梁愛(ài)華

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北 唐山 063305）

唐山三友氯堿有限公司原50%燒堿蒸發(fā)系統(tǒng)采用Ⅱ效逆流蒸發(fā)技術(shù)，年產(chǎn)能8萬(wàn)t，中壓蒸汽單耗為0.78 t/t折百堿。自2017年9月，公司正式啟動(dòng)燒堿蒸發(fā)裝置節(jié)能升級(jí)技改項(xiàng)目，將Ⅱ效燒堿蒸發(fā)工藝改造為Ⅲ效逆流蒸發(fā)節(jié)能工藝，根據(jù)目前運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，改造后蒸汽單耗已低至0.53 t/t折百堿，熱能消耗顯著降低。

1 堿性冷凝液回收利用

該公司燒堿蒸發(fā)系統(tǒng)的冷凝液主要有2種，一種是顯中性的蒸汽冷凝液，此冷凝液一部分在蒸發(fā)換熱系統(tǒng)中加熱稀燒堿液，其余回收至氯化氫合成工序的純水罐，用來(lái)副產(chǎn)蒸汽；另一種冷凝液為稀燒堿蒸發(fā)，含0.05%NaOH的堿性冷凝液，此部分直接回收至冷凝液儲(chǔ)罐，經(jīng)加壓泵輸送至一次鹽水工序作為化鹽水使用。一方面避免堿性水排放至外環(huán)境打破水系平衡，另一方面回收水化鹽可降低粗鹽水除鎂過(guò)程中的燒堿加入量，節(jié)約生產(chǎn)成本。

部分企業(yè)將燒堿蒸發(fā)的堿性冷凝液回收用作電解槽的陰極補(bǔ)水，使堿性冷凝液得以實(shí)現(xiàn)直接回用、低品高用[1]。此用法有效保證了堿性冷凝液的高質(zhì)回收及應(yīng)用，效益明顯，可作為蒸發(fā)固堿體系節(jié)能減排相關(guān)技術(shù)改造的參考。但此方法也存在一些問(wèn)題，即必需控制好堿性冷凝液中的重金屬離子濃度，否則將會(huì)對(duì)電解槽離子膜膜體有污染，直接影響離子膜燒堿生產(chǎn)運(yùn)行的電流效率及生產(chǎn)安全。針對(duì)此問(wèn)題，建議在堿性冷凝液的指標(biāo)控制上，增加在線pH值計(jì)監(jiān)測(cè)及重金屬Cr、Ni離子檢測(cè)等，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)指標(biāo)異常避免影響電解系統(tǒng)安全及穩(wěn)定。

此外，也有公司采用將蒸發(fā)固堿生產(chǎn)中的蒸汽冷凝水加入鹽酸調(diào)節(jié)至近乎中性，并入循環(huán)水生產(chǎn)系統(tǒng)的方式來(lái)回收堿性冷凝液[2]。鑒于堿性冷凝液的硬度、金屬離子含量及氯離子含量遠(yuǎn)小于循環(huán)水管網(wǎng)體系，且只會(huì)給循環(huán)水體系造成小于1.5℃的溫差變化，幾乎對(duì)循環(huán)水生產(chǎn)體系造成的影響可忽略不計(jì)。但此方法增加鹽酸加入操作負(fù)荷及風(fēng)險(xiǎn)，且需及時(shí)監(jiān)測(cè)pH值變化，此外，針對(duì)事故風(fēng)險(xiǎn)防控把控較為復(fù)雜，一旦指標(biāo)出現(xiàn)酸度偏高的異常狀況，將會(huì)直接腐蝕循環(huán)水系統(tǒng)的設(shè)備及管線，故此種改造比較適用于蒸汽冷凝水產(chǎn)量較低的工況下。

2 不合格燒堿產(chǎn)品回收利用

2.1 蒸發(fā)開(kāi)車(chē)初期不合格濃燒堿

離子膜電解生產(chǎn)的32%液堿作為燒堿蒸發(fā)工序的生產(chǎn)原料，以蒸汽為加熱介質(zhì)，經(jīng)過(guò)Ⅰ、Ⅱ效降膜蒸發(fā)器濃縮為45%或者50%的濃燒堿，作為成品直接出售。而開(kāi)車(chē)初期，由于系統(tǒng)壓力與溫度不穩(wěn)定等因素造成的不合格成品燒堿，需根據(jù)生產(chǎn)情況進(jìn)行區(qū)分回收：未加入蒸汽前，32%燒堿在Ⅰ效、Ⅱ效系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)回至稀燒堿儲(chǔ)罐，準(zhǔn)備進(jìn)行降膜蒸發(fā)；加蒸汽后的濃燒堿在質(zhì)監(jiān)部門(mén)取樣合格前切換送至電解工序的廢燒堿罐，用來(lái)配制吸收廢氯氣的稀燒堿，或作為一次鹽水除鎂精制劑使用，直至取樣合格后切換至輸送成品罐區(qū)外售。

2.2 離子膜電解事故廢燒堿

對(duì)于離子膜電解生產(chǎn)的不合格32%燒堿和因停車(chē)檢修排放至廢堿罐的事故廢燒堿，如回收送至一次鹽水除鎂無(wú)法完全消耗，直接外售則會(huì)大大降低其潛在價(jià)值。通過(guò)蒸發(fā)工藝流程升級(jí)，將廢堿罐內(nèi)的事故廢燒堿直接輸送至Ⅰ效蒸發(fā)器前管線，設(shè)定好蒸發(fā)器溫度，將廢燒堿轉(zhuǎn)為45%或者50%成品濃燒堿進(jìn)行外售，直接升級(jí)產(chǎn)品價(jià)值，增加企業(yè)效益。

2.3 水洗置換設(shè)備后的稀堿液

氯堿行業(yè)涉及燒堿介質(zhì)的主體設(shè)備主要有電解槽、燒堿儲(chǔ)槽、Ⅰ效蒸發(fā)器、Ⅱ效蒸發(fā)器等，設(shè)備檢修或者清理前的工藝水洗置換處理至關(guān)重要，然而水洗后的稀堿液直接外排造成環(huán)保問(wèn)題，又造成浪費(fèi)，而全部輸送至化鹽水儲(chǔ)罐進(jìn)行化鹽則降低了稀燒堿的利用價(jià)值。故稀堿液可通過(guò)廢堿罐回收，結(jié)合32%燒堿配制濃度為17%～18%的吸收液進(jìn)行廢氯氣吸收，生產(chǎn)次鈉副產(chǎn)品外售，創(chuàng)造最直接最高效的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。

3 蒸發(fā)工藝改造

3.1 改造前的工藝

（1）燒堿

32%～50%燒堿蒸發(fā)濃縮裝置采用Ⅱ效逆流、三板式換熱器回收熱能技術(shù)。32%堿液由加壓泵輸送到Ⅰ效降膜蒸發(fā)器，在經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器的過(guò)程，操作在真空的狀態(tài)下進(jìn)行，32%堿液被濃縮為38.8%。在經(jīng)過(guò)換熱器的過(guò)程中38.8%堿液升溫至134.6℃分離器設(shè)定溫度。其中，50%堿工藝的分離器堿溫度控制在145℃；45%堿工藝分離器堿溫度控制在136℃。在通過(guò)Ⅱ效降膜蒸發(fā)器過(guò)程中，成品堿液在常壓下操作，38.8%堿液被濃縮為45%或者50%堿液，然后先經(jīng)板式換熱器與后38.8%堿液換熱后，從145℃降至100.8℃，再經(jīng)換熱器從100.8℃降至大約45℃，輸送至成品區(qū)外售。

（2）蒸汽及冷凝液

中壓蒸汽從蒸汽合成爐產(chǎn)生或外網(wǎng)直供進(jìn)入蒸汽分配臺(tái)，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入Ⅱ效蒸發(fā)器，與Ⅱ效蒸發(fā)器溫度組成控制回路，出Ⅱ效蒸發(fā)器的蒸汽進(jìn)入Ⅰ效蒸發(fā)器，產(chǎn)生的蒸汽冷凝液與Ⅰ效降膜蒸發(fā)器殼側(cè)的一部分蒸汽冷凝液被收集在蒸汽冷凝液罐，一部分參與38.8%燒堿換熱進(jìn)行熱量回收，另一部分輸送至氯化氫合成工序并入純水罐作為副產(chǎn)蒸汽鍋爐水回收創(chuàng)效。堿性蒸汽由表面冷卻器冷凝，經(jīng)加壓泵輸送至一次鹽水工序作為化鹽水使用。

3.2 改造后的工藝

（1）燒堿

32%～50%燒堿蒸發(fā)濃縮裝置采用三效逆流。32%堿液由加壓泵輸送到Ⅰ效降膜蒸發(fā)器，32%堿液被濃縮為37%，經(jīng)Ⅰ效堿泵加壓后，分成兩路。一路與蒸汽冷凝水換熱。另一路與50%NaOH加熱后進(jìn)入Ⅱ效降膜蒸發(fā)器，濃度提高至42%。濃縮后堿液再經(jīng)過(guò)Ⅱ效堿泵加壓后分成兩路，一路與蒸汽冷凝水換熱，另一路與50%NaOH換熱器進(jìn)入Ⅲ效降膜蒸發(fā)器，濃度被提高至50%。達(dá)到濃度的50%堿液經(jīng)Ⅲ效堿泵加壓分別與42%NaOH和37%NaOH換熱冷卻后，送至50%NaOH－冷卻水冷卻器冷卻至45℃進(jìn)入罐區(qū)儲(chǔ)存。

（2）蒸汽及冷凝液

Ⅲ效蒸發(fā)器產(chǎn)生的二次蒸汽作為Ⅱ效蒸發(fā)器的加熱介質(zhì)，Ⅱ效冷凝水進(jìn)入冷凝水罐。Ⅱ效蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽作為Ⅰ效蒸發(fā)器的加熱介質(zhì)，Ⅰ效冷凝水進(jìn)入冷凝水罐。Ⅲ效蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽在表面冷凝器中冷凝，真空泵抽吸負(fù)壓，產(chǎn)生的冷凝液進(jìn)入冷凝水罐回收。蒸汽冷凝液經(jīng)42%NaOH－中壓蒸汽冷凝水換熱器和37%NaOH－生蒸汽冷凝水換熱器被低溫堿液冷卻回收熱量后送界區(qū)外使用。

多重?fù)Q熱技術(shù)進(jìn)一步有效回收熱能，歷經(jīng)改造后的三效蒸發(fā)工藝使生產(chǎn)50%燒堿的蒸汽單耗由0.78 t/t折百堿降低至0.53 t/t折百堿，熱能消耗顯著降低，且生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定，年效益達(dá)200萬(wàn)元。

4 結(jié)語(yǔ)

燒堿蒸發(fā)節(jié)能減排技術(shù)正在行業(yè)中不斷更新和升級(jí)，如何將成本最小化、安全最大化、環(huán)保最凈化、指標(biāo)最優(yōu)化成為企業(yè)盈利的最根本保證。逐步優(yōu)化燒堿蒸發(fā)工藝、節(jié)能降耗是燒堿蒸發(fā)技術(shù)的重點(diǎn)工作，同時(shí)針對(duì)好的建議和改造方法擇優(yōu)借鑒，使中國(guó)化工工業(yè)節(jié)能減排工作做的更好，企業(yè)效益更高。