劉明杰，劉海濤，趙 清，肖文莉

（唐山三友氯堿有限責(zé)任公司，河北 唐山 063305）

唐山三友氯堿有限責(zé)任公司自2005年投產(chǎn)以來，不斷運用技術(shù)改造手段應(yīng)用溴化鋰制冷、蒸汽式氯化氫合成爐以及流化干燥床等一系列節(jié)能新技術(shù)裝備，提升了企業(yè)整體技術(shù)水平，產(chǎn)品綜合能耗不斷降低。2017年，燒堿產(chǎn)品綜合能耗298.93 kgce/t，PVC綜合能耗160.14 kgce/t，低于行業(yè)平均水平。

1 燒堿低溫?zé)崮芑厥绽碚摲治?/h2>

2017年，燒堿低溫?zé)崮苜Y源化利用以合理化建議形式被提出，經(jīng)過1年的討論完善，形成最終可行方案，列入2018年計劃內(nèi)技改實施。

1.1 燒堿低溫?zé)崮芑厥绽每尚行苑治?/h3>

燒堿生產(chǎn)工藝中，鹽水精制系統(tǒng)需要將溫度控制在60℃左右，主要原因是既要提高原鹽溶解速度，也要縮短鹽水精制反應(yīng)時間，還要保證下游螯合樹脂反應(yīng)活性。

燒堿正常生產(chǎn)中，精鹽水在電解反應(yīng)中損耗50%氯化鈉和20%的水，需在化鹽操作過程中補足。其中20%的水分損耗主要通過補充常溫生產(chǎn)水實現(xiàn)。補充的原鹽和生產(chǎn)水均為常溫，通過化鹽操作不僅將其融入生產(chǎn)系統(tǒng)，還需要通過熱水或副產(chǎn)蒸汽加熱提溫至65℃。與此同時，電解工序成品燒堿濃度32%，溫度在80℃左右，需通過循環(huán)水冷卻降溫，降低燒堿對管道、設(shè)備的腐蝕。

從工藝需求上分析，生產(chǎn)水需要從25℃（常溫）被加熱至55℃左右，32%成品燒堿需從80℃冷卻至45℃以下。理論上，用生產(chǎn)水冷卻成品燒堿，同時被成品燒堿加熱提溫在理論上完全可行。

根據(jù)系統(tǒng)水平衡計算，燒堿系統(tǒng)需補充新鮮生產(chǎn)水在150 m3/h左右，為保證操作性能，引出140 m3/h生產(chǎn)水用于冷卻燒堿。

生產(chǎn)水從25℃提溫至55℃，再進入化鹽水系統(tǒng)，只需少量補充蒸汽即可確保生產(chǎn)工藝需求。項目有效利用燒堿余熱即為節(jié)約蒸汽熱量和生產(chǎn)水提溫吸收熱量 140×（50-20）×1=420（萬kcal/h）。

根據(jù)生產(chǎn)運行數(shù)據(jù)，現(xiàn)有燒堿生產(chǎn)裝置可回收32%成品燒堿產(chǎn)品低溫?zé)崮?35℃×（88+74）t/h×0.864 kcal/kg.℃=489（萬kcal/h），完全能夠滿足生產(chǎn)水提溫需要。

1.2 燒堿低溫?zé)崮芑厥展こ碳夹g(shù)方案

燒堿低溫余熱利用方案整體圍繞生產(chǎn)水冷卻成品燒堿進行設(shè)計，并增加附屬工藝完善內(nèi)容。主要技術(shù)方案包括以下內(nèi)容。

（1）新增燒堿/生產(chǎn)水換熱器與原有成品燒堿冷卻器串聯(lián)，正常情況下可獨立運行，增加換熱器使用壽命；備用換熱器冷卻介質(zhì)（循環(huán)水）側(cè)增加不經(jīng)換熱器的連通管，滿足冬季防凍需要。

（2）生產(chǎn)水進入換熱器前增加籃式過濾器，延長生產(chǎn)水結(jié)垢堵塞換熱器周期。生產(chǎn)水側(cè)設(shè)置流量計和調(diào)節(jié)閥，嚴格定量控制冷卻成品燒堿的生產(chǎn)水流量（稍小于正常生產(chǎn)水補充量），并遵循“固定流量+變量調(diào)節(jié)”方式，由燒堿二車間進行生產(chǎn)水流量調(diào)節(jié)和總體把控。

（3）生產(chǎn)水采用無壓回水，增加生產(chǎn)水冷卻系統(tǒng)的流動性能，所有冷卻用生產(chǎn)水提溫后無壓進入蒸發(fā)界區(qū)的生產(chǎn)水罐，通過水泵和出口調(diào)節(jié)閥平穩(wěn)輸送至化鹽水罐。

（4）提溫后生產(chǎn)水自緩沖罐泵引出1支分支管線，通過加壓泵提壓用于清洗鹽泥，降低鹽泥含鹽量。

（5）鋪設(shè)蒸汽管線至南區(qū)溴化鋰機組，利用副產(chǎn)蒸汽加熱熱水，供溴化鋰機組通過熱制冷制取冷凍水，同時，鋪設(shè)蒸汽管線至聚合樹脂干燥流化床，采用飽和蒸汽對離心分離后的PVC樹脂進行干燥。

1.3 節(jié)約的高級熱能利用方式分析

140 m3/h生產(chǎn)水提溫所需熱量供應(yīng)強度為420萬kcal/h，而根據(jù)飽和蒸汽物理性質(zhì)，副產(chǎn)飽和蒸汽冷凝為水放熱55.7萬kcal/t。生產(chǎn)水加熱所需熱量需要通過420÷55.7=7.5（t/h）的副產(chǎn)飽和蒸汽提供。根據(jù)生產(chǎn)實際測算，副產(chǎn)蒸汽節(jié)約6.8 t/h，其余為95℃熱水（熱值折中壓蒸汽0.7 t/h）。其應(yīng)用方向主要有以下2個。

1.3.1 溴化鋰制冷

2007年以來，三友氯堿根據(jù)熱平衡相繼安裝了6臺溫水型溴化鋰制冷機組，采用氯化氫合成爐和氯乙烯轉(zhuǎn)化器副產(chǎn)的熱水作為熱介質(zhì)制取7℃冷凍水。

隨著技術(shù)裝備的不斷進步，氯化氫合成反應(yīng)熱利用技術(shù)也出現(xiàn)重大變革，余熱攜帶介質(zhì)由95℃熱水升級為0.4 MPa中壓蒸汽，余熱回收價值大幅上升。受此影響，三友氯堿不僅在擴產(chǎn)新項目當中全面采用蒸汽式氯化氫合成爐，也不斷將原有熱水型氯化氫合成爐替換為蒸汽式氯化氫合成爐。雖然企業(yè)總體創(chuàng)效提升，但也造成了用于溴化鋰制冷的熱水供應(yīng)不足，溫水型溴化鋰機組開工率不足50%，

燒堿低溫?zé)崮苜Y源化利用后，生產(chǎn)水改用成品燒堿提溫后節(jié)省了以飽和蒸汽或高溫?zé)崴疄檩d體的加熱介質(zhì)，能夠維持1臺溴化鋰制冷機組滿負荷運行，進而供應(yīng)7℃冷凍水550 m3/h，年創(chuàng)效326萬元。

1.3.2 樹脂干燥流化床

三友氯堿60%以上的通用聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)裝置（產(chǎn)能20萬t/a）仍采用氣流旋風(fēng)工藝技術(shù)進行產(chǎn)品干燥，技術(shù)相對落后，單位能耗高，且容易造成部分PVC產(chǎn)品雜質(zhì)偏高。

三友氯堿直接采用國際先進水平的丹麥尼魯樹脂干燥流化床替代原有樹脂旋風(fēng)干燥系統(tǒng)，直接應(yīng)用飽和蒸汽進行PVC干燥操作，降低樹脂蒸汽單耗0.2 t，效益顯著。

根據(jù)核算，生產(chǎn)實際當中用于生產(chǎn)水加熱的蒸汽在6.8 t/h，通過燒堿低溫?zé)崮芑厥蘸?，可滿足新樹脂流化床60%左右的蒸汽需求，年可創(chuàng)效770萬元。

2 低溫?zé)崮芾猛茝V

在現(xiàn)有工藝中，離心式空壓機需要通過多級循環(huán)水冷卻移出壓縮熱，同時采用電加熱方式催動儀表氣再生干燥器恢復(fù)工作性能。

停用離心式空壓機末級冷卻器，節(jié)省循環(huán)水消耗；終極壓縮后的高溫工藝空氣代替熱再生氣進入再生干燥器（改型為熱壓縮空氣再生干燥器），充分利用工藝氣壓縮余熱對儀表氣設(shè)備進行干燥脫附，減少了電能消耗，降低儀表空氣制造成本。

3 結(jié)論

三友氯堿通過大力推廣先進技術(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)工藝，不斷深入挖潛，推進節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展，降低生產(chǎn)成本，取得了極大的經(jīng)濟和社會效益。經(jīng)測算，上述兩項低溫?zé)崮苜Y源化利用措施年創(chuàng)效在800萬元以上，而投資僅300萬元左右。

化工企業(yè)尤其是高耗能企業(yè)需積極優(yōu)化生產(chǎn)工藝，采用能量優(yōu)化利用原則合理組織能量多次利用，高能高用，低能低用，按質(zhì)用能，按需供能。具體說來就是對熱資源要盡量先產(chǎn)功再用熱，即使對熱量利用也要按能級高低分別回收使用，高溫?zé)嵩醇訜岣邷匚锪?，低溫?zé)嵩醇訜岬蜏匚锪?，?gòu)成按能量等級高低綜合利用的總能體系，從而達到較高的能量利用效率，實現(xiàn)節(jié)能和經(jīng)濟發(fā)展的有效平衡。