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1、钛白粉后处理气粉尾气余热的合理回收赵科箭摘要：合理的工艺设计方案和合理的设备配套对钛白粉后处理气粉尾气余热的合理回收起着关键的作用，目前国内钛白粉金红石后处理的生产在气粉尾气的余热回收主要以直接用脱盐水喷淋和间接列管换热器两种方式搭配，间接列管换热器分为脱盐水冷换热器和风冷换热器；也有不对余热进行回收，直接用生产水换热降温，这种方式是最不可取的。下面本人着重说明的是全部采用间接换热器进行余热回收对各方面的平衡是比较合理。Abstract: Reasonable process design and reasonable equipment of form a complete set of t
2、itanium dioxide post-processing of reasonable recovery of waste heat from exhaust air powder play a key role, the current domestic production of the titanium dioxide rutile post-processing in tail gas waste heat recovery air powder mainly with desalted water spray directly and indirectly match two w
3、ays of shell and tube heat exchanger, shell and tube heat exchanger is divided into indirect air-cooled and desalting water;Also have no waste heat recycling, water heat exchange cooling directly in production, this way is the most undesirable.Below I emphasize is an indirect heat exchanger are all
4、made of waste heat recovery for all aspects of the balance is reasonable.关键词：气流粉碎系统的物料平衡计算，直接换热器单元，间接换热器单元。 Key words: Airflow pulverization system of material balance calculation, heat exchanger unit directly, the indirect heat exchanger units通过气流粉碎系统的物料平衡计算寻找气粉系统的可利用余热气流粉碎系统主要由带称重量的闪干给料仓、计量进料给料螺旋、
5、气流粉碎主机、气粉袋滤器、直接喷淋塔、列管式换热器、气液分离器和尾气风机等组成的系统。金红石型钛白粉后处理的气流粉粹磨原理是利用中压过热蒸气流带动粉体颗粒进行高流速的相切碰撞得到零点几微米级以下的微小颗粒，使其达到光波波长，从而更能体现钛白粉的某些物理特性。过热蒸气经过把产品磨碎工作后尚存在可利用的热，一台产能3.5t/h的气流粉碎磨机尾气余热相当于490kg的标煤产生的热值。一、直接换热器单元气流粉碎系统物料平衡计算的主要依据：(1) 气流粉碎机：1080；(2) 气流粉碎机产能：3500kg/h；(3) 二氧化钛干基量：3500kg/h*99.8%=3493kg/h；(4) 闪干后二氧化钛
6、含水量：3500kg/h*0.2%=7kg/h；(5) 进气粉机的有机表面包膜剂干基量：3500kg/h*0.3%=10.5kg/h；(6) 气固比：2：1即7000kg/h过热蒸汽；(7) 进气流粉碎机的过热蒸气温度：320；(8) 进气流粉机的过热蒸气压力：2.0MPa；(9) 出气流粉碎机进气粉尾气袋滤器的过热蒸气温度：280；(10) 出气流粉碎机进气粉尾气袋滤器的过热蒸气压力：负600Pa；(11) 出气粉尾气袋滤器进管壳式换热器的过热蒸气温度：250；(12) 出管壳式换热器进尾气风机的饱和蒸气温度：95；(13) 闪干袋滤器后二氧化钛温度：90；(14) 二氧化钛的比热容：0.7
7、1 (Kcal)/Kg；(15) 气粉机的热损失：8% (Kcal)/Kg；(16) 查表过热蒸汽在220330的比热：2.75 KJ/Kg；(17) 查表空气在220330的比热空比：1.40KJ/Kg；(18) 查得30，相对湿度80%的空气湿含量为22.03gH2O/Kg干空气；(19) 气粉袋滤器出口温度为：120；(20) 经换热器换热后要求出水口温度为55。(21) 换热器材质为304，55导热系数为17.2W/mk。(22) 进换热器管口的过热蒸汽温度为250，微负压约负1200pa，喷淋脱盐水直接换热后变成95冷凝水。(23) 脱盐水进换热器进口温度为30，出口温度为55。(2
8、4) 查表得空气的自然对流传热系数为5W/mk。(25) 查表得水的强制对流传热系数为1500W/mk。(26) 已经知道喷淋塔的规格为1400*9000。以上数据主要是从生产经验中和参考相关资料取得，不同的生产工况会有差异。首先论述直接喷淋系统的热量回收和其存在的优缺。 直接喷淋系统的热量计算过程： a.二氧化钛干基在气粉机中所吸热量为： Q13500*0.71*(250-90) 397600(Kcal)/h=1663956KJ/h。 b.二氧化钛水分在气粉机中所吸热量为： Q271.0（250-90） 1120Kcal)/h=4687.2KJ/h。 c.过热蒸汽在汽粉机所散热量为： Q37
9、0002.75（280-250） 577500(Kcal)/h =2416837.5KJ/h。 d.热量损失为： Q损0.08*Q3 0.08*2416837.5KJ/h 193347KJ/h。 e.空气在气粉机中所吸收的热值为： Q4=Q3-Q损- Q1- Q2 =2416837.5-193347-1663956-4687.2KJ/h =554847.3KJ/h。出气粉主机、过气粉袋滤器后，热值由产品、尾气和热损失几部份带走，尾气带走的进入直接喷淋塔进行水喷淋降温处理，有的企业不进行回收，有的用脱盐水喷淋换热后把余热进行回收，用于三洗压滤机的洗涤，回收理论热量值计算如下： A. 250，70
10、00(Kg/h)过热蒸汽变成饱和蒸汽传换热量为1：查表得，在0.1MPa压力和100条件下饱和蒸汽焓值为2675.7KJ / kg，在0.1MPa压力和250条件下过热蒸汽焓值为2974.2KJ / kg，水的潜热为2257.68KJ / kg。1=7000(Kg/h)*(2974.2KJ / kg-2675.7KJ / kg) =2089500KJ/h。 B. 求30脱盐水喷淋量M1：CM1(T2-T1)+q潜M1=14.185KJ / kg（100-30）+2257.68M1=2024849.89KJ/hM1=793.86265(Kg/h)。 C.求100饱和蒸汽变为100水所释放的热量2
11、为： 2=（6783.41673+793.86265）2256.6 =17098888.6（KJ/h）。 D.求100100水变为95水蒸汽所释放的热量3为：3=（6783.41673+793.86265）*4.185*5=158554.571（KJ/h）。 E.求热量损失损： 损=0.08（1+2+3） =0.08*（2024849.89+17098888.6+158554.571）（KJ/h） =1542583.45（KJ/h）。 F.求95水蒸汽和干空气被尾气风机带走的热量4为： 4=（7000+793.86265）*4.185*95+2437.61501*0.898*1.01*95 =
12、3308677.41（KJ/h）。G.求可回收利用的热量为：（1+2+3-损-4）=（2024849.89+17098888.6+158554.571-1542583.45-3308677.41）=14431032.2（KJ/h）。H.求所需换热水量Q4为：（1+2+3-损-4）=Q4C水TQ4=14431032.2（KJ/h）/4.185/25 =137931.013（kg/h）。 =137931.013（m3/h）。直接换热器单元优缺点生产3500kg/h产品的三洗工序所需55脱盐水量按国内目前的生产经验平均值为52500m3/h,因此，137931.013（m3/h）换热水量是在三洗工序
13、里平衡不了的，往往是一台气粉机直接喷淋后换热水对上两条三洗生产线，即一对二来配，好平衡。但从生产实践当中我们会发现，直接喷淋下来的三洗用水带有气粉袋滤器穿滤的产品颗粒，这些微小颗粒具有一定的粘性，日积月累会把硬压滤机的洗水通道或滤布堵塞，慢慢地压滤机洗涤效果越用越差。因些本人并不赞成使用直接喷淋来回收气粉机余热而是用列管式换热的原因，下面再看脱盐水间接换热器单元。优点是投资成本比列管换热器低。（二）、间接换热器单元气流粉碎系统物料平衡计算的主要依据大部份与脱盐水直接换热器单元相同，不相同的地方如下：()换热器脱盐水流量为200000(Kg/h)，走壳程。()换热器列管外径为32，壁厚为2.5m
14、m，长6米。()换热器材质为304，55导热系数为17.2W/mk。()进换热器管口的过热蒸汽温度为250，微负压约负1200pa，喷淋脱盐水直接换热后变成100饱和蒸汽进入列管再与壳程的脱盐水进行间接换热，换热过后冷凝成水出口为95。()脱盐水进换热器进口温度为30，出口温度为约50（可计算出来）。脱盐水间接换热器单元的热量计算过程大部分与直接喷淋系统的热量计算过程相同，不相同的地方如下：目前国内常采用400平米的列管换热器，脱盐水量为200M/h把气粉尾气量的余热进行换热，把脱盐水加热后用于一、二洗或锅炉工序上。求200M/h脱盐水温升T：T=（1+2+3-损-4）200M/h1000kg
15、4.185KJ / kg =14431032.2（KJ/h）200M/h1000kg4.185KJ / kg=17.3。间接换热器单元优缺点脱盐水温度换热后温度升高约17.3，进口温度为30，出口温度为47.3。这个理论计算结果与我们目前生产实践是符合的，在生产过程中我们发现用4002的列管换热器，200m3/h脱盐水量换热出来的温度达不到一洗、二洗和三洗水温（工艺要求），因此还需另外加热补充。但不管怎样，余热回收相当节省400多公斤标煤，再加上热水是干净的脱盐水，不仅可用于三洗水工序，还可以用在锅炉、一洗和二洗工序，加上没有污染，不存在堵塞设备或污染产品的情况。生产这类钛白产品的整个工厂的脱盐水平
