技术改进设备更新论文
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技术改进设备更新论文
摘要:通过对反应釜中碱含量以及反应皂化率的研究,发现通过调整反应釜中原材料加入的比例优化可以降低析出皂水中碱的含量,同时提高皂水中甘油的含量,由此达到了节约甘油车间盐酸使用量的目的,同时,极大的节约了甘油车间中甘油提纯工艺中蒸汽能源的使用,为企业赢得了更具有竞争力的经济效益,以及减少了能源的消耗。
0 引言
设备是企业进行生产的技术装备,是生产力的重要组成要素,优化改进技术更新企业设备才会提高生产力,加强企业的核心竞争力,从而带来丰厚的经济效益!当前的经济发展方式要求企业能够高效地配置各种生产要素,对各种产出材料进行回收再利用,利用低碳经济模式实现社会可持续发展!
1 反应系统热量再利用:冷却罐余热再利用用于预热烘干工艺原材料(设备技术改进)
广州宝洁有限公司天津分公司一直致力于成为节能减排,绿色工厂的典范,并不断挖掘自身节能潜力,进行技术更新与改造,为实现经济与社会的清洁发展与可持续发展贡献力量。
下面就是近期发生在公司内部通过技术改造实现节能降耗的典型案例。
公司的主要产品是深受广大消费者喜爱的舒肤佳、玉兰油等著名品牌香皂产品。
香皂的制造是采用管道皂化连续反应实现的,此皂化
反应是放热反应。
为了保持整个反应的快速进行,需要将反应釜温度控制在105℃至130℃之间,而为了将反应过程中的副产品甘油与皂分离,需要在冷却罐进行冷却,使皂浆的温度降至97℃至104℃,而冷却罐的降温主要是通过罐体周围所包罗的一圈冷冻水管,通过冷冻水的换热来降温。
冷冻水需要消耗电能由通用工程制冷机提供。
且在后期皂基生成皂粒的烘干工艺中使用的烘干辅料原材料的加热需要消耗大量的蒸汽,如图1。
如果可以使用冷却罐降温过程中产生的余热来加热烘干工艺的原材料,既可以节省冷却水消耗的电能与水能,又可以节约加热烘干原材料所使用的蒸汽。
在冷却罐外增加一层排风夹套,以约20℃的空气为换热介质,利用一定功率的排风风扇将夹套内的热空气排出,排到新建的预热房内进行预热房原材料的加热。
为增加换热效果,在冷却罐夹套内增加一定数量的挡板,使得空气在冷却罐内有一定时间的滞留及经过一定的路径,使得进入预热房的热空气温度可以达到45℃,在烘干工艺原材料进入烘房前已经在预热房加热至45℃。
在做了综合性可行评估之后,我们测算了夹套外壳厚度,挡板数量等尺寸设计,并为满足同样的换热效果,测算了夹套风扇的功率与安装位置、排风角度等设计,并依据工程设计完成了此项改造,改造后的整体运作状况如图2所示。
设备的技术改造主要会对冷却罐降温效果以及预热房提前加热对减少烘房加热的时间产生影响,我们持续追踪了此次改造带来的影
响,结果显示如下:
1.1 冷却罐的换热效果对比对改造后不同的生产速率下冷却罐温度控制的变化研究,并取不同生产速率下冷却罐温度有代表性30个以上数据的平均值与改造之前数据进行对比如图3所示。
可以得出:使用夹套风扇换热方式,冷却罐温度平均值略高于原有温度控制,满足现有工艺条件的控制范围要求,且不会影响到产品质量,满足了公司质量控制有效性鉴定的要求。
1.2 预热房与烘房使用状况的对比追踪
图4为改造前烘干工艺中辅料原材料的加热时间追踪,因各月份温度不同,烘房加热原材料的时间也有较多变化,按照此加热时间与原材料使用量计算出蒸汽消耗量,再按照蒸汽产生效率折算回天然气消耗量,如图6所示;对于改造后,因为有了预热房不耗费天然气的能源再利用的环保生产方式,夏季预热房的加热完全可以满足原材料的加热要求,冬季因各月份温度变化,分别需要较少时间的烘房加热,如图5所示,同样折算回天然气消耗量,如图7所示。
以上数据显示,在不改变原有工艺控制条件要求的前提下,改造后,在同样生产条件下,工厂每年可以减少使用天然气83900立方米,可以减少使用用于冷却罐降温的制冷机消耗电能5472kW·h/年,可以减少使用用于换热的冻水7200t/年,依据此数据折算,每年可以少排放二氧化碳140.91t,占全年工厂能源折算二氧化碳量的1.03%。
由此
可见,此项设备改造创新在带来节能降耗的低碳环保效益下,也带来了一定生产成本上的经济效益。
2 甘油提纯工艺能源与材料节约:皂水甘油含量提高与碱含量降低(工艺技术改进)
皂化反应是利用碱与油进行反应产生皂的过程,同时这个过程中会生成副产品甘油,在皂化反应之后会将甘油水从皂中析出,然后将皂水输送至甘油提纯车间对该较低浓度的甘油水进行提纯加工至较高浓度的甘油,以副产品的形式卖出。
因皂化反应过程会加入过量的原材料碱,以便于使得原材料油进行更加充分的参与反应,皂化反应过程中析出的皂水中碱含量约为1.35%,甘油含量约为26%,在甘油车间的提纯工艺中需要加入盐酸中和皂水中的碱,同时使用蒸汽加热等提纯工艺将甘油含量提高至80%左右,这个过程中会使用大量的中和原材料盐酸以及蒸汽能源。
通过对反应釜中碱含量以及反应皂化率的研究,发现通过调整反应釜中原材料加入的比例优化可以降低析出皂水中碱的含量,同时提高皂水中甘油的含量,由此达到了节约甘油车间盐酸使用量的目的,同时,极大的节约了甘油车间中甘油提纯工艺中蒸汽能源的使用,为企业赢得了更具有竞争力的经济效益,以及减少了能源的消耗。
参考文献:
[1]大力加强企业技术改造加快提高工业发展质量[N].人民日
报,2011-09-07.
[2]薛清华市经委总工程师.抓好技术改造提升工业内涵[N]. 运城日报,2009-05-06.
[3]大力加强企业技术改造加快提高工业发展质量[N].人民日报,2011-09-07(003).。