烟草行业的节能减排研究及设计

【摘要】：我国是世界第一烟草大国，烟草行业总能耗约为91万t标准煤/年。论文首先通过对卷烟生产工艺、能耗、水耗进行分析研究，发现锅炉水汽系统是造成高水耗高能耗的关键所在，以新郑卷烟厂为例，锅炉水耗占总水耗的48%，能耗占总能耗的89%。锅炉作为烟草行业生产动力来源，主要提供卷烟厂生产用汽和生 活用汽。锅炉原运行工艺，需要排放大量废水，使该厂锅炉年耗水量达到144000t。论文从烟草行业锅炉运行存在的高水耗高能耗的问题出发，结合新郑卷烟厂的现场实际情况，设计出了切实可行的烟草行业节能减排工艺，并对最终的实施应用效果从理论和实际两方面做了分析和讨论。设计基于工业锅炉废水近零排放工艺，包括系统平衡技术、氧化 性工况下锅炉防腐阻垢技术、核态清洗强化法设备安全技术，自来水作为锅炉给水发生蒸汽，去除了锅炉除氧器，将原有除氧系统作为中间水箱，使还原性水工况变为氧化性水工况。将排污系统断路，增加系统平衡装置，采用计算机在线自动监测控制。针对卷烟厂当地水质不稳定、凝结水管线腐蚀、卷烟生产的蒸汽 品质必须保证含水率小于3%的情况，补充设计了自来水预处理系统，并研发了一种非挥发性凝结水保护剂——有机硅改性BV-200。自来水预处理工艺，采用自动控制系统，根据自来水浊度进行自动切换至石英砂过滤器和活性炭过滤器，能保证锅炉补水浊度小于4.5FTU；有机硅改性BV-200，经实验室模拟，确定其最佳加药量为100ppm，可实现凝结水碳钢管线缓蚀率80%，随回水进入锅炉本体，现场试验，经预膜处理，可使运行锅炉的缓蚀率≥99%，阻垢率≥99.9%，还具有消泡和抑泡的效果，能有效防止锅炉汽水共腾，保证卷烟厂蒸汽品质。运行监测结果表明，该工艺能够很好地实现节能减排：零排污工 况下的系统平衡技术，使锅炉排污率由12%降至2%，实现年节水量2.4t/a；氧化性工况下，省去除氧器不用，避免了热力除氧对13%新鲜蒸汽的消耗，回收高温排污热，实现节省燃料天然气81.5万m3/a，减少二氧化碳排放量1703t/a，并可实现年总经济效益约260万元。 【关键词】：烟草行业 节能减排 锅炉防腐阻垢 废水近零排放
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TK227.8
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 目录10-16
• 第一章 绪论16-34
• 1.1 研究背景16-18
• 1.1.1 我国能源利用现状16
• 1.1.2 我国的水资源现状16-17
• 1.1.3 我国节能减排的基本情况17-18
• 1.2 烟草行业节能减排现状18-21
• 1.2.1 烟草行业节能减排重点18-19
• 1.2.2 工业锅炉运行状况19-20
• 1.2.3 烟草行业锅炉节能减排技术发展20-21
• 1.3 工业锅炉水处理技术21-32
• 1.3.1 天然水中的杂质及对锅炉的危害21-23
• 1.3.2 工业锅炉阻垢技术23-26
• 1.3.3 工业锅炉防腐技术26-28
• 1.3.4 工业锅炉排污及凝结水回用技术28-32
• 1.4 本课题意义和研究的内容32-34
• 1.4.1 课题目的及意义32
• 1.4.2 主要研究内容32-34
• 第二章 卷烟厂节能减排工艺设计34-52
• 2.1 卷烟厂能耗水耗分析34-37
• 2.1.1 卷烟厂生产工艺34-35
• 2.1.2 卷烟厂能耗分析35-36
• 2.1.3 卷烟厂水耗分析36-37
• 2.1.4 分析结果37
• 2.2 烟厂锅炉原运行情况调查37-41
• 2.2.1 锅炉原运行工艺37-40
• 2.2.2 运行存在的问题40-41
• 2.3 节能减排方案设计41-52
• 2.3.1 总体思路41-43
• 2.3.2 烟厂锅炉近零排放工艺43-46
• 2.3.3 锅炉自动监测控制系统设计46-50
• 2.3.4 直接应用近零排放工艺存在的问题50
• 2.3.5 本章小结50-52
• 第三章 预处理设计和凝结水保护剂研发52-66
• 3.1 预处理工艺设计52-57
• 3.1.1 石英砂过滤器设计52-53
• 3.1.2 活性炭过滤器设计53-54
• 3.1.3 预处理试验辅助装置54-55
• 3.1.4 预处理工艺试验运行及结果分析55-57
• 3.2 凝结水保护剂研发57-64
• 3.2.1 实验药品57-58
• 3.2.2 仪器及设备58
• 3.2.3 有机硅改性BV-200的制备58
• 3.2.4 有机硅改性BV-200缓蚀性能的测定58-62
• 3.2.5 有机硅改性BV-200阻垢性能的测定62-63
• 3.2.6 有机硅改性BV-200消泡性能的测定63-64
• 3.3 本章小结64-66
• 第四章 节能减排工艺实施效果分析66-80
• 4.1 前言66
• 4.2 现场试验66-67
• 4.2.1 实验药品66
• 4.2.2 实验仪器66-67
• 4.2.3 实验方法67
• 4.3 氧化性工况下锅炉运行情况分析67-70
• 4.3.1 氧化性工况锅炉运行工艺67-68
• 4.3.2 锅炉锅水水质情况分析68-69
• 4.3.3 有机硅改性BV-200现场防腐阻垢性能69-70
• 4.4 系统平衡技术应用分析70-72
• 4.4.1 系统平衡装置设计安装70-71
• 4.4.2 改造前后锅炉理论排污量变化71-72
• 4.5 核态清洗强化法设备安全技术72-74
• 4.5.1 核态清洗过程72-74
• 4.5.2 核态清洗强化技术效果74
• 4.6 锅炉节水节能情况分析74-78
• 4.6.1 省去热力除氧器后节能节水理论效果分析76-77
• 4.6.2 近零排放工艺实际节水节能效益77-78
• 4.6.3 近零排污工艺理论和实际节水节能差异分析78
• 4.7 节能减排分析78-79
• 4.8 本章小结79-80
• 第五章 结论80-82
• 参考文献82-88
• 致谢88-90
• 研究成果及发表的学术论文90-92
• 作者和导师简介92

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