CN100361896C - 碳碱法生产硼砂工艺中能量的回收利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种碳碱法生产硼砂工艺中能量的回收利用方法，该方法按下述步骤进行：a.蒸汽冷凝水回收利用步骤：将碳碱法生产硼砂的工艺过程中碳解加热蒸汽的冷凝水回收后直接返回锅炉作为锅炉的上水；b.碳解后料液余热及碳解尾气余热回收利用步骤：将料液结晶过程中使用的冷水通过换热器回收后，用碳解后料液的余热及碳解尾气的余热进行加热，将加热后得到的热水用于洗涤板框过滤的硼泥渣。本发明对用碳碱法生产硼砂的工艺中能量回收利用，节约了一次上水量和软化水的费用和加热冷水消耗的蒸汽。
Description
一、技术领域：本发明涉及一种生产硼砂工艺中能量的回收利用方法，特别是用碳碱法生产硼砂工艺中能量回收利用的方法。
二、背景技术：国外的硼砂生产，由于原料的不同，很少采用碳碱法生产。如美国硼矿资源为天然硼砂矿，只需热水浸取，冷却结晶即可；土耳其、俄罗斯多是硬硼钙石，一般采取硫酸分解制硼酸后，再与纯碱反应制取硼砂，而且其企业能量回收利用技术也很普遍和成熟。
国内的硼矿主要是硼镁石和硼镁铁石资源，目前多采用碳碱法工艺生产硼砂，其蒸汽能源都是一次性消耗掉，而不去考虑余热的回收利用。除主观上不重视外，主要存在工艺技术方面的问题。在用碳碱法生产硼砂工艺中需消耗蒸汽来加热的工序主要是碳化分解工序，因其反应要求在125～135℃范围内保温12～20小时(根据原料不同，反应时间不同)，同时排除相应的碳解尾气，其压力为4～4.5kg/cm2，温度在125～135℃之间；其次是过滤工序洗渣热水，多数厂家回收碳解加热的蒸汽冷凝水掺兑冷水，再消耗部分直接蒸汽加热；甚至不回收冷凝水而用冷水直接蒸汽加热，消耗大量的蒸汽。另外还有工艺中临时疏通管道及处理设备结垢消耗部分蒸汽。显而易见，碳解反应、加温反应所消耗的蒸汽是无可非议的，但其时刻排放的尾气携带的热量则白白浪费掉，这是能够回收利用的余热之一。其二、若用于碳解加热蒸汽的已软化的冷凝水能直接回到锅炉房，既提高了锅炉上水温度，可达到85～95℃，又节省了锅炉的一次上水量和软化水量，同样值得重视。第三、过滤后含硼砂(200～300g/l)的料液(温度为85～90℃，或称“大度水”)，需要转入下道工序用冷水进行冷却结晶，在将料液冷却的同时，冷水的温度也得到相应的提高，这部分被提高了温度的热水，现在都未对其回收利用，使其白白地浪费掉。
三、发明内容：
1、发明目的：本发明提供了一种碳碱法生产硼砂工艺中能量的回收利用方法，其目的是解决碳碱法生产硼砂工艺中剩余的热能量大部分被浪费掉，没有得到很好的回收利用，而现在没有在不影响硼砂质量的前提下，对这些能量很好的回收利用方法等方面存在的问题。
2、技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种碳碱法生产硼砂工艺中能量的回收利用方法，其特征在于：该方法按下述步骤进行：
a、蒸汽冷凝水回收利用步骤：将碳碱法生产硼砂的工艺过程中碳解加热蒸汽的冷凝水回收后直接返回锅炉作为锅炉的上水；
b、碳解后料液余热及碳解尾气余热回收利用步骤：将料液结晶过程中使用的冷水通过换热器回收后，用碳解后料液的余热及碳解尾气的余热进行加热，将加热后得到的热水用于洗涤板框过滤的硼泥渣。
上述步骤b中对碳解后料液的余热及碳解尾气的余热利用为：将料液结晶工序中使用的冷水经料液加热后用一个换热器回收，使碳解后经过滤工序处理的料液在进入结晶工序之前先经过上述换热器，对换热器中回收的水进行部分加热，并用另一个换热器回收碳解尾气的余热对前一换热器送来的回收水再次加热，达到分段连续累加回收余热，加热后热水的水温达到85～90℃。
上述步骤a中回收后用作锅炉上水的冷凝水为软化水，它的温度达到85～95℃。
3、优点及效果：通过本发明技术方案的实施，能够很好地解决碳碱法生产硼砂工艺中余热的能量大部分浪费掉，没有得到很好的回收利用，而现在没有在不影响硼砂质量的前提下，对这些能量很好的回收利用方法等方面存在的问题。本发明提供了一种能量的回收利用方法，回收硼砂生产工艺中被浪费的低位热能再用于生产工艺中，从而为企业减少燃料煤、油等能源和软化水资源的消耗，降低成本，并且采用本发明回收利用方法后最终产品硼砂收率不变，产品质量合格，不受影响。
通过采用本发明能量回收利用方法，可以达到如下指标：
1)、碳解加热蒸汽冷凝水全部回到锅炉工序，再次循环作为锅炉产生的蒸汽用水；
2)、过滤、洗涤硼泥渣用的热水，利用回收余热提高温度，不再消耗直接加热的蒸汽；
3)、工艺指标可达到：锅炉上水温度85～95℃，板框洗水温度85～90℃，碳解加热蒸汽压力0.25～0.3mPa，碳解温度125～135℃，结晶温度25～30℃；
1)、在能量回收利用过程中三氧化二硼的碳化分解率和收率不降低。
四、附图说明：附图1为本发明工艺方法流程图。
五、具体实施方式：
本发明是一种在原硼砂生产工艺基本不变的前提下，并结合硼砂生产工艺的特点，对其生产过程中产生的能量回收利用，主要分为两种回收利用的情况：一、冷凝水回收后作为锅炉的上水；二、使用碳解后得到料液的余热以及碳解尾气的余热，对通过热交换设备回收的料液结晶过程中使用的冷水进行加热，使其温度达到85～90℃，用它来清洗过滤板框上硼泥渣；本发明对多余能量回收利用的过程中不影响三氧化二硼的碳化分解率和收率，本发明的回收利用方法不仅适用于碳碱法生产硼砂的工艺中，同时也适合于硼酸生产工艺中对余热的回收利用。
实施例1：
如附图1所示，本发明碳碱法生产硼砂工艺中能量的回收利用方法，该方法按下述步骤进行：
a、蒸汽冷凝水回收利用步骤：碳碱法生产硼砂的工艺过程中碳解加热蒸汽的冷凝水为软化水，它的温度达到85～95℃，将这种冷凝水回收到与蒸汽锅炉连接的储水池，直接作为锅炉的上水；
b、碳解后料液余热及碳解尾气余热回收利用步骤：先将料液结晶过程中使用的经料液余热加热后的冷水通过一个换热器回收，使碳解后经过滤工序处理的料液在进入结晶工序之前先经过上述换热器，对换热器中回收的水进行部分加热，并用另一个换热器回收碳解尾气的余热对前一换热器送来的回收后的水再次加热，达到分段连续累加回收余热，加热后热水的水温达到85～90℃。将得到的热水用于洗涤板框过滤的硼泥渣。
实施例2：在3万吨/年规模硼砂生产工艺中，原常开三台4吨/小时锅炉，通过利用本发明能量回收利用方法后，实现了两台锅炉既能满足生产需要。经过一段时间的实验运行，具体工艺指标可达到：锅炉上水温度85～95℃，板框洗水温度85～90℃，碳解加热蒸汽压力0.25～0.3mPa，碳解温度125～135℃，结晶温度25～30℃；三氧化二硼的碳化分解率和收率不降低，硼砂质量合格。经济指标上可实现日节省燃料煤15吨，节省软化水用盐2～2.5吨/月，粗略估计，年节省费用222万元。相当于年产万吨硼砂规模的厂家，每年可节省费用60～70万元，也就是每吨硼砂成本下降60～70元，经济效益相当可观。本发明达到回收热量，节约资源，降低生产成本。
本发明的能量的回收利用方法，减少企业能源、资源的消耗，降低成本，并且不影响最终产品的收率，产品质量合格。
Claims (3)
1.一种碳碱法生产硼砂工艺中能量的回收利用方法，其特征在于：该方法按下述步骤进行：
a、蒸汽冷凝水回收利用步骤：将碳碱法生产硼砂的工艺过程中碳解加热蒸汽的冷凝水回收后直接返回锅炉作为锅炉的上水；
b、碳解后料液余热及碳解尾气余热回收利用步骤：将料液结晶过程中使用的冷水通过换热器回收后，用碳解后料液的余热及碳解尾气的余热进行加热，将加热后得到的热水用于洗涤板框过滤的硼泥渣。
2.根据权利要求1所述的碳碱法生产硼砂工艺中能量的回收利用方法，其特征在于：上述步骤b中对碳解后料液的余热及碳解尾气的余热利用为：将料液结晶工序中使用的冷水经料液加热后用一个换热器回收，使碳解后经过滤工序处理的料液在进入结晶工序之前先经过上述换热器，对换热器中回收的水进行部分加热，并用另一个换热器回收碳解尾气的余热对前一换热器送来的回收水再次加热，达到分段连续累加回收余热，加热后热水的水温达到85～90℃。
3.根据权利要求1所述的碳碱法生产硼砂工艺中能量的回收利用方法，其特征在于：上述步骤a中回收后用作锅炉上水的冷凝水为软化水，它的温度达到85～95℃。
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