不銹鋼波紋管液氨蒸發外冷器表現出以下幾個方面的優勢：
1)傳熱效率高:波紋管外冷器傳熱效率約為直管的1.8倍(從AI投量數據、外冷器母液進出口的溫差及產量對比計算出)。2臺波紋管作業,AI投量可達200 m3/h(冷析溫度相同,均為10℃),1臺波紋管與1臺直管作業,AI投量僅140 m3/h(冷析溫度相同,均為10℃)。直管外冷器溫度過飽和度為0.4~0.5℃,波紋管外 冷器溫度過飽和度為0.8 ~1.0℃。
2)光滑不堵塞:波紋管外冷器列管不堵塞,輪換后,用AI清洗泵4 h可以清洗徹底,不用人工沖洗,很少打開人孔檢查。
3)提高生產能力:由于波紋管外冷器傳熱性能好、進、出外冷器溫度過飽和度提高近1倍,且不堵塞外冷器。在基本不改變冷析結晶器表觀流速,不破壞冷 結晶床層情況下,冷析產量大幅度提高,為結晶工序挖潛、增產創造了條件。因此可以說,聯堿結晶工序冷析生產能力核心是液氨蒸發外冷器,如全部采用波紋 管外冷器,在冷析結晶器設計不變前提下,生產能力基本提高1倍。
4)節電明顯:由于采用傳熱性能高的波紋管外冷器,在稍微增大冷析軸流泵功率的前提下,不僅能實現較好的傳質效果,而且節電更為明顯。這一點可以通 過石家莊雙聯化工有限責任公司不銹鋼波紋管與直管外冷器對比中得到進一步證實:φ2 000直管外冷器軸流泵電流平均為112 A,φ2 000波紋管外冷器電流 為123 A,電耗增加約9.8 %,而產量基本提高1倍,因此采用波紋管換熱器可大幅度降低制銨工序冷析軸流泵電耗。按一套20萬t/a結晶能力進行核算,采用波紋 管不銹鋼外冷器可節電約100 kW/h,年節電約80萬kW·h,可節約電費約24萬元。
5)節約投資:聯堿行業外冷器設計受筒體直徑與長度限制,不能做得盡可能大。如進行單套結晶器能力放大,首先要保證母液通過外冷器每次循環產生的溫度過飽和度,這就要求外冷器有足夠換熱面積。以1套20萬t/a結晶系統為例(配4臺外冷器),如選用直管外冷器,采用φ2400×6 500筒體進行管子緊密布置,也只能排下1 415 m2換熱面積(φ2 400×6 500外冷器目前應為聯堿*大外冷器),如要將換熱面積排到1600 m2,一種方法是加大外冷器直徑,這將造成制造難 度增加,或因管板焊接變形而難以保證制造質量等問題;另一種方法是增加換熱管長度,這樣冷析軸流泵的揚程必須相應增加,增加了動力消耗,而且我國聯堿行業單套大型的制銨系統很少,大廠也只是多套結晶器的組合,單套結晶器能力超過20萬t/a的在聯堿行業還很少,這主要與冷析結晶器配套的外冷器能力未能成 功放大有直接關系。波紋管液氨蒸發外冷器的使用,可以使聯堿行業制銨工序單套能力超過20萬t/a,甚至可以實現30~50萬t/a,這不僅對降低聯堿技改擴建投 資具有現實意義,而且也對我國制銨工序單套能力實現大型化具有指導意義。
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