青海鹽湖“金屬鎂一體化”100萬t／a純堿項(xiàng)目優(yōu)勢特點(diǎn)

張曉明

（青海鹽湖集團(tuán)純堿廠，青海 格爾木 816000）

1 企業(yè)、項(xiàng)目概況

青海鹽湖工業(yè)集團(tuán)股份有限公司始建于1958年，位于中國最大的干涸內(nèi)陸鹽湖——察爾汗鹽湖，是中國唯一的大型鉀肥工業(yè)基地，是青海省四大優(yōu)勢資源型企業(yè)之一。前身為青海鉀肥廠，1996年作為青海省的首批現(xiàn)代企業(yè)制度試點(diǎn)單位，進(jìn)行了公司制改造，更名為現(xiàn)名稱。1997年將氯化鉀生產(chǎn)經(jīng)營主業(yè)重組為青海鹽湖鉀肥股份有限公司，“鹽湖鉀肥”股票在深圳證券交易所上市。目前公司的注冊資本為30.6762億元人民幣，現(xiàn)有職工8913人.現(xiàn)全集團(tuán)有5個(gè)控股子公司，4個(gè)分公司，3個(gè)全資子公司，3個(gè)參股子公司，1個(gè)國家級(jí)技術(shù)中心。青海鹽湖工業(yè)集團(tuán)股份有限公司企業(yè)實(shí)力雄厚，發(fā)展前景廣闊。

根據(jù)青海省“十一五”規(guī)劃、柴達(dá)木循環(huán)經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)區(qū)優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和鹽湖股份公司自身發(fā)展需要，以鎂鹽綜合開發(fā)為主的三期工程“金屬鎂一體化項(xiàng)目”（以下簡稱：項(xiàng)目）于2008年正式啟動(dòng)，2010年7月正式開工。該項(xiàng)目通過電解氯化鎂得到金屬鎂，同時(shí)產(chǎn)生大量的氯氣，為平衡氯氣延伸出了充分利用本地資源，集生態(tài)、環(huán)保、節(jié)能、減排為一體的產(chǎn)業(yè)鏈。建設(shè)總體規(guī)模為年產(chǎn)40萬噸金屬鎂、240萬噸甲醇、280萬噸 MTO制烯烴、200萬噸PVC、200萬噸純堿、240萬噸焦炭、200萬噸電石及配套供熱中心。項(xiàng)目立足察爾汗鹽湖并依托柴達(dá)木盆地豐富的礦產(chǎn)資源，以生產(chǎn)氯化鉀所產(chǎn)生的大量“廢液”老鹵及廢渣鹽為原料，以金屬鎂為核心、以鈉資源利用為副線、以氯氣平衡為前提、以煤炭為支撐、以天然氣為輔助，生產(chǎn)出市場前景好、附加值高的金屬鎂、聚丙烯、聚氯乙烯、純堿等系列產(chǎn)品。本期項(xiàng)目建成投產(chǎn)后每年可實(shí)現(xiàn)銷售收入98億元，利潤25億元。全部建成后每年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值400多億元。項(xiàng)目的實(shí)施，有力提升了柴達(dá)木循環(huán)經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)區(qū)金屬鎂產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2 100萬t／a純堿項(xiàng)目工藝特點(diǎn)

青海鹽湖金屬鎂一體化純堿項(xiàng)目設(shè)計(jì)能力100萬t／a純堿，采用氨堿法生產(chǎn)。以原鹽為主要原料，石灰主要來自PVC生產(chǎn)的廢料電石渣，原料二氧化碳來自甲醇和電石生產(chǎn)中排放的二氧化碳廢氣，原料氨來自焦化附產(chǎn)品氨，減少了氨的運(yùn)輸和貯存。本項(xiàng)目與PVC、電石、甲醇、焦化有機(jī)結(jié)合在一起，形成大的產(chǎn)業(yè)鏈，是金屬鎂一體化實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，減少排放的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

主要設(shè)備有篩板式蒸氨塔，笠帽式碳化塔，20m2濾堿機(jī)，輕灰自身返堿煅燒爐，輕灰涼堿爐。重灰選用固相水合工藝，內(nèi)返堿回轉(zhuǎn)爐干燥，粉體流涼堿流程。壓縮采用650螺桿壓縮機(jī)。石灰純堿法鹽水精制。

3 引進(jìn)行業(yè)先進(jìn)設(shè)備的特點(diǎn)

3.1 粉體流涼堿機(jī)

在重灰工段引進(jìn)加拿大SOLEX公司的粉體流涼堿機(jī)替代傳統(tǒng)的流化床應(yīng)用于重質(zhì)純堿冷卻，粉體流涼堿機(jī)的優(yōu)勢體現(xiàn)如下：

①設(shè)備緊湊，空間利用率高；模塊化結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場安裝就位方便。

②能耗為3kWh，再無額外風(fēng)機(jī)能耗要求，而同等規(guī)模處理的流化床則需要200～250kWh。除此之外，無需安裝引風(fēng)機(jī)及過濾系統(tǒng)。

③主體結(jié)構(gòu)沒有運(yùn)動(dòng)部件，則在運(yùn)行過程中設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)工作量顯著降低，這對(duì)于大規(guī)模級(jí)別純堿連續(xù)生產(chǎn)尤為重要。

④冷卻器的側(cè)立門可以打開，這樣很方便進(jìn)行內(nèi)部傳熱板板片的內(nèi)部清理工作；通過簡單的溫度反饋來實(shí)現(xiàn)出料速率的調(diào)整，運(yùn)行平穩(wěn)，與上下游的生產(chǎn)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化連續(xù)操作；冷卻水在傳熱板內(nèi)部形成高速湍流運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行，傳熱板仍可以保持良好的傳熱效能。

⑤物料通過粉體流涼堿機(jī)時(shí)自上而下緩慢地流動(dòng)，使其磨損降至最低，密相輸送設(shè)計(jì)確保物料顆粒磨損均勻，同時(shí)物料顆粒均勻受熱，使最終成品純堿的品質(zhì)得以改善。

⑥由于粉體流涼堿機(jī)無需進(jìn)氣處理單元，并沒有空氣與待冷卻純堿進(jìn)行接觸。消除了傳統(tǒng)工藝?yán)滹L(fēng)所帶出的粉塵對(duì)環(huán)境污染的可能。

3.2 重質(zhì)堿堿篩

在重灰工段引進(jìn)ROTEX公司的三層堿篩替代國內(nèi)普遍采用的堿篩，具有如下優(yōu)勢：

①設(shè)備體積小、重量輕、振動(dòng)小，處理量大，精簡布置，減少了相應(yīng)建筑結(jié)構(gòu)投資。

②采用三層篩網(wǎng)，可以篩分出不同粒徑的重質(zhì)純堿，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

③采用304不銹鋼篩網(wǎng)，相對(duì)于國內(nèi)堿篩使用壽命長，檢查維護(hù)方便。

4 主要節(jié)能措施

本項(xiàng)目能耗的降低主要在工藝流程的選擇、選用高效設(shè)備及建筑物、能源的綜合利用方面采取了相應(yīng)的措施，其特點(diǎn)如下：

4.1 工藝技術(shù)中采用的節(jié)能措施

1）鹽水精制采用石灰純堿法，流程短，效率高?；}采用了地下鹽池，減少了運(yùn)輸設(shè)備，有利于降低裝置的綜合能耗。

2）利用PVC廢棄的的電石泥作為原料，減少了碳酸鈣的煅燒，由此可每年節(jié)省石灰石113萬t、焦炭8.4萬t，同時(shí)減少電的消耗。

3）用甲醇排出的二氧化碳?xì)夂碗娛欧诺母G氣作為碳化用氣，不僅僅減少環(huán)境污染，還可減少純堿生產(chǎn)過程的窯氣凈化過程，節(jié)省裝置的一次性建設(shè)投資，還能節(jié)水節(jié)電。

4）采用真空蒸餾工藝，其廢液通過二次閃發(fā)回收其熱量。閃發(fā)的蒸汽用于淡液蒸餾，可回收低壓蒸汽150～200kg／t堿，真空蒸餾可回收低壓蒸汽200kg／t堿，與傳統(tǒng)的蒸餾相比，汽耗較低。

5）熱能的綜合利用：對(duì)于有熱源的介質(zhì)和需要熱源的介質(zhì)作到互相利用，化鹽水和化灰水的加熱利用了蒸氨氣體的熱量，冷母液的預(yù)熱利用了爐氣的熱量等。

6）輕灰、重灰根據(jù)熱平衡合理利用蒸汽，并將冷凝水回到鍋爐。

4.2 設(shè)備選型中采用的節(jié)能措施

1）在換熱設(shè)備的選擇中，采用了波紋管換熱器，如壓縮工段的后冷器及輕灰工段和重灰工段的爐氣冷凝塔等，與傳統(tǒng)的換熱設(shè)備相比，該設(shè)備換熱效率高，體積小、重量輕，而且汽液分離效果好。

2）機(jī)泵選用節(jié)能型設(shè)備，設(shè)計(jì)中生產(chǎn)裝置、輔助生產(chǎn)裝置和公用設(shè)施所選用技術(shù)先進(jìn)、性能可靠、材料優(yōu)良、結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)行穩(wěn)定、機(jī)械強(qiáng)度高、使用壽命長的節(jié)能型機(jī)電設(shè)備。

3）選用大型螺桿壓縮機(jī)，并壓縮工段的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)和真空機(jī)選用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)，二次乏汽還可利用。

4）機(jī)運(yùn)設(shè)備選型時(shí)盡量選擇節(jié)能型設(shè)備，運(yùn)輸設(shè)備布置盡量簡化流程，縮短運(yùn)輸距離，在滿足生產(chǎn)要求的前提下盡量選擇能耗較低的膠帶輸送機(jī)。

4.3 建筑物節(jié)能措施

本工程的綜合樓和門衛(wèi)等建筑按民用公共建筑考慮，建筑所屬地區(qū)為屬寒冷（VIID）氣候地帶，根據(jù)《民用建筑熱工設(shè)計(jì)規(guī)范》要求和《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB50189－2005進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。具體節(jié)能措施如下：

建筑布置盡量做到南北向，充分利用自然能源；保溫材料性能優(yōu)良：復(fù)合壓型鋼板屋面采用100mm厚的玻璃棉填充；平屋面考慮造價(jià)的因素，采用80 mm或100mm厚擠塑聚苯板保溫的傳統(tǒng)做法。民用建筑外墻粘貼50mm厚擠塑聚苯保溫板。窗采用鋁塑窗，對(duì)保溫要求高的做雙層玻璃，并在能夠滿足保溫要求的前提下增大采光面積，盡量做到不設(shè)黑房間，節(jié)約電能。以上措施均能達(dá)到良好的保溫隔熱效果，使建筑的冷熱負(fù)荷均可在較小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。

4.4 空調(diào)系統(tǒng)

在重要的辦公室以及控制室、機(jī)柜間內(nèi)，為滿足設(shè)備散熱和操作人員的人體舒適要求，考慮節(jié)省投資，采用分體空調(diào)。所有的設(shè)備均選用能效比高的空調(diào)機(jī)組。

4.5 采暖通風(fēng)系統(tǒng)

對(duì)于工藝生產(chǎn)裝置和輔助裝置建筑內(nèi)某些有采暖要求的房間，由于它們比較分散，且單個(gè)系統(tǒng)的負(fù)荷比較小，從節(jié)省投資方面考慮采用蒸汽采暖。對(duì)于廠前區(qū)的綜合樓（包括食堂、浴室）、中央控制樓等布置比較集中的建筑，從采暖的舒適性和節(jié)能考慮采用熱水采暖。

對(duì)于主要消除余熱的建筑物，如石灰工段的化灰機(jī)間，優(yōu)先考慮采用自然通風(fēng)系統(tǒng)。所有的通風(fēng)設(shè)備均選用高效率的風(fēng)機(jī)。

4.6 電氣節(jié)能

1）選用SC低損耗環(huán)氧樹脂干式變壓器和S11系列油浸節(jié)能變壓器；

2）配電設(shè)備、燈具選用國家認(rèn)證產(chǎn)品，為低損耗、節(jié)能型。

3）提高設(shè)備的自然功率因數(shù)，對(duì)電氣設(shè)備采用集中補(bǔ)償。

4）照明采用光色及顯色性好的熒光燈作為光源，其燈具控制采用按區(qū)域集中控制。

5）配電柜深入負(fù)荷中心，減少線損。

6）對(duì)于功率較大的電動(dòng)機(jī)，采用變頻器或軟起動(dòng)器控制。

7）提高功率因數(shù)在變電所的10kV及0.4kV母線上，設(shè)置電力電容器補(bǔ)償裝置，以提高全廠的功率因數(shù)。

8）降低線損以經(jīng)濟(jì)電流密度來選擇電纜，合理選擇電纜路徑以降低線路的損耗。

4.7 能源選擇的合理性

純堿生產(chǎn)要消耗二次能源的蒸汽、電等。蒸汽的作用有兩方面：一是動(dòng)力用汽，驅(qū)動(dòng)壓縮工段的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)、真空機(jī)的汽輪機(jī)。另一是加熱用汽，主要用于輕灰煅燒爐、重灰煅燒爐淡液蒸餾以及母液蒸餾。

4.8 能源利用的合理性

本工程根據(jù)堿廠生產(chǎn)特點(diǎn)，對(duì)蒸汽進(jìn)行了多次利用并采用了節(jié)能降耗工藝及設(shè)備，主要特點(diǎn)如下：

為降低單位產(chǎn)品能耗，必須做好全廠性蒸汽系統(tǒng)平衡；本工程根據(jù)蒸汽的使用特點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)和真空機(jī)的汽輪機(jī)需要加熱蒸汽3.6MPa，該過熱蒸汽送至壓縮工段驅(qū)動(dòng)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)、真空機(jī)的汽輪機(jī)作功，作功后的乏汽去蒸吸作為加熱熱源。輕灰煅燒爐的加熱蒸汽為3.1MPa之間，冷凝水閃蒸的蒸氣可作為重灰爐的加熱蒸氣；重灰煅燒爐的加熱蒸汽可用1.4MPa以上等級(jí)的蒸汽，冷凝水閃蒸的蒸氣也用于蒸吸作為加熱熱源。

5 項(xiàng)目節(jié)水技術(shù)應(yīng)用與節(jié)水措施

青海是個(gè)極度缺水的地區(qū)，水的綜合利用十分重要，工藝技術(shù)選擇與方案設(shè)計(jì)中的節(jié)水措施：

1）利用PVC廢棄的電石泥，不僅僅減少原料的消耗，帶水的電石泥可以每年節(jié)約化灰水的60萬t。

2）蒸餾采用壓縮二次閃蒸汽，可以節(jié)約蒸汽即節(jié)約了水。

3）回收重灰爐氣冷凝水，冷凝后的水返回到水合機(jī)作水合水用，每噸堿可回收260kg的水，每天回收水702t，節(jié)省了水耗。

4）蒸吸用灰和鹽水用灰分開化灰，這樣鹽水的化灰水可以用鹽水，節(jié)省水。