氯堿生產(chǎn)中節(jié)能降耗的方法

王克石(青海鹽湖工業(yè)股份有限公司化工分公司氯堿廠, 青海 格爾木 816000)

在節(jié)能環(huán)保的背景下，創(chuàng)建節(jié)能型氯堿生產(chǎn)，降低能耗、減少污染排放，不但有助于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升，而且還能提高社會(huì)效益。

1 氯堿工業(yè)節(jié)能降耗的必要性分析

氯堿是氯堿工業(yè)的簡(jiǎn)稱(chēng)，具體是指用飽和食用鹽水生產(chǎn)氯氣氫氣燒堿的方法，它是最基本的化學(xué)工業(yè)之一，其產(chǎn)品不但可以應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)本身，而且還能應(yīng)用于其他行業(yè)，如輕工業(yè)、冶金、紡織、石油化學(xué)等等。我國(guó)的氯堿工業(yè)已有多年的歷史，主要采用的生產(chǎn)工藝有兩種，一種是隔膜法，另一種是離子交換膜法。這兩種工藝雖然性質(zhì)不同，但卻都要進(jìn)行電解，換言之，生產(chǎn)過(guò)程中需要消耗一定的電能，這是導(dǎo)致氯堿生產(chǎn)中能耗較高的主要原因。目前，氯堿行業(yè)已經(jīng)被列為三高行業(yè)，即能耗高、物耗高、污染高，其主要能耗有電耗、煤耗、天然氣耗、水耗等等，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，電耗所占的比例最高約為60%左右，煤耗次之，約為20%，水耗為7%。因此，氯堿行業(yè)必須將節(jié)能降耗作為一項(xiàng)重要工作來(lái)抓，通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行研究分析，并采取合理可行的節(jié)能技術(shù)措施，以此來(lái)降低生產(chǎn)能耗，推動(dòng)我國(guó)氯堿工業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。

2 氯堿生產(chǎn)中節(jié)能降耗的有效方法

(1)節(jié)水技術(shù)措施 ①在氯堿生產(chǎn)中，對(duì)循環(huán)水處理工藝配方進(jìn)行改進(jìn)，最大限度地提高循環(huán)水的濃縮倍率。同時(shí)，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，結(jié)合季節(jié)變化特點(diǎn)，對(duì)循環(huán)水量和冷卻塔運(yùn)行工況進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)水目標(biāo)。②對(duì)于尚未加裝除水器的冷卻塔而言，在循環(huán)水量中因風(fēng)吹而損失的水量占0.3%～0.5%，而對(duì)于加裝除水器的冷卻塔而言，因風(fēng)吹而損失的水量會(huì)降至0.1%，能夠有效減少循環(huán)水損失。③為了提高補(bǔ)給水的水質(zhì)，應(yīng)對(duì)補(bǔ)給水進(jìn)行預(yù)處理，用以減少循環(huán)水系統(tǒng)的排污損失。④由于循環(huán)水水質(zhì)極易發(fā)生變化，對(duì)循環(huán)效果造成負(fù)面影響，所以應(yīng)當(dāng)安裝旁濾砂濾器，有效控制循環(huán)水水質(zhì)變化，達(dá)到減少新鮮水補(bǔ)充量的目的。新鮮水投入量可減少34.65萬(wàn)t/a，污水排放量可減少12萬(wàn)t/a。

(2)降低電耗的途徑 由于廢舊設(shè)備的電能消耗較大，所以可將此類(lèi)設(shè)備停用，或是對(duì)其進(jìn)行技術(shù)改造，以此來(lái)減少電能消耗。同時(shí)，還可以將電解與干燥工段進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，并將管道設(shè)置在室內(nèi)，這樣既可以節(jié)約壓縮空氣，又能確保堿液輸送作用的發(fā)揮，由此能使一些機(jī)組停止使用，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目的。

(3)合理運(yùn)用新型節(jié)能設(shè)備 ①氧陰極電解槽。這是一種新型的電解槽，其主要是采用氧氣電極還原反應(yīng)，由于陰極沒(méi)有氫氣析出，所以可以有效降低電壓和電解過(guò)程的能耗。這種電解槽適用于既消耗氯氣又副產(chǎn)氯化氫產(chǎn)品的工廠，如5萬(wàn)噸/a氯乙酸和2萬(wàn)噸/a甘油法環(huán)氧氯丙烷裝置，采用此類(lèi)電解槽之后，與離子膜電解槽相比，每年大約可以節(jié)省電能3000萬(wàn)kWh，同時(shí)，由于環(huán)氧氯丙烷能夠?qū)Ω碑a(chǎn)物氯化氫進(jìn)行有效利用，總的生產(chǎn)成本也隨之大幅下降，節(jié)能效益十分顯著。②膜極距電解槽。目前，國(guó)內(nèi)大部分氯堿生產(chǎn)中，采用的都是離子膜工藝，這種生產(chǎn)工藝的發(fā)展進(jìn)一步推動(dòng)了離子膜電解槽的發(fā)展，膜極距電解槽便是較具代表性的產(chǎn)品之一。這種電解槽最為顯著的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于較低的槽電壓和電耗，它的節(jié)電效果十分顯著，現(xiàn)階段已有部分氯堿企業(yè)進(jìn)行了成功應(yīng)用，取得了一定的成效。

(4)余熱再利用 在氯堿生產(chǎn)中，當(dāng)合成HCl時(shí)，熱水的送出溫度一般會(huì)高于要求溫度，多余的熱水則可作為其他機(jī)組的動(dòng)力源，這樣可以使余熱獲得有效利用。同時(shí)可適用不同型號(hào)的蒸汽爐，對(duì)蒸汽進(jìn)行回收再利用，以此來(lái)補(bǔ)給廠區(qū)供熱。此外，在轉(zhuǎn)化器運(yùn)行過(guò)程中，氯乙烯熱水的余熱可以確保溴化鋰機(jī)組的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

(5)減少污染物排放的技術(shù)措施 在氯堿生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)出大量的鹽酸，為了提高這種副產(chǎn)物的利用價(jià)值，應(yīng)當(dāng)將其高效合成有機(jī)氯化物。如，開(kāi)發(fā)高效催化劑，以空氣作為氧化劑，將鹽酸轉(zhuǎn)化為有機(jī)氯產(chǎn)品；將氯氣作為氯源，使氯轉(zhuǎn)移到有機(jī)氯產(chǎn)品中，降低氯產(chǎn)品生產(chǎn)成本。此外，還可以聯(lián)合使用MVR與高回收率的反滲透裝置，降低廢水預(yù)熱能耗，有效處理含鹽量高的水質(zhì)，大幅度提升水回收率，從而降低氯堿裝置運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)廢水零排放。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，能耗過(guò)高是氯堿生產(chǎn)中普遍存在的問(wèn)題，這一問(wèn)題在一定程度上影響了氯堿行業(yè)的發(fā)展。為此，必須在氯堿生產(chǎn)中，采取合理可行的方法和技術(shù)措施，降低電耗、水耗等，并減少污染排放，這對(duì)于推動(dòng)我國(guó)氯堿行業(yè)的發(fā)展具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

[1]侯穎.淺談氯堿生產(chǎn)過(guò)程中的氯化鉀鹽水除氨[J].黑龍江科技信息，2013,(2).

[2]劉自珍，錢(qián)永純，趙國(guó)軍.我國(guó)氯堿工業(yè)節(jié)能技術(shù)的進(jìn)展與發(fā)展方向[J].氯堿工業(yè)，2013，(7).

[3]左志遠(yuǎn)，裴洪禮.清潔生產(chǎn)及循環(huán)經(jīng)濟(jì)技術(shù)在氯堿生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].中國(guó)氯堿，2012，(1).