节能减排是我国的一项基本国策,而余热回收和利用是企业降低运行成本的有效手段之一。为此该项工作成为政府宣传的重点,企业创新的亮点。我国在八十年代末从美国赫斯特—塞拉尼丝公司引进了烟用醋酸纤维丝束的生产工艺技术以及关键的设备,但由于历史条件的原因以及应用技术的限制,该工艺系统的余热回收和利用的设计有较大的改进空间。本文从醋酸纤维相关生产工艺的介绍开始,利用“三环节理论”,对该生产系统中的耗能流程进行归类和分析,疏理出主要耗能流程与余热排放流程的对应关系。在对重点流程的分析和研究的过程中,抓住其关键环节,设计出余热回收与利用相互关联的新系统。本文主要完成了丙酮回收系统中吸附床的余热回收和利用的研究,该研究项目被实施后取得良好的经济与社会效益。本文还对醋酸纤维生产中的关键控制部位—预热风加热、稀丙酮加热的改造进行了流程与热交换设备的设计与研究。生产系统余热回收和利用是在原系统、原设备的基础上进行改造,因此要解决现场操作的可行性、原有设备的工况是否满足改造的需求、热交换介质之间泄漏的风险等一系列难题。本研究的重点就是吸附床余热回收和利用,该系统在接近常压的状态下排放热能,而且排出的热能不连续、热负荷不稳定;与此同时需热系统的供水流量也有较大的波动。本文通过充分的分析和研究,创新性地完成了低压、非稳态流程中余热回收和利用的设计。在该流程设计中,使用带逻辑的顺序控制系统来完成换热介质的分时段换热控制,通过建立中间过渡系统以及分区蓄热的办法使非稳态的排热系统变为稳定连续的供热流程。在此流程设计中还设法降低新增换热设备对原系统的阻力,否则会影响丙酮回收工艺的进行,同时考虑如何提高换热效率,争取回收更多的热能。本文还研究如何进一步优化和匹配已存在的余热回收系统,通过建立一套稳定水温的装置,使回收的余热可以在连续性和稳定性要求较高的生产流程(预热风、稀丙酮的加热)中应用,从而提高余热回收和利用的效率,增加系统的运行收益。