生蒸汽冷凝水在副產(chǎn)蒸汽合成爐中的使用

段成義，李國驍

（重慶市映天輝氯堿化工有限公司，重慶401221）

生蒸汽冷凝水在副產(chǎn)蒸汽合成爐中的使用

段成義，李國驍

（重慶市映天輝氯堿化工有限公司，重慶401221）

對利用生蒸汽吸收氯化氫的生成熱副產(chǎn)蒸汽進行了分析，回收氯化氫合成余熱，達到能源循環(huán)使用。

氯化氫生成熱；生蒸汽冷凝水；蒸汽；能源循環(huán)利用

重慶市映天輝氯堿化工有限公司位于重慶市長壽化工園區(qū)，作為園區(qū)的一個氯堿配套企業(yè)，在園區(qū)面臨電、熱能供應(yīng)的壓力較大，尤為突出的是蒸汽的供應(yīng)。為了更好地貫徹國家清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排的政策，該公司長期致力于氯化氫合成的生成熱及蒸發(fā)裝置的生蒸汽冷凝水的余熱利用。

1 裝置現(xiàn)狀

鹽酸裝置采用二合一副產(chǎn)蒸汽石墨合成爐，50%堿蒸發(fā)裝置采用兩效降膜濃縮技術(shù)。50%堿裝置在長期運行中，產(chǎn)生大量的生蒸汽冷凝水。由于鹽水系統(tǒng)的參鹵，生蒸汽冷水停止加入鹽水系統(tǒng)。蒸發(fā)運行期間大量pH值約為7.2的生蒸汽冷凝水直接回收至循環(huán)水系統(tǒng)。排出的生蒸汽冷凝水的溫度約130℃，通過水池收集降溫后溫度約70℃，直接導(dǎo)致大量熱量損耗。

蒸發(fā)裝置的設(shè)計能力為80 000 t/a（折百）50%堿，蒸發(fā)裝置長期的運行負荷為50%堿8m3/h（約6.13 t/h），運行負荷為設(shè)計負荷的61%。運行負荷與設(shè)計負荷下的生蒸汽冷凝水能源損耗情況見表1。

表1 蒸發(fā)裝置的冷凝水產(chǎn)量及能源損耗

鑒于蒸發(fā)裝置生蒸汽冷凝水的能量損耗較大，對生蒸汽冷凝水熱能的利用尤為重要，以減少或杜絕生蒸汽冷凝水的直接外排或直接加至循環(huán)水系統(tǒng)導(dǎo)致的能源浪費。利用的主要方式是將生蒸汽冷凝水的一部分作為鹽酸合成的鍋爐用水，直接將蒸發(fā)裝置排放至界外的生蒸汽冷凝水補充至合成爐蒸發(fā)段。利用生蒸汽冷凝水吸收合成爐運行過程中產(chǎn)生的化學(xué)生成熱，使其加熱汽化成0.8MPa的低壓蒸汽，供電解以及一次鹽水使用。電解在使用完低壓蒸汽后，將溫度較低的冷凝水回收至循環(huán)水中補充日常循環(huán)水。此方式的優(yōu)點是回收了生蒸汽冷凝水的熱量，提高了合成爐的蒸汽產(chǎn)量，降低了合成爐的純水補水消耗，降低了外購蒸汽的消耗量，降低了溫度較高的循環(huán)水直接排入循環(huán)水池造成的較大損耗。

2 可行性分析及經(jīng)濟分析

鹽酸裝置的運行負荷基本保持在每天90t的范圍以內(nèi)，氯化氫產(chǎn)能約為28t/d，氯化氫的出爐溫度約為600℃。以鹽酸產(chǎn)能90t/d，副產(chǎn)蒸汽0.8MPa，溫度169.6℃計算。

氯化氫合成的反應(yīng)方程式：

Cl2+H2=2HCl+184.6kJ/mol

每小時氯化氫的生產(chǎn)應(yīng)熱為：

Q生=90÷24×0.31×1000÷36.5×1000×184.6÷2= 2939692（kJ/h）

氯化氫氣體帶走熱量為：（600℃時HCl的比熱容為0.86kJ/kg·℃）

Q帶=0.86×600×1162.5=599850（kJ/h）

蒸發(fā)段可用熱量為：

Q可用=2939692-599850=2339842（kJ/h）

補純水（25℃）蒸汽產(chǎn)量(kg/h)：

2339842÷4.186÷（661.20-25.03）=878.6（kg/h）

補冷凝水（130℃）蒸汽產(chǎn)量為：

2339842÷4.186÷（661.20-130.50）=1053.2（kg/h）

合成爐蒸發(fā)段的補水情況表明，純水消耗為0.8~0.9t/h，與計算產(chǎn)量878.6kg基本吻合。氯化氫合成過程中裝置的蒸汽產(chǎn)量約增加20%，與合成爐的設(shè)計蒸汽產(chǎn)能匹配，蒸汽產(chǎn)量能夠達到1053.2kg/h。

生蒸汽冷凝水的pH值為7.0~8.0，為防止蒸發(fā)裝置在運行中二效降膜蒸發(fā)器的鎳管出現(xiàn)腐蝕或穿孔導(dǎo)致生蒸汽冷凝水含堿，在鹽酸裝置熱水罐補水的生蒸汽冷凝水管道上增加電導(dǎo)儀，對補到熱水罐的冷凝水進行在線監(jiān)測。

通過以上對比可以認為，使用生蒸汽冷凝水生產(chǎn)蒸汽具有一定可行性，同時也具有一定的經(jīng)濟效益。蒸汽冷凝水與純水副產(chǎn)蒸汽的經(jīng)濟效益對比情況見表2。

以每年運行8000h計，直接節(jié)約經(jīng)費35.8× 8000=28.64（萬元/a），節(jié)能（折標(biāo)煤）為19.63×8000= 157.04（t）。

綜上所述，用氯化氫合成的化學(xué)生成熱對生蒸汽冷凝水進行飽和蒸發(fā)，是一種較有價值的能源回收方式。用高溫的蒸汽冷凝水對氯化氫合成生成熱的回收比起補常溫水進一步地提高了鹽酸生產(chǎn)過程中的化學(xué)熱利用。此方式在燒堿生產(chǎn)過程中構(gòu)建了1個電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，熱能再輔助電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的能源循環(huán)使用過程。這一能源循環(huán)回收利用過程是氯堿企業(yè)進一步降低能耗的重要方式，伴隨著高效熱回收副產(chǎn)蒸汽合成爐的發(fā)展將繼續(xù)推廣下去。

Application of steam condensate in synthetic furnaceof hydrogen chlorideby-product steam

DUANCheng-yi,LIGuo-xiao
(Chengqing YingtianhuiChlor-alkaliChemicalCo.,Ltd.,Chongqing 401221,China)

The technology of steam absorpted by the reaction heat of hydrogen chloride was analyzed.The reaction heatofhydrogen chloridewas recovered.Energywas recycled.

reaction heatofhydrogen chloride;steam condensate;steam;recycle

表2 蒸汽冷凝水與純水副產(chǎn)蒸汽經(jīng)濟效益對比

book=33,ebook=281

TQ083+.4

B

1009－1785(2010)11－0033-02

2010-06-01