氯堿生產(chǎn)過程中節(jié)能措施的應(yīng)用及其前景

簡(jiǎn)偉 曲紅星

摘 要：氯堿生產(chǎn)過程中，節(jié)能措施現(xiàn)在很受青睞，節(jié)能措施成為行業(yè)良性和可持續(xù)發(fā)展的一種決定因素。文章以當(dāng)下我國(guó)的氯堿生產(chǎn)過程中主要采用的節(jié)能措施為源頭，分別為節(jié)水，節(jié)電和余熱利用，闡明節(jié)能中所使用的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，并闡明當(dāng)前的技術(shù)缺陷，進(jìn)而完成了指導(dǎo)氯堿生產(chǎn)快速發(fā)展目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：氯堿生產(chǎn)；節(jié)能措施；應(yīng)用；前景

引言

氯堿生產(chǎn)對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)起到了至關(guān)重要的作用，雖然是最基礎(chǔ)的化工行業(yè)，這些年氯堿行業(yè)在我國(guó)也迅速崛起。目前，我國(guó)的氯堿行業(yè)在世界化工行業(yè)中具有舉足輕重的地位，而且它的主要產(chǎn)品的產(chǎn)能和產(chǎn)量都名列世界前茅。隨著人們對(duì)節(jié)能理念的深入認(rèn)識(shí)，當(dāng)今氯堿行業(yè)在節(jié)能方面也加大投入力度，引進(jìn)了節(jié)能的技術(shù)，配置較先進(jìn)的設(shè)備，使得氯堿工業(yè)快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

這篇文章以當(dāng)前我國(guó)氯堿生產(chǎn)過程中采取的主要節(jié)能措施為線索，明確列舉了節(jié)水，節(jié)電和加大循環(huán)利用熱量的舉措。闡明了當(dāng)前節(jié)能在氯堿生產(chǎn)過程中的主要作用，包括技術(shù)以及設(shè)備現(xiàn)狀，使得行業(yè)更加順利的發(fā)展。

1 氯堿生產(chǎn)過程中的節(jié)能措施

1.1 節(jié)水和節(jié)電

目前，氯堿生產(chǎn)中，離子膜法生產(chǎn)燒堿以及 PVC樹脂的使用日益廣泛，水的消耗也不斷增大。為了節(jié)約水資源，防止工程二次浪費(fèi)，目前旨在改造工程，其中涼水塔循環(huán)水，冷卻水以及深井水系統(tǒng)為主，進(jìn)而充分利用水資源，實(shí)現(xiàn)約用水。并實(shí)施以下措施，增加涼水罐，涼水塔中打入泵，采用 DCS控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)涼水罐的水溫及液位，對(duì)開車后，生產(chǎn)中多余的水分進(jìn)行充分的再利用。

同時(shí)，生產(chǎn)的增加和設(shè)備的安裝加大了電能的使用。目前已采用停止使用機(jī)廢舊設(shè)備的方法，來減少電能的消耗，并將具有相同功能機(jī)組進(jìn)行多方面利用的方式。同時(shí)利用堿液輸送系統(tǒng)等有效途徑，一般普遍采用引進(jìn)管道的方法，通過對(duì)工段成品堿板式換熱器出口的實(shí)現(xiàn)電解，并且裝上閥門。電解和干燥工段有機(jī)結(jié)合，管道一般裝設(shè)在室內(nèi)，同時(shí)起到節(jié)約壓縮空氣和保證堿液輸送的作用。總的來說，就是通過停用不必要機(jī)組節(jié)電節(jié)水和減少壓縮空氣的措施進(jìn)行節(jié)能。

1.2 余熱利用

節(jié)能的余熱可以根據(jù)季節(jié)的差異為其余生產(chǎn)環(huán)節(jié)所利用，夏季，氯乙烯以及合成得到的熱水可供給其他機(jī)組充足的熱動(dòng)力，冬季時(shí)，廠區(qū)熱量可以完全由合成爐以及氯乙烯的熱水提供，這樣熱能得到了充分利用。在氯堿生產(chǎn)過程中，合成 HCl時(shí)，熱水的溫度要高于指定水平，剩余的熱水可以為其他機(jī)組提供動(dòng)力。熱水供給生產(chǎn)廠區(qū)熱量，保證水資源循環(huán)利用。以安裝余熱利用設(shè)備為主要方式，其中包括循環(huán)水泵，供熱的熱水罐以及輸送泵。與此同時(shí)，根據(jù)季節(jié)的差異換用相應(yīng)型號(hào)的蒸汽爐，達(dá)到了蒸汽的循環(huán)再利用的目的，為廠區(qū)提供熱能。在氯乙烯工藝環(huán)節(jié)中，熱水槽供給充足的熱能給轉(zhuǎn)化器和預(yù)熱器，適宜的溫度提供了足夠的熱量。轉(zhuǎn)化器中，由氯乙烯熱水余熱保證溴化鋰機(jī)組運(yùn)行。冬季，氯乙烯熱水也能實(shí)現(xiàn)較小范圍的生產(chǎn)廠區(qū)供熱。

2 氯堿生產(chǎn)過程中節(jié)能措施的應(yīng)用及前景

2.1 氯堿生產(chǎn)過程中節(jié)能措施的應(yīng)用

2.1.1 我國(guó)氯堿生產(chǎn)過程節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

我國(guó)經(jīng)濟(jì)的崛起，使得國(guó)內(nèi)高耗能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，氯堿行業(yè)作為其中的一支，不但加重了經(jīng)濟(jì)的壓力，而且也加劇了供求矛盾。目前，氯堿行業(yè)高端的節(jié)能技術(shù)越來越多。氯堿生產(chǎn)中以干法乙炔，煤制乙炔，二氯乙烷以及乙炔制氯乙烯最為著名。

干法乙炔技術(shù)實(shí)際是指電石水分解時(shí)使用較少的過量水分，得到的電石渣含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅是 4%～10%。這種方法被國(guó)內(nèi)多個(gè)企業(yè)利用，包括北京瑞思達(dá)化工設(shè)備有限公司，深圳市冠恒通科技發(fā)展有限公司，四川宜賓天原股份有限公司等。該法成功避免電石渣漿現(xiàn)象，節(jié)省了能源和水以及土地使用，把投資和運(yùn)行成本降到底端，是目前較實(shí)用的一種方法。煤制乙炔的原理：等離子體炬生成高溫等離子氫，能和煤粉實(shí)現(xiàn)反應(yīng)，得到乙炔混合氣，分離然后提濃最終得到乙炔。該方法有效的節(jié)約了電，成本降低，清潔及高效生產(chǎn)，減輕環(huán)境污染。而對(duì)環(huán)境和資源更關(guān)注的今天，該方法倍受關(guān)注。2001年，新疆天業(yè)集團(tuán)在清華和復(fù)旦大學(xué)的輔助下研制出該方法，今后的發(fā)展，使其目前已經(jīng)具有最大炬功率，在國(guó)際上具有先進(jìn)水平。

二氯乙烷和乙炔制氯乙烯技術(shù)主要原理為二氯乙烷和乙炔直接一步反應(yīng)。其催化劑為非汞類的，而該類催化劑的產(chǎn)業(yè)化使電石耗量大幅度的降低，減小對(duì)電石依賴，同時(shí)使產(chǎn)品成本降低，產(chǎn)品質(zhì)量得到提升的同時(shí)有效避免汞污染，對(duì)電石法 PVC汞污染能有效的解決。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)和研究院進(jìn)行研究，也有了相當(dāng)大的突破，在催化劑的確定方面已經(jīng)能較準(zhǔn)確的確定。

2.1.2 氯堿生產(chǎn)過程中節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用

目前，已經(jīng)有眾多的節(jié)能設(shè)備引進(jìn)到氯堿生產(chǎn)過程中，來實(shí)現(xiàn)該行業(yè)的有效節(jié)能，最新的技術(shù)主要有膜極距電解槽，氧陰極電解槽。

（1）膜極距電解槽：

離子膜燒堿生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展推動(dòng)離子膜電解槽的發(fā)展，也由低電密轉(zhuǎn)變?yōu)槟O距。膜極距電解槽主要的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在較低槽電壓及電耗，也將作為離子膜電解槽節(jié)能技術(shù)的趨勢(shì)。該電解槽更節(jié)電?，F(xiàn)在已經(jīng)有公司成功的應(yīng)用，如北京藍(lán)星化工股份有限公司。主要是對(duì)老型電解槽實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步改造。

（2）氧陰極電解槽：

在我國(guó)氯堿工業(yè)中，總耗電量是全部的約5%，主要耗能部分包括核心裝備即離子膜電解槽，國(guó)際氯堿工業(yè)國(guó)對(duì)新型離子膜電解槽進(jìn)行研發(fā)，氧陰極離子膜電解槽就是其中一種。該電解槽采取氧氣電極還原反應(yīng)，陰極沒有氫氣的析出，而實(shí)現(xiàn)電壓降低和電解電耗降低。

2.2 氯堿生產(chǎn)過程中節(jié)能措施的前景

在氯堿生產(chǎn)過程的工序與環(huán)節(jié)中，仍然存在可采取節(jié)能部分，包括乙炔反應(yīng)熱及燒堿電解熱等具有較低余熱充分應(yīng)用。首先，乙炔反應(yīng)熱充分利用，對(duì)于乙炔反應(yīng)而言，其顯著放熱，經(jīng)過計(jì)算，數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)凝嫶蟆Ｒ胰采a(chǎn)中反應(yīng)溫度保證合理，多余導(dǎo)致浪費(fèi)，而實(shí)現(xiàn)多余熱量轉(zhuǎn)移十分必要，現(xiàn)在該多余部分僅是由冷卻塔吸收，而未利用，因此需要回收。其次，燒堿電解熱的充分利用，燒堿電解合理溫度是85℃，而循環(huán)水冷卻，濕氯氣及氫氣直接降溫，熱量均浪費(fèi)。經(jīng)過換算損失的熱量相當(dāng)龐大。因此，需要對(duì)該部分熱量進(jìn)行回收利用。

我國(guó)的氯堿工業(yè)，目前在世界范圍內(nèi)僅處于較有利的位置，因此，需要做到技術(shù)創(chuàng)新，大力推動(dòng)和倡導(dǎo)新工藝，技術(shù)的開發(fā)和推廣，高新技術(shù)在該行業(yè)中充分的利用不斷的實(shí)現(xiàn)改造，使生產(chǎn)效率提高的同時(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。對(duì)干法乙炔、膜極距電解槽等先進(jìn)技術(shù)要大力的推廣，離子膜電解槽氧陰極，新制氯工藝要增加重視度，研發(fā)煤和天然氣等制取烯烴等技術(shù)，注重其發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)能源做到充分利用，針對(duì)氯堿裝置低品位余熱進(jìn)行重點(diǎn)研究，開發(fā)新技術(shù)，促進(jìn)氯堿行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)束語

氯堿行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)節(jié)能觀念的深入了解，該行業(yè)更加的看中節(jié)能措施的未來， 本文從目前主要的節(jié)能措施入手，解析目前主要的新技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用情況，就目前存在的技術(shù)漏洞說明目前節(jié)能措施的前景問題，目的是指導(dǎo)氯堿生產(chǎn)節(jié)能的有效發(fā)展，使行業(yè)走可持續(xù)發(fā)展的道路。

參考文獻(xiàn)

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