洗衣粉喷雾干燥系统的节能减排.docx

洗衣粉喷雾干燥系统的节能减排王利民（山东丽波日化股份有限公司，潍坊261031）【摘要】本文主要对洗衣粉喷雾干燥系统进行了概述，提出了做好该系统节能和减排的技术措施和管理措施，指出了洗衣粉浓缩化的发展趋势。【关键词】洗衣粉；喷雾干燥；节能；减排1.概述自1965年喷雾干燥用于蛋品处理以来，这种将处理对象由液态经雾化和干燥在短时间直接变成固体粉末的技术，在上个世纪后叶取得了长足的进步。我国最早将喷雾干燥技术用于工业化生产的是乳品行业，之后是洗涤剂和染料等工业[1]。喷雾干燥技术现已广泛应用于无机化工、有机化工、日用化工、化肥、食品、医药、陶瓷、木材、粮食、渔业等领域[2]。目前，在全球洗涤剂市场上，喷雾干燥生产的洗衣粉仍占主导地位。洗衣粉喷雾干燥工艺又称高塔喷雾工艺。它是将有关的固体原料和液体原料按照设定的配方先配制成料浆，再经过滤、老化、均质后，用高压泵把料浆输送到塔顶部，通过喷枪喷嘴经压力雾化成雾滴，在塔内与热空气相遇进行传热和传质得以干燥，洗衣粉从塔底流出，尾气经塔顶引风机抽出，经除尘后排入大气。按照料浆雾滴与热风在干燥塔内流向的不同，喷雾干燥的操作方式分为顺流、逆流和混流三种。洗衣粉生产一般采用顺流和逆流两种方式，顺流干燥得到的产品视比重偏轻，逆流干燥得到的产品视比重偏重。由于逆流干燥中热气体在与仍然潮湿的液滴接触后才离开塔顶，排出的尾气温度较低，气液两相的温差较大，因此逆流干燥的热效率较顺流干燥为高。到目前为止，大多数洗衣粉的喷雾干燥都是采用逆流方式[3]。本文也只对逆流操作的洗衣粉喷雾干燥系统的节能减排作论述。该系统由热风产生、高压泵输送、喷雾与干燥、尾气处理等四部分构成，因此节能减排的措施也只对这四个工序相关的工艺设备而言之。国务院节能减排“十二五”规划已于2012年8月发布实施，其中对工业节能减排提出了明确的要求和目标。洗衣粉生产过程中，喷雾干燥系统的能耗占总能耗的比例达85%以上，而喷雾干燥系统的热效率只有50%左右。因此，洗衣粉行业节能工作的重点应是首先关注喷雾干燥系统的节能。2.节能从大的方面讲，节能措施分为技术措施和管理措施。技术措施包括工艺的、设备的、配电和自动控制的措2012年第12期70December,2012NewTechnologiesProducts/新技术新产品施，而管理措施则包括制度的和生产操作的措施。2.1技术方面2.1.1优化系统设计合理设计洗衣粉喷雾干燥系统的生产规模，做到工艺设备的互相匹配。据文献报道，喷粉塔的直径不能小于3.6m[4]，否则是很不经济的。塔径是否越大越好，尽管目前尚无定论，但从理论上讲，不是越大越好，一般认为取值6～8m是合适的。目前国内洗衣粉生产厂的喷粉塔直径从3m到9m不等，仅对喷雾干燥系统而言，有的厂存在“大马拉小车”的现象，如热风炉很大而喷粉塔较小；也有的厂存在“小马拉大车”的现象，如热风炉很小而喷粉塔很大。这两种情况下，系统的能效都很低。因此，生产装置设计合理的产能规模和设备匹配是节能的前提。按照生产每吨洗衣粉平均耗热量2.0GJ计算，年产10万吨的喷粉塔配用热负荷7.5～8.0MW的热风炉是最经济的。2.1.2工艺改进1）在一定限度内，合理提高料浆的总固体含量。按照理论计算，料浆的总固体含量每提高1%，喷粉塔减少挥发水分5%左右。假如料浆总固体浓度由65%提高到70%，同样条件下，则可比能耗降低20%以上。2）合理提高料浆温度。料浆温度在一定范围内适当提高，可降低料液的粘度，改善雾化性能，促进物料的传热与传质，缩短雾滴在喷粉塔内被加热的时间。经测算，一般操作条件下，料液温度每提高1℃，喷粉塔蒸发1kg水分所需的热量减少4.2～5.2kJ。料浆温度的提高可通过回收其他生产工序的余热来实现。3）提高热空气进塔温度，降低尾气出塔温度。在热空气量和产量不变的情况下，环境温度20℃、尾气温度100℃时，热空气进塔温度由350℃提高到400℃，热效率则能提高3.3%。通过降低尾气温度，增大温度差，充分利用热空气所带热量，也能提高热效率。在热风进塔温度350℃、环境温度20℃时，尾气出塔温度由100℃降到90℃时，热效率则提高3.2%[2]。4）在配方一定、不影响产品质量前提下，适当减少前配喷粉量、增加后配原料量。这样，后配加入的原料不需要消耗干燥能量即成为产品。因此，增加后配量会显著降低洗衣粉的单位产品能耗。目前，国内上规模的洗衣粉生产厂大都采用了“前配＋后配”的工艺路线。就整个洗涤用品行业来说，总的单位产品能耗量已较以前有显著的降低。5）部分尾气循环利用。由于利用了再循环尾气所带的余热，使喷粉塔的热效率提高。但随着尾气循环量的增加，使得热空气的湿含量也增加，干燥速率将随之降低，干燥时间加长。因此，理论上存在一个最佳尾气循环量，一般的尾气循环量为20%～30%[