸送壓力為0.10～0.45MPa的蒸汽，對(duì)硝化棉進(jìn)行煮洗；②將煮洗過程中所生產(chǎn)的廢蒸汽輸入水汽直接換熱裝置內(nèi)，并加入冷水使水汽直接混合進(jìn)行換熱，回收60～95℃熱水。
為改善生產(chǎn)環(huán)境和使尾氣達(dá)標(biāo)排放，在所述步驟②之后，將換熱后的水、氣輸送至密閉的熱水桶，用抽風(fēng)機(jī)將其中的氣體送入高效填料吸收塔，其中的氧化氮?dú)怏w被水吸收后生成稀硝酸回收利用。
所述步驟②之后可將經(jīng)換熱所回收的熱水輸入到硝化棉煮洗桶內(nèi)用于硝化棉煮洗?；厥諢崴睦?，可提高煮洗生產(chǎn)過程的基礎(chǔ)水溫，縮短煮洗升溫時(shí)間，降低蒸汽的消耗量。參照?qǐng)D1，換熱后所回收的熱水先進(jìn)入熱水桶內(nèi)，再由熱水泵泵入硝化棉煮洗桶內(nèi)。
所述步驟②中，為了克服冷水管路阻力和位差，滿足工藝用水量要求，冷水輸送應(yīng)維持一定的壓力范圍，冷水輸送壓力為0.2～0.5Mpa。硝化棉在煮洗過程中需要0.1～0.35MPa的蒸汽壓力，控制好煮洗溫度需要降低廢熱回收系統(tǒng)的阻力，因此在所述步驟②中，水汽混合壓力≤0.08MPa。
本發(fā)明的硝化棉煮洗余熱回收利用方法，冷水和廢蒸汽直接混合換熱，能大幅度地提升換熱效率，回收熱水溫度可達(dá)60～95℃。如將該所回收的熱水輸入煮洗桶內(nèi)對(duì)硝化棉進(jìn)行煮洗，則可使每噸硝化棉生產(chǎn)所需蒸汽耗量減少約400～900公斤，從而有利于以較大幅度降低硝化棉的生產(chǎn)成本。大大簡(jiǎn)化了原有的眾多的管路，減小了熱回收系統(tǒng)的阻力，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)泄壓蒸汽噪音由98分貝降為40～50分貝。
圖2和圖3示出的是用于上述硝化棉煮洗余熱回收利用方法的水汽直接換熱裝置。參照?qǐng)D1，該水汽直接換熱裝置它包括中空的殼體10，該殼體10上分別開設(shè)有冷水入口20、廢蒸汽入口21和熱水出口22。冷水和廢蒸汽在殼體10內(nèi)腔中混合進(jìn)行直接換熱，能大幅度地提高換熱效率和回收熱水的溫度。與傳統(tǒng)的熱交換器相比較，取消了原有的眾多管道，減小了熱回收系統(tǒng)的阻力，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備投資小、換熱效率高、換熱速度快的特點(diǎn)。
參照?qǐng)D2，為進(jìn)一步提高換熱效率，所述殼體10內(nèi)固定設(shè)置有其上開設(shè)有若干通孔14的孔板13，該孔板13將殼體10內(nèi)部空腔分隔成液相室20和水汽混合室12。所述冷卻水入口20與液相室20直接相通，所述廢蒸汽入口21和熱水出口22直接與水汽混合室12相通。參照?qǐng)D3，所述通孔14在隔板13上均布。在壓力作用下，冷水以噴射狀或霧狀進(jìn)入水汽混合室12內(nèi)，使冷水與廢蒸汽之間汽液接觸面增大，因此具有較高的換熱速度和效率。參照?qǐng)D2，作為一種典型的配置方式，所述冷水入口20、廢蒸汽入口21和熱水出口22上分別固定設(shè)置有用于與相應(yīng)管路相連接的法蘭盤。
權(quán)利要求
1.硝化棉煮洗余熱回收利用方法，包括如下步驟①通過蒸汽管路向硝化棉煮洗桶內(nèi)輸送壓力為0.10～0.45MPa的蒸汽，對(duì)硝化棉進(jìn)行煮洗；②將煮洗過程中所生產(chǎn)的廢蒸汽輸入水汽直接換熱裝置內(nèi)，并加入冷水使水汽直接混合進(jìn)行換熱，回收60～95℃熱水。
2.如權(quán)利要求1所述的硝化棉煮洗余熱回收利用方法，其特征是所述步驟②之后，將換熱后的水、氣輸送至密閉的熱水桶，用抽風(fēng)機(jī)將其中的氣體送入高效填料吸收塔，其中的氧化氮?dú)怏w被水吸收后生成稀硝酸回收利用。
3.如權(quán)利要求2所述的硝化棉煮洗余熱回收利用方法，其特征是所述步驟②之后將經(jīng)換熱所回收的熱水輸入到硝化棉煮洗桶內(nèi)用于硝化棉煮洗。
4.如權(quán)利要求1所述的硝化棉煮洗余熱回收利用方法，其特征是所述步驟②中，所輸入冷水的壓力為0.2-0.5Mpa，水汽混合壓力≤0.08MPa。
5.用于如權(quán)利要求1所述硝化棉煮洗余熱回收利用方法的水汽直接換熱裝置，其特征在于它包括中空的殼體(10)，該殼體(10)上分別開設(shè)有冷水入口(20)、廢蒸汽入口(21)和熱水出口(22)。
6.如權(quán)利要求5所述的水汽直接換熱裝置，其特征在于所述殼體(10)內(nèi)固定設(shè)置有其上開設(shè)有若干通孔(14)的隔板(13)，該隔板(13)將殼體(10)內(nèi)部空腔分隔成液相室(20)和水汽混合室(12)；所述冷水入口(20)與液相室(20)直接相通，所述廢蒸汽入口(21)和熱水出口(22)直接與水汽混合室(12)相通。
7.如權(quán)利要求5所述的水汽直接換熱裝置，其特征在于所述通孔(14)在孔板(13)上均布。
8.如權(quán)利要求5或6所述的水汽直接換熱裝置，其特征在于所述冷水入口(20)、廢蒸汽入口(21)和熱水出口(22)上分別固定設(shè)置有用于與相應(yīng)管路相連接的法蘭盤。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種硝化棉煮洗余熱回收利用方法及其水汽直接換熱裝置。利用該方法能充分地回收利用硝化棉煮洗過程中廢蒸汽所產(chǎn)生的余熱，從而能較大幅度地降低硝化棉的生產(chǎn)成本，該方法包括如下步驟①通過蒸汽管路向硝化棉煮洗桶內(nèi)輸送壓力為0.10～0.45MPa的蒸汽，對(duì)硝化棉進(jìn)行煮洗；②將煮洗過程中所生產(chǎn)的廢蒸汽輸入水汽直接換熱裝置內(nèi)，并加入冷水使水汽直接混合進(jìn)行換熱，回收60～95℃熱水。本發(fā)明水汽直接換熱裝置包括中空的殼體，該殼體上分別開設(shè)有自來水入口、廢蒸汽入口和熱水出口，自來水和廢蒸汽在殼體內(nèi)腔中混合進(jìn)行直接換熱，能大幅度地提高換熱效率和回收熱水的溫度。
文檔編號(hào)F28C3/06GK1887909SQ200610021509
公開日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2006年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月1日
發(fā)明者王維智, 薛剛, 張仁旭 申請(qǐng)人:四川北方硝化棉股份有限公司