依靠技術改進節約能耗，降低成本

邸亞寧，霍中德，卜小軍

（西安西化熱電化工有限責任公司，西安陜西710077）

依靠技術改進節約能耗，降低成本

邸亞寧，霍中德，卜小軍

（西安西化熱電化工有限責任公司，西安陜西710077）

總結了西安西化熱電化工有限責任公司為節能降耗采取的技術改進措施。通過改造，降低了電石、氯化氫、一次水、動力電、蒸汽等的消耗，以PVC年產量4萬t計算降低成本達660多萬元，節能降耗效果顯著。

PVC企業；技術改進；節能降耗

由于2008年金融危機引起下游市場需求的嚴重萎縮，產品售價從最高8 500元/t一路下跌至5 300元/t，開工率一度下降至30%左右[1]。西安西化熱電化工有限責任公司審時度勢，從2008年9月起狠抓管理，以“少投入多產出”為原則，采取技術改進、節能降耗措施，實現了減產不停車。

1 降低電石消耗

電石在PVC成本中占70%左右，降低電石消耗是降低PVC成本的首要突破口。

1.1 通過工藝改造和工藝指標的調整，提高乙炔發生器收率

1.1.1 提高發生器操作溫度

在電石渣漿中，乙炔在60℃時溶解度為0.685g/L， 80℃時為0.438 g/L。由表1可以看出，反應溫度越高，乙炔損失越少，但是含固量越高，排渣越困難。另外，粗乙炔氣中的水蒸氣含量相應增加，將造成冷卻負荷加大。綜合考慮以后，決定將發生器操作溫度調高5℃，即將原操作指標由（85±5）℃調整為（90±5）℃。

表1 乙炔氣在水中的溶解度

為維持渣漿含固量，將原加入發生器的上清液溫度由≤30℃調整到（40±5）℃，發生器上水改造如圖1所示。在夏季環境溫度較高時，將熱水池濾水經過加壓泵打到冷卻塔進行降溫，使其溫度低于50℃，再送到發生器；當外界溫度較低時，用加壓泵將濾水送到發生器，繞過涼水塔，既保證了水溫，同時停開了涼水塔和1臺濾水泵，節約了能源。此項目總投入0.5萬元。

1.1.2 加裝回收管道回收乙炔氣

經過現場測定，該公司乙炔發生器在震料操作過程中，電石振動加料器及二儲斗壓力達到13 kPa，遠遠高于發生器9 kPa的壓力，這是由于電石進入發生器后，先在下料桶下部與水反應，反應產物乙炔氣由加料桶上升進入加料器及二儲斗內。由于二儲斗翻板閥不嚴及每次一儲斗向二儲斗下料時，這部分較高壓力的乙炔氣就會繼續上升直至用氮氣趕至排空口排空。乙炔站改造示意圖見圖2。在發生器震動加料器上開口，引管道經1臺水封罐后連接至2#冷卻塔氣相入口，經測試后壓力下降到8 kPa，可回收部分乙炔氣。此項目投入0.1萬元。

1.1.3 安裝回收罐回收水中溶解的乙炔氣

水環泵出水及清凈塔排出廢次鈉水均是經過加壓后乙炔的飽和或過飽和溶液，原來是直接排至回收池，在經過突然減壓后，溶解在水（或廢次鈉）中的乙炔氣就會有一部分釋放出來，既污染環境，又造成浪費。如圖3增加了1臺回收罐，將這部分水引至回收罐減壓后再送至回收池，而回收氣送至二冷塔進口，投入1萬元。

1.2 提高氯乙烯精餾尾氣回收率

1.2.1 單體精餾尾氣回收系統改造

該公司單體精餾尾氣回收系統是2003年上馬的，采用變溫變壓三塔吸附工藝的單體尾氣回收系統。由于工藝要求，塔內冷卻盤管頻繁進行蒸汽與冷卻水的切換，運行幾個月，厚壁盤管就發生泄漏，導致系統停車，吸附劑進水。在經過多次更換盤管和排放與裝填吸附劑后，吸附效果越來越差。進行了以下改造，取得了明顯效果。改造措施見圖3、圖4。

（1）將原吸附塔盤管去掉，更換吸附劑。

（2）不再使用蒸汽加熱和冷卻水冷卻，將吸附系統程序時間進行大幅縮短調整，使吸附劑只進行表面吸附而不進行深度吸附，減少脫吸時間，提高脫吸效果。

（3）從吸附塔出來的解析氣（主要含乙炔和氯乙烯及其它惰性氣體）經過真空泵送至緩沖罐（新增），再將低塔頂尾排氣（含氯乙烯和乙炔）送至緩沖罐。利用新上的羅茨鼓風機將緩沖罐內氣體均勻地送至轉化系統予以回收。

此次改造在原基礎上投入了32萬元，吸附效果大幅度提高，不僅使尾氣中氯乙烯得到回收，也回收了其中的乙炔氣，年產值為100多萬元。

1.2.2 回收精餾工序和懸浮聚合回收工序放水時夾帶及溶解的氯乙烯

單體精餾工序和懸浮聚合回收工序每班對分水器和單體回收槽進行2次排水操作，在排放過程中總有一定量的氯乙烯液體夾帶，不但造成損失，還污染了環境。

為解決這一問題，在該2個工序各安裝1臺小型帶加套的回收罐，每次排水時排入回收罐。單體精餾工序利用轉化區熱水余熱（90℃）升溫，懸浮聚合利用母液水余熱（65℃）升溫，將夾帶的氯乙烯及水中溶解的氯乙烯回收至單體氣柜，總投入6.1萬元。回收氯乙稀改造示意圖見圖5。

上述改造措施共投入39.7萬元，經過改造后，樹脂耗電石從1.439 t/t降至1.423 t/t，按照現在較小負荷（每年生產樹脂4萬t）計算，電石每噸按照3 000元計算，節約成本為192萬元/a。

2 降低氯化氫消耗

2.1 氯乙烯合成工序降低氯化氫與乙炔配比

將氯化氫與乙炔配比由原來的1.05～1.10調整到1.03～1.06，原來氯化氫與乙炔配比控制在較高的比例，在自動化程度較低，流量精確度不高的情況下，保證了一定氯化氫過量、滿足了轉化率的要求。但是隨著氯化氫合成爐燈頭改進、自控系統投用、脫水流量自動配比的實現以及高效觸媒的使用，配比太高會增加水洗塔及堿洗塔的負擔。在將氯化氫與乙炔配比調整到1.03～1.06后，經過長時間運行測試，轉化率未受到影響。水洗和堿洗處理效果明顯增強。每噸單體可節約氯化氫約30 kg。

2.2 利用純水做廢酸，提高廢酸品質

將除汞制酸系統吸收水由一次水改為純水，提高廢酸品質，滿足特殊用戶要求。某公司使用西化公司大量精酸作為其生產原料，其使用精酸的原因在于對鈣鎂離子含量有嚴格要求，而對其他指標要求不高。在經過溝通和多次測試后，利用純水制作廢酸，完全滿足客戶需要，這一措施的實施使客戶每噸成本直接下降500元左右，廢酸也增效30元/t。此項目投入0.2萬元。

2.3 水洗系統改自動循環操作，達到節能減排的效果

圖6 水洗塔循環稀酸自控改造示意圖

單體工段水洗塔循環噴淋水除少量用于泡沫塔吸收上水外，大量進行自循環。由于操作難度及生產平衡需要，每天有20 t含1%左右氯化氫的廢水排入下水道，既增加了廢水處理負擔，又造成損失。水洗塔循環稀酸自控改造示意圖見圖6。水洗塔循環吸收水補充系統上自控裝置，在生產正常情況下，利用自控裝置使稀酸罐補充水與泡沫塔用水達到平衡，杜絕外排。再上1臺酸泵和1個回收酸罐，在氯化氫過量較大時將大量稀酸排入回收罐，用泵打到公司廢水處理站進行中和利用。由于在原有基礎上改造，僅投入6.5萬元即實現了以上自控操作。

經過以上改造后每噸樹脂耗氯化氫由0.68 t降至0.65 t，每噸氯化氫按900元計算，每噸廢酸比原來凈增收30元，生產1 t樹脂副產廢酸0.3 t，則總投入6.7萬元，實現產出148萬元。

3 降低一次水消耗

3.1 將單體壓縮機、空壓機、冰機等冷卻水改為循環水

該公司聚氯乙烯分廠各種大型壓縮設備多，冷卻水用量很大，如單體壓縮機、空壓機、冷凍冰機等。其冷卻水一直使用一次水，費用很大。循環冷卻水改造示意圖見圖7。將上述設備冷卻水進行收集，利用管道連接到一臺冷卻塔，經過冷卻塔冷卻后，再閉路循環冷卻使用，經過改造，一次水用量大幅度下降。該項目投入11萬元。

3.2 乙炔發生器全部循環使用電石渣上清液，Ⅰ冷、Ⅱ冷塔使用循環水

由于乙炔站濾水系統結垢嚴重，電石渣濾水回用一直不理想，為提高濾水回用率，降低一次水消耗，進行了改造：a.將原濾水泵由一般的離心泵改為塑料材質專用泵；b.泵出口管道全部改為橡膠加強管，閥門改為塑料閥門。

在濾水回用系統連續滴加單體水洗系統所產的28%廢酸，加入量為1.0～1.2 L/h。在乙炔站新上1臺小型涼水塔，使冷卻塔系統實現接近閉路循環。既節約了一次水，又減少了乙炔氣的溶解損失，（見圖8）。

經過以上改造，乙炔站濾水回用系統結垢現象得到了較徹底的解決，由每隔10 d清理一次延長到3個月檢查1次。電石渣濾水實現了全部回用。每年節約中水費用達50萬元。該項目投入10萬元。

3.3 懸浮聚合使用離心機母液水投料

將離心機母液水用于投料，用量從最初的1/5到現在的1/3，同時沖釜水及汽提塔噴頭用水也改用母液水，使純水消耗由原來的3.5 t/t樹脂下降到1.5 t/t樹脂，遠遠低于同行業3.2～4.0 t/t的水平。

經過以上改造，懸浮聚氯乙烯耗一次水由原來的14 t/t下降到10.2 t/t，一次水為3.5元/t，軟水為14元/t，總投入21萬元，取得產出137.2萬元。

4 降低動力電消耗

4.1 停用部分加壓泵和風機

如圖1所示，在外界溫度較低時，直接用加壓泵將濾水送到發生器，繞過涼水塔，既保證了水溫，同時停開了7.5 kW涼水塔和1臺15 kW濾水泵。每年停開一半時間，每小時節電22.5 kW·h。

由于金融危機影響，生產負荷較正常時大幅度降低。根據實踐，在生產過程中將懸浮干燥引風機停掉，只在引風機入口和出口加裝一條旁路，繞過引風機，利用鼓風機風壓克服一二級旋風分離器阻力進行生產，產品質量未收到影響。以每年低負荷運行1/4時間計算，每小時節約用電75 kW·h。

4.2 小電機改為大電機，減少電機運行臺數

冷凍工序－35℃鹽水泵原是37 kW電機，根據生產負荷平常需要開2臺泵才能滿足需要，在進行排查時發現，泵的能力遠未達到額定能力，閥門只開到一半左右，再開大，電機電流就會超標。根據這一情況，經過計算，將37 kW電機更換為45 kW電機，使電機和泵達到匹配，現在，只需開1臺鹽水泵就可滿足生產需要。每小時節電29 kW·h。

4.3 大電機改為小電機，調整壓濾機吹風方式

電石渣壓濾工序濾水泵為45 kW，生產負荷較小，使用過程中閥門開度很小，回流卻很大，根據這一情況，將45 kW電機和泵更換為閑置的15 kW電機和泵，完全滿足生產需要，每小時節電30 kW·h。

空壓站在正常生產過程中，運行1臺250 kW電機的空壓機供應整個PVC分廠儀表氣源和其他生產用氣。經過計算，將電石渣壓濾機通過加裝管道，由一邊吹風改為兩頭吹風，同時將壓料最終壓力由0.62MPa提高至0.75MPa，使壓濾機吹風的需求風量和壓力大幅度降低。現在只需開1臺37 kW空壓機即可滿足分廠生產及儀表用氣，每小時節電213 kW·h。此項目投入0.3萬元。

4.4 根據生產負荷和工藝需要，停用部分電機

為了節能降耗，在組織聚氯乙烯生產負荷過程中分別設置了以下乙炔流量級別。

a.乙炔流量1 000m3/h級別，1臺發生器、1臺水環泵、1臺單體壓縮機、3臺冰機；

b.乙炔流量2 000m3/h級別，2臺發生器、2臺水環泵、2臺單體壓縮機、5臺冰機；以此類推，開哪個級別的生產負荷就開相關設備臺數，而其他設備停用以節約能源。同時，在生產負荷較低時，也停用部分轉化器和3臺37 kW熱水循環泵。利用單體儲槽和懸浮聚合出料槽的緩沖能力，對懸浮聚合和干燥系統一改以往的連續開車習慣，為間斷性開車來節約動力電。按照停開1/4時間計算，每小時節電111 kW·h。

以上降低動力電消耗的改造，共投入4.3萬元，每度電0.45元，每年節約電費118.7萬元。

5 節約蒸汽

5.1 對單體回收及轉化循環熱水進行改造，降低蒸汽消耗

該公司單體尾氣回收系統是2003年上馬的變溫變壓三塔吸附工藝。由于工藝要求，在解析時要向塔內冷卻盤管及加套通入蒸汽進行加熱促進解析，蒸汽消耗很大。對吸附程序進行改進，將變溫變壓吸附改為單純的變壓吸附，將設備內盤管去掉，不再通入蒸汽升溫和通入冷卻水降溫。

單體轉化器循環熱水槽原來是敞口設備，熱損失比較大，在較高負荷時，熱水溫度維持在95℃左右，而當負荷較小時，熱水溫度下降到90℃以下，經常需要開蒸汽加熱保持溫度，鑒于這種情況，將熱水槽封閉，使低負荷時熱水槽溫度也能保持在90℃以上，節約了加熱蒸汽。此項投入0.1萬元。

5.2 在懸浮干燥鼓風機前加裝閑置的加熱片，回收熱能

為了節約蒸汽，在懸浮干燥工序鼓風機前加裝閑置的加熱片4組，將原加熱器內飽和蒸汽冷凝水通入這4臺新增加熱片中，利用加熱器蒸汽冷凝水對空氣進行預熱，使飽和水溫度由87℃左右降到55℃，提高了蒸汽利用率，熱水最終用于投料。此項目投入0.5萬元。

經過以上改造，懸浮樹脂耗蒸汽由1.65t/t樹脂下降到現在的1.35t/t。每噸蒸汽按120元計算，總投入0.6萬元，降低蒸汽消耗實現產出144萬元。

6 改造措施的收益

節能降耗收益情況見表2。聚氯乙烯分廠投入72.3萬元，取得直接收益667萬元。

Rely on technical im provement to saveenergy and reduce costs

DIYa-ning,HUO Zhong-de,BU Xiao-jun
(Xi'an Xihua Thermoelectricaland ChemicalCo.,Ltd.,Xi’an 710077,China)

Summary of technical improvement of energy saving and consumption decrease of Xihua Thermoelectricaland ChemicalCo.,Ltd was introduced.Consumption of calcium carbide,hydrogen chloride, primarywater,power and steam were reduced,and saved costsmore than 6.6million yuan per year.

PVCenterprises;technical improvement;energy savingand consumption decrease

表2 節能降耗成果匯總統計表萬元

book=4,ebook=189

TQ325.3

B

1009－1785(2010)06－0033-04

2009-09-18