趙 川

(連云港市福源德邦科技發(fā)展有限公司，江蘇 連云港 222300)

1 背景技術(shù)

聯(lián)堿法純堿生產(chǎn)中因氯化銨母液在外冷器中與冷媒介質(zhì)換熱，母液因降溫產(chǎn)生過飽和度，若過飽和度消失在外冷器換熱管內(nèi)壁，使得外冷器換熱管內(nèi)產(chǎn)生氯化銨結(jié)疤，造成外冷器換熱效果差，需要定期倒換清洗。聯(lián)堿法結(jié)晶外冷器清洗通常采用熱氨Ⅰ母液進(jìn)行熱洗，雖然熱AⅠ母液固定銨含量高，但其溫度也較高，正常生產(chǎn)中，氨Ⅰ母液含固定銨80～84 tt，吸氨后的熱氨Ⅰ母液溫度在40 ℃以上，此溫度下其固定銨飽和含量約為94 tt，即濃度差可達(dá)10 tt以上，這個(gè)濃度差是溶解結(jié)疤的主要推動(dòng)力。

傳統(tǒng)聯(lián)堿法純堿生產(chǎn)中結(jié)晶外冷器熱氨Ⅰ母液清洗工藝是將吸氨來的熱AⅠ母液自流回?zé)岚雹衲敢和?，用熱氨Ⅰ清洗泵送至清洗外冷器管程，清洗外冷器管?nèi)結(jié)疤，每套冷析的結(jié)晶外冷器配置一臺(tái)熱氨Ⅰ清洗泵，清洗完熱氨Ⅰ再返回?zé)岚雹裢?，完成循環(huán)清洗。這種清洗工藝存在以下缺陷：選用的熱氨Ⅰ清洗泵揚(yáng)程高，且流量偏低，增加動(dòng)力消耗，需配置大功率電機(jī)，增加能耗，另循環(huán)量偏低，影響外冷器清洗效果。

所以，通過技術(shù)創(chuàng)新，我公司研究一種聯(lián)堿法純堿生產(chǎn)中結(jié)晶外冷器熱氨Ⅰ母液清洗新型工藝技術(shù)，取消傳統(tǒng)工藝的高揚(yáng)程低流量的熱AⅠ清洗泵，選用低揚(yáng)程、大流量的清洗軸流泵，配套小功率電機(jī)，采用本工藝技術(shù)熱氨Ⅰ母液溫度較高，且清洗軸流泵母液循環(huán)量大，提高了外冷器清洗效果，另外選用低揚(yáng)程的軸流泵，配套電機(jī)功率較小，節(jié)約能耗。

2 工藝技術(shù)介紹

本工藝技術(shù)主要研究內(nèi)容是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新的、可降低系統(tǒng)能耗的聯(lián)堿法純堿生產(chǎn)過程中結(jié)晶外冷器熱氨Ⅰ母液清洗新型工藝技術(shù)。

其工藝流程大致為：

1)先提高母Ⅰ吸氨器位置，高于結(jié)晶外冷器，吸氨后的熱氨Ⅰ母液分兩路，利用高位差一路去結(jié)晶外冷器，另一路去熱氨Ⅰ桶，回?zé)岚雹裢肮苈吩O(shè)置上液封，正常生產(chǎn)時(shí)，吸氨后的熱氨Ⅰ母液優(yōu)先去結(jié)晶外冷器進(jìn)行清洗外冷器，若不清洗時(shí)，將去結(jié)晶外冷器管路閥門關(guān)閉，則熱氨Ⅰ母液直接回?zé)岚雹衲敢和啊?/p>

2)取消目前的高揚(yáng)程熱氨Ⅰ清洗泵，改為低揚(yáng)程大流量軸流泵，每套結(jié)晶器配置一臺(tái)低揚(yáng)程大流量熱氨Ⅰ清洗軸流泵，替代目前的高揚(yáng)程熱氨Ⅰ清洗泵。

3)吸氨后的熱氨Ⅰ母液自流進(jìn)熱氨Ⅰ清洗軸流泵進(jìn)口總管熱氨Ⅰ清洗軸流泵進(jìn)出口配管連接到此套結(jié)晶系統(tǒng)的各臺(tái)外冷器，并加切斷閥進(jìn)行倒換清洗，循環(huán)清洗外冷器管程結(jié)疤，清洗完的熱氨Ⅰ母液再溢流回?zé)岚雹衲敢和?。見圖1。

圖1 結(jié)晶外冷器熱氨Ⅰ清洗技術(shù)改造工藝流程

本工藝技術(shù)具有以下技術(shù)優(yōu)勢：

1)采用低揚(yáng)程大流量熱氨Ⅰ清洗軸流泵代替高揚(yáng)程熱氨Ⅰ清洗泵，因吸氨后的熱氨Ⅰ母液溫度較高，且清洗軸流泵母液循環(huán)量大，提高了外冷器清洗效果。

2)選用低揚(yáng)程的軸流泵，配套電機(jī)功率較小，節(jié)約能耗。節(jié)約能耗計(jì)算如下：以60萬t/a的純堿生產(chǎn)能力計(jì)算，年產(chǎn)60萬t純堿，正常設(shè)計(jì)是三套V=860 m3冷析結(jié)晶器，每套冷析結(jié)晶器配套三臺(tái)φ2400×6000外冷器，每套冷析結(jié)晶系統(tǒng)配置一臺(tái)熱氨I清洗泵(Q=600 m3/h，H=40 m，N=132 kW)，正常生產(chǎn)電耗約為132×3=396 kWh，與傳統(tǒng)工藝對比，采用本工藝技術(shù)，外冷器清洗選用三臺(tái)低揚(yáng)程大流量熱氨Ⅰ清洗軸流泵(Q=1 000 m3/h，H=2 m，N=15 kW)，正常生產(chǎn)電耗約為15×3=45 kWh，則每小時(shí)可節(jié)約電耗約351 kWh，即噸堿電耗下降4.68 kWh/t堿。以每度電0.6元計(jì)算，則年產(chǎn)60萬t純堿，每年可節(jié)約電費(fèi)168萬元。

3)本項(xiàng)目實(shí)施取消傳統(tǒng)工藝高揚(yáng)程熱氨Ⅰ清洗泵，其電機(jī)功率大，且為二級電機(jī)，而選用低揚(yáng)程熱氨Ⅰ清洗軸流泵，其電機(jī)功率小，且為四級電機(jī)，可以減少設(shè)備損傷及故障率，延長設(shè)備使用壽命，同時(shí)，也減少大功率高轉(zhuǎn)速的熱氨Ⅰ清洗泵運(yùn)行產(chǎn)生的噪音污染，更加安全環(huán)保。

3 技術(shù)應(yīng)用

目前，該工藝技術(shù)已在安徽德邦化工有限公司推廣應(yīng)用，安徽德邦化工有限公司年產(chǎn)60萬t純堿，取消其原有工藝的三臺(tái)高揚(yáng)程熱氨Ⅰ清洗泵(Q=600 m3/h，H=40 m，N=132 kW)，已將三套結(jié)晶系統(tǒng)外冷器熱氨Ⅰ清洗改為低揚(yáng)程大流量熱氨Ⅰ清洗軸流泵進(jìn)行清洗。

其實(shí)施改造方案為：

1)利用大修停車檢修機(jī)會(huì)，將母I吸氨器搬遷至結(jié)晶外冷器框架廠房樓頂，目的是將吸氨后熱氨Ⅰ母液利用高位差，自流進(jìn)結(jié)晶外冷器中。

2)取消原高揚(yáng)程熱氨Ⅰ清洗泵清洗流程，原有的設(shè)備及管線僅作為備用使用。在三套結(jié)晶外冷器上管箱處邊側(cè)位置，各安裝三臺(tái)低揚(yáng)程大流量熱氨Ⅰ清洗軸流泵(Q=1 000 m3/h，H=2 m，N=15 kW)。

3)將吸氨后的熱氨Ⅰ母液配管分別進(jìn)三套熱氨Ⅰ清洗軸流泵進(jìn)口總管，并加裝閥門。

4)每臺(tái)熱氨Ⅰ清洗軸流泵進(jìn)出口配管連接到此套冷析系統(tǒng)的各臺(tái)外冷器，并加切斷閥進(jìn)行倒換清洗。

5)正常清洗流程為熱氨I清洗軸流泵出口的熱氨Ⅰ母液從外冷器下部進(jìn)，從外冷器上管箱出，清洗后的熱氨Ⅰ母液再溢流回?zé)岚雹衲敢和啊?/p>

表1 是安徽德邦冷析系統(tǒng)結(jié)晶外冷器熱氨Ⅰ清洗技術(shù)改造項(xiàng)目實(shí)施后的查定數(shù)據(jù)。

表1 結(jié)晶外冷器熱氨Ⅰ清洗技術(shù)改造后查定數(shù)據(jù)

項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益核算：

項(xiàng)目完工投用后，聯(lián)堿停用三臺(tái)高揚(yáng)程熱氨Ⅰ清洗泵(Q=600 m3/h，H=40 m，N=132 kW)，而選用三臺(tái)低揚(yáng)程大流量熱氨Ⅰ清洗軸流泵(Q=1 000 m3/h，H=2 m，N=15 kW)，全年以8 000 h計(jì)，全年節(jié)電量為280萬kWh，電費(fèi)以0.6元/kWh度計(jì)算，每年節(jié)約電費(fèi)168萬元。

項(xiàng)目社會(huì)效益核算：

項(xiàng)目完工投用后，按1.229 tce/萬kWh計(jì)算節(jié)能量，每年節(jié)約345 t標(biāo)準(zhǔn)煤，按0.68 kgCO2/kg標(biāo)煤計(jì)算減排，每年可減少235 t CO2排放。

另外，本項(xiàng)目實(shí)施取消傳統(tǒng)工藝高揚(yáng)程熱氨Ⅰ清洗泵，其電機(jī)功率大，且為二級電機(jī)，而選用低揚(yáng)程熱氨Ⅰ清洗軸流泵，其電機(jī)功率小，且為四級電機(jī)，可以減少設(shè)備損傷及故障率，延長設(shè)備使用壽命，同時(shí)，也減少大功率高轉(zhuǎn)速的熱氨Ⅰ清洗泵運(yùn)行產(chǎn)生的噪音污染，更加安全環(huán)保。

4 小 結(jié)

本工藝技術(shù)我公司獲得授權(quán)發(fā)明專利一項(xiàng)，發(fā)明專利名稱：聯(lián)堿法純堿生產(chǎn)過程中結(jié)晶工段溴化鋰制冷降溫及外冷器熱氨Ⅰ母液清洗裝置與方法，專利號：ZL201610085651.4。本工藝技術(shù)改造節(jié)能降耗、項(xiàng)目運(yùn)行安全穩(wěn)定，達(dá)到預(yù)期效果，可推廣至聯(lián)堿行業(yè)使用。