玉米淀粉生产的能源综合利用

（华北制药康欣有限公司河北石家庄050015）

摘要：淀粉生产过程中，利用蒸汽间接加热产生了大量的冷凝水，含有的热量可达蒸汽全部热量的20%～30%。通过回收利用淀粉生产工艺中的余热和冷凝水，将大幅减少淀粉生产中水和蒸汽的消耗。

关键词:淀粉生产；高温冷凝水；能源利用

中图分类号:R11文献标识码:A文章编号:1004-4949(2013)05-0168-02 近年来，玉米淀粉行业在国内发展迅速，大型淀粉企业均进行改扩建，行业竞争进一步加剧。以前单一的淀粉生产企业正向规模化、深加工化发展，走循环经济、可持续发展道路。淀粉生产过程中能源消耗较大，以破碎量20万吨玉米的淀粉生产企业为例，其年水和蒸汽的消耗将达到80万吨水和20万吨蒸汽。因此淀粉生产企业为提高产品市场竞争力，降低生产过程中的动力消耗成为了当务之急。

淀粉生产过程中，利用蒸汽间接加热产生了大量的冷凝水，含有的热量可达蒸汽全部热量的20%～30%，同时冷凝水近于纯净的蒸馏水，回收其热量后用作淀粉乳的洗水。综合利用淀粉生产工艺中的余热和冷凝水，将大幅减少淀粉生产中水和蒸汽的消耗。

1高温冷凝水的产生

湿磨法玉米淀粉生产中，主副产品干燥的蒸汽耗量较大，约占整个工艺用汽的60-70%。淀粉主副产品的干燥，不仅耗汽量大，而且都是间接加热的类型，节能的潜力也比较大。

淀粉生产过程中的蒸汽冷凝水主要来自浸泡加热的蒸汽冷凝水、管束干燥机产生的冷凝水、气流干燥机产生的冷凝水以及蒸发器产生的冷凝水。其它设备产生的冷凝水水质较好，可以用在很多地方，在不同的淀粉厂，冷凝水可以有不同的利用方式。对于蒸发器产生的冷凝水，由于水温较低，水质较差，通常在使用废热蒸发器时，用作管束干燥机废汽的洗涤。在没有废热蒸发器的淀粉厂，蒸发器的冷凝水只能排放，本文中对蒸发器冷凝水的利用暂不做阐述。

2高温冷凝水的回收利用

2.1回收方式一般来说，冷凝水回收系统可分为开式和闭式两种。开式系统通常是回收水箱敞开于大气。该系统优点是设备简单，初期投资小，但系统闪蒸严重、回收水温低、回收水泵易产生气蚀现象、管道易产生腐蚀。只适合于小型蒸汽供热系统。闭式回收系统是冷凝水回收水箱以及所有管路均处于恒定的正压下，系统是封闭的。该系统的优点是冷凝水的回收经济效益好，水质有保证。但系统的关键在于回收装置的选用和闪蒸的处理。因此合理的选择冷凝水的回收方式，是综合利用能源的关键。

2.2为最大限度利用冷凝水中的余热和其本身的软化水，冷凝水的回收通常采取闭路回收方式，避免开放式冷凝水回收方式降低热能。回收系统由回收管网和回收泵站两部分组成。管网部分主要包含蒸汽疏水阀和回收管道；泵站部分主要包含闪蒸罐、压力调节阀、回收装置、安全阀及必要的监控阀门和仪表等。管网部分的主要作用是在保证不影响用汽设备的加热工艺的前提下，阻止未凝结放热的蒸汽直接排出，而将其中的凝结水及时地疏出，并输送汇集至一定距离处；而泵站部分的主要作用则是将已集中的凝结水及时地进一步输送至合适的利用处，同时对闪蒸汽进行控制和处理。

2.3冷凝水采用集中回收的方式，即把淀粉气流干燥机换热器产生的冷凝水和管束干燥器产生的高温冷凝水以及浸泡加热的冷凝水集中在压力约为0.2MPa的闪蒸罐中进行闪蒸，闪蒸后的高温冷凝水通过液面传感器控制调节阀送入凝结水罐进行二次闪蒸，二次闪蒸后凝结水通过热水泵直接送淀粉气流干燥器中的翅片换热器预热组进行降温处理。降温处理后的凝结水用于淀粉洗涤，不足部分用清水补充及调温。

改造后工艺流程如下图所示：经过疏水阀后的高温冷凝水通过管路输送到新上的换热器中进行二次换热，在此过程中，高温冷凝水以及二次蒸汽放出热量，然后再进入开式储罐排除系统。

闪蒸罐排出的蒸汽（压力约0.2MPa）可用于浸泡工艺的加温和冷亚硫酸的加温。闪蒸汽不足时通过压力调节阀从分汽缸来生蒸汽进行补偿；过剩时通过安全阀排空。二次闪蒸后蒸汽直接排空或作其它用途。

通过换热约100℃－120℃的高温冷凝水降低到了50℃左右的低温冷凝水，为充分利用低温冷凝水和剩余的热量，可以直接用作十二级旋流器洗水，洗水的温度由15℃提高到工艺要求的39℃，可以大部分取代洗水加温，减少了十二级旋流器工序软水的用量。

3常见问题和解决措施

3.1防汽蚀：

由于冷凝水中含有水蒸汽，很容易造成离心泵产生气蚀，在工艺设计时要采取保护措施。可使用汽蚀消除装置，防止了水泵汽蚀，使冷凝水回收系统在高温、密闭条件下运行。

3.2疏水器选型要合理：

国内生产的疏水器品种较多，形式也不一样，选择合适的疏水器，可以最大限度避免漏气，降低汽耗。疏水器的背压需根据后面的管道长度、高度以及闪蒸罐中压力进行综合考虑计算。避免因背压不够，造成冷凝水流通不畅。通常选择是斯派莎克疏水器，对冷凝水的回收利用起到良好的效果。

3.3水箱振动：

在设备调试阶段，通常会产生用汽量不稳定，蒸汽管道冷凝水量较大的现象，或者由于疏水阀旁通时有打开，使蒸汽直接进入回收管道，造成回收管道压力和温度增高，回收水箱剧烈震动。解决措施，一方面可以协调用汽部门加强疏水阀旁通的开关管理，另一方面对进入回收水箱的冷凝水管道进行了技术改造。在进入回收水箱的管道上均匀打10mm小孔几十个，降低了回水管道对水箱的冲击力；同时对回收管路上设置的管壳式换热器，适当调小软化水进水流量控制阀门，变间隙补水为连续补水保证冷却换热效果，降低回收水温度，解决了水箱振动问题，最大限度地减少了二次蒸汽产生。

3.4回收水箱的制作：

为了保证冷凝水的品质，回收水箱采用食品级不锈钢材质。因生产工艺设备冷凝水温度和压力较高，在进入水箱前回收管上安装一套管壳式换热器，对进入回收水箱补充的软化水进行加温，这样不仅可降低水箱冷凝水温度，防止水箱内产生大量二次蒸汽，最大限度的回收热能，而且可直接加热软化水，减少除氧器的蒸汽用量，节约能耗。

4经济效益

某淀粉生产企业对冷凝水回收进行了改造试验，4月18日正式投入使用，效果明显：在相同蒸汽压力的情况下，气流干燥干燥用空气的温度T1上升5℃左右，排水温度由接近100度下降为50度，而且完全没有二次蒸汽产生，冷凝水灌上的排空管看不到以前的大量二次蒸汽了，通过进行实验前后的蒸汽和软水的消耗，大致推算出降低蒸汽消耗10%左右，软水用量节约了5%。

对于年产20万吨的玉米淀粉生产企业来说，年节约蒸汽量约20000吨，年节约水量50000吨，年节约动力成本约400万元。

5结语

随着玉米价格和动力成本的不断上涨，对于那些品种单一、没有深加工的中小型淀粉生产企业来说，利润空间越来越低，部分已经亏损甚至停产。因此只有通过节约生产成本，才能提高中小淀粉生产企业的市场竞争力。本文通过综合利用淀粉生产过程中产生的高温冷凝水来降低动力消耗的方案，旨在引起淀粉生产企业及设计制造单位的重视。

参考文献

［1］邵菊红.蒸汽冷凝水回收综合利用［J］.中国高新技术企业,2010.

［2］蒲占锋等.蒸汽冷凝水闭式回收系统在工业中的应用.能源与环境,2006.