降低喷雾干燥过程能耗的着力点

1、降低喷雾干燥过程能耗的着力点摘要：文章从干燥介质及物料性质等几方面讨论了喷雾干燥在裂化催化剂装置能耗的影响，并根据 目前裂化催化剂制备喷雾干燥工序实际情况具体分析了热风（尾气）回用及胶体固含量的高低对喷雾干燥 工序能耗的影响，提出了降低过程能耗措施，可供借鉴参考。关键词：喷雾干燥，能耗，影响因素，干燥介质1前言近年来，成品油市场持续走俏，中石化、中石油、中海油及地方炼厂不断建设新的炼油装置或对现有装置进行扩能改造。同时，随着炼厂原油的重质化、劣质化及生态环境保护对成品油要求的提高， 炼厂加工的深度需进一步提高，催化裂化作为提高炼厂轻油收率、提高炼厂经济效益的主要手段大受欢迎。伴随着新建催化裂化

2、装置及老装置的扩能，裂化催化剂的需求也呈上升态式。喷雾干燥是裂化催化剂生产装置中高能耗的生产工序之一，据统计，喷雾干燥工序占整个裂化催化剂生产装置总能耗的 20%40%因此，针对喷雾干燥能耗影响因素采取相应的措 施，对降低企业生产成本、提高企业竞争力及促进催化剂行业可持续发展具有深远而重要的 意义。2喷雾干燥工序能耗的影响因素喷雾干燥工序作为裂化催化剂制备的主要工序之一，能耗高低直接或间接的影响着每吨产品的生产成本。所以针对喷雾干燥工序的影响因素采取相应的措施降低来装置能耗有着非 常重要的意义。喷雾干燥工序能耗的影响因素主要有以下三个方面： 干燥介质对喷雾干燥工序能耗的影响；催化剂胶体固含量的

3、高低对喷雾干燥工序能耗的影响；与喷雾塔配套的风机对喷雾干燥工序能耗的影响。下面主要前面两个方面来探讨其对喷雾干燥工序能耗的影响。 2.1 干燥介质的影响 2.1.1 进塔热风温度的影响在出塔温度恒定的条件下，热风的进塔温度（又称进风温度）越高，带入的总热量就越高， 单位质量的热风传递给催化剂胶体雾滴的热量就越多，单位热风所蒸发的水分也越多。在生产能力恒定不变的情况下，所需热风风量减少（即减少了热风离塔时所带走的热量）,降低了 喷雾干燥的热量消耗，提高热风的利用率及热效率。 但进塔热风温度不可太高 （超过700C）, 过高的温度会影响到催化剂产品的质量。当进喷雾干燥塔的热空气温度高于700c时，

4、雾化液滴在与热空气接触的瞬间即被迅速干燥，这种干燥方式存在如下缺点：、干燥程度不均衡；、催化剂球形度不好，筛分分布不合理；、催化剂磨损指数较高、强度不够，使用 过程中容易碎裂。出塔热风温度的影响在进塔热风温度一定的情况下，热风出塔温度越低，进出塔温差就越大，热风传递给催化 剂胶体用于干燥的热能就越大 ，所以热风利用率就越高。 但尾气排放温度也不可过低 ，当尾气 温度低于露点温度时，因催化剂结露而影响干燥的效果。循环热风的影响喷雾干燥的尾气温度较高， 如果尾气全部排放，尾气将带走大量的热， 不仅使喷雾干燥 的热利用率降低，而且喷雾尾气系统的处理负荷将增大， 为了减少热污染，喷雾尾气处理系 统需要

5、消耗更多的喷淋冷却水。热风回用率对喷雾干燥热效率的影响计算如下：降、Hi、*分别为环境空气湿度、预热器出口空气湿度、干燥器出口空气湿度，单位：kgH2O/kg干空气to、tl、t 2;分别为环境空气温度、预热器出口温度、干燥器出口温度，单位：CI。、Ii、12：分别为环境空气焰、预热器出口空气焰、干燥器出口空气烙，单位：kJ/kg干空气L。、Li、L2：分别为环境空气干空气量、预热器出口干空气量、干燥器出口干空气量，单位：kg干空气/hG、G2分别为干燥器入口物料量、干燥器出口物料量，单位： kg/hxi、X2分别为干燥器入口湿含量、干燥器出口湿含量，单位：kgH2O/kg湿物料X、X2分别为

6、干燥器入口湿含量、干燥器出口湿含量，单位：kgH2O/kg干物料W干燥器水份蒸发量，单位：kghbO/h根据气象条件，项目所在地区年平均气温12.9 C （取13C）,年平均相对湿度为 66%年平均气压为101.09KPa。为了简化计算，设定干燥过程为绝热干燥，即满足三个前提条件：、忽略干燥器向周围散失的热量，有Q=。；、不向干燥器补充热量，有 Q）=0;、物料进出干燥器的次t相等，有I 1 = I 2o1)、t0=13C, ()=66%, P=101.03Kpa 查空气 H-I 图，得ht=0.00636 kgH 2O/kg 干空气10=30 kJ/kg 干空气2)、当空气由13c加热至55

7、0c时，空气的绝对湿度不变，相对湿度降低，有：11=550 CH= Ho=0.00636 KgH 2O/Kg干空气根据空气的性质，有：I= (1.01+1.88H) +2490H得 I 1=577.91 kJ/kg 干空气3)、在空气H-I图上，确定干燥起始点 A (H, Ii),过A直作等I线，与t =180C的等温 线交于B点，B(H, 12)点为干燥结束点即空气出干燥器的状态点，查图得：H= 0.136 KgHO/Kg干空气4)、水份蒸发量W已知：Gi=10857 kg 湿物料/h , x 产 0.65 KgH 2O/Kg湿物料，X2= 0.20 KgH 2O/Kg湿物 料。根据物料平衡

8、有：八八 1 -xi-,G= Gi x = 4750 kg/h水份蒸发量 W= G- G 2 = 6107 kg/h5)、干空气用量LW 一L= = 47122 kg 干空气 /hH 2 -Hi6)、预热器所需热负荷 QQ=LX (I 2- I o) = 25818615 kJ/h7)、干燥系统热效率 Y蒸发水份所需要的热向干燥系统输入的热X100%W (2490 1.88t2)QpX100% = 66.90%8)、回用热风比率X对干燥系统热效率Y的影响引入回用风后的干燥流程示意见图2,各符号含义同前。图2连续干燥过程热量衡算示意图（部分热风回用）当回用部分热风后，回用热风所携带的水份及相应干空气在系统中进行循环，使预热器入口的混合温度t冰混合湿度小混合干空气量Lm混合空气比热容 Ch筹均有变化。对干燥 器作物料平衡（