氯堿生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)能措施的應(yīng)用及其前景

【摘 要】氯堿生產(chǎn)過(guò)程中，節(jié)能措施目前備受關(guān)注，節(jié)能措施對(duì)行業(yè)的良性和可持續(xù)的發(fā)展起到?jīng)Q定性的作用。本文從目前我國(guó)的氯堿生產(chǎn)過(guò)程中主要采取的節(jié)能措施入手，即節(jié)水，節(jié)電以及余熱利用，分析目前先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備在節(jié)能中的應(yīng)用，并根據(jù)目前存在的技術(shù)漏洞，分析節(jié)能措施的發(fā)展前景，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氯堿生產(chǎn)快速發(fā)展的指導(dǎo)作用。

【關(guān)鍵詞】氯堿生產(chǎn)；節(jié)能措施；應(yīng)用；前景

0.引言

氯堿生產(chǎn)對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)而言，起到了關(guān)鍵的作用，作為基礎(chǔ)的化工行業(yè)，近年氯堿行業(yè)在國(guó)內(nèi)也得到了快速的發(fā)展。目前，我國(guó)的氯堿行業(yè)在世界范圍內(nèi)都占有重要的地位，而該行業(yè)的主要產(chǎn)品的產(chǎn)能以及產(chǎn)量都是位于世界前列的。隨著節(jié)能理念的深入人心，現(xiàn)今的氯堿行業(yè)也在節(jié)能方面采取眾多的措施，包括引進(jìn)節(jié)能的技術(shù)，安裝較先進(jìn)的設(shè)備，從而使氯堿工業(yè)得到良性發(fā)展，最終實(shí)現(xiàn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

本文從目前我國(guó)氯堿生產(chǎn)過(guò)程中所用到的主要節(jié)能措施入手，詳細(xì)闡述節(jié)水，節(jié)電以及充分循環(huán)利用熱量措施。分析目前氯堿生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)能措施的應(yīng)用情況，包括技術(shù)以及設(shè)備現(xiàn)狀，意在指導(dǎo)行業(yè)的順利發(fā)展。

1.氯堿生產(chǎn)過(guò)程中的節(jié)能措施

1.1節(jié)水和節(jié)電

目前，氯堿生產(chǎn)中，應(yīng)用離子膜法生產(chǎn)燒堿以及PVC樹(shù)脂成為主流的產(chǎn)品，且規(guī)模不斷的增加，用水量也是越來(lái)越大的。要實(shí)現(xiàn)水資源的節(jié)約，避免工程重新的構(gòu)建，當(dāng)前用到的節(jié)水措施主要是進(jìn)行了改造工程，主要包括涼水塔循環(huán)水，冷卻水以及深井水的系統(tǒng)，使水能得到充分的應(yīng)用，而實(shí)現(xiàn)節(jié)水目的。具體措施包括，增加涼水罐，涼水塔中打入泵，采用DCS控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)涼水罐的水溫及液位，對(duì)開(kāi)車后，生產(chǎn)中多余的水分進(jìn)行充分的再利用。

同時(shí)，生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，以及更多設(shè)備的安裝都使得電能的消耗不斷增加。目前主要采取的途徑是將不必要的機(jī)組設(shè)備進(jìn)行停用處理，以此來(lái)節(jié)約浪費(fèi)的電能，也可以采取將具有相同功能機(jī)組利用到多個(gè)環(huán)節(jié)中的節(jié)能方法。改造堿液輸送系統(tǒng)也是較有效的途徑，通常包括管道的引進(jìn)，是由電解工段成品堿板式換熱器出口實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)安裝閥門。將電解及干燥工段在相連，管道的安裝通常在室內(nèi)，節(jié)約壓縮空氣也保證堿液輸送。綜上，也就是采取停用不必要機(jī)組結(jié)電和節(jié)水，同時(shí)減少壓縮空氣而做到節(jié)能。

1.2余熱利用

不同季節(jié)將多余熱量用于生產(chǎn)其余環(huán)節(jié)，夏天時(shí)，由氯乙烯以及合成得到的熱水可提供給其他機(jī)組足夠熱動(dòng)力，而冬天時(shí)，合成爐以及氯乙烯的熱水可以供給廠區(qū)熱量，使熱能不浪費(fèi)。在氯堿生產(chǎn)過(guò)程中，合成HCl時(shí)，送出的熱水比要求的溫度要高，多余部分的熱水可以給其他機(jī)組作為動(dòng)力。熱水供給生產(chǎn)廠區(qū)熱量，回水循環(huán)使用。主要采取的措施是安裝余熱利用設(shè)備，主要包括循環(huán)水泵，供熱的熱水罐以及輸送泵。同時(shí)，可采取選用針對(duì)不同季節(jié)選用不同型號(hào)的蒸汽爐，實(shí)現(xiàn)蒸汽的回收和利用，補(bǔ)給廠區(qū)供熱。在氯乙烯工藝環(huán)節(jié)中，由熱水槽熱水提供給轉(zhuǎn)化器和預(yù)熱器足夠的熱量，當(dāng)溫度保證合理才能做到熱量最佳。轉(zhuǎn)化器運(yùn)行中，氯乙烯熱水余熱能保證溴化鋰機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)。冬季，氯乙烯熱水也能實(shí)現(xiàn)較小范圍的生產(chǎn)廠區(qū)供熱。

2.氯堿生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)能措施的應(yīng)用及前景

2.1氯堿生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)能措施的應(yīng)用

2.1.1我國(guó)氯堿生產(chǎn)過(guò)程節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)高耗能產(chǎn)業(yè)迅猛的發(fā)展，氯堿行業(yè)在高耗能范疇內(nèi)，一方面增加了經(jīng)濟(jì)的壓力，同時(shí)也增加了供求矛盾。目前，氯堿行業(yè)也不斷的引進(jìn)先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)。最新的氯堿生產(chǎn)中的先進(jìn)技術(shù)包括：干法乙炔，煤制乙炔，二氯乙烷以及乙炔制氯乙烯這幾種技術(shù)。

干法乙炔技術(shù)實(shí)際是指電石水分解時(shí)使用較少的過(guò)量水分，得到的電石渣含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅是4%～10%。國(guó)內(nèi)多個(gè)企業(yè)應(yīng)用和開(kāi)發(fā)該法，主要有北京瑞思達(dá)化工設(shè)備有限公司，深圳市冠恒通科技發(fā)展有限公司，四川宜賓天原股份有限公司等。該法能夠有效避免電石渣漿現(xiàn)象，對(duì)能源和水以及土地使用都做到了節(jié)約，投資和運(yùn)行成本都降到最低，因此，電石法聚氯乙烯行業(yè)較為有效。

煤制乙炔的原理：等離子體炬生成高溫等離子氫，能和煤粉實(shí)現(xiàn)反應(yīng)，得到乙炔混合氣，分離然后提濃最終得到乙炔。該方法有效的節(jié)約了電，成本降低，清潔及高效生產(chǎn)，環(huán)境污染也是較輕的。而環(huán)境和資源更關(guān)注的今天，該方法倍受關(guān)注。2001年，新疆天業(yè)集團(tuán)在清華和復(fù)旦大學(xué)的輔助下研制出該方法，而隨后的發(fā)展，使其目前已經(jīng)具有最大炬功率，在國(guó)際上具有先進(jìn)水平。

二氯乙烷和乙炔制氯乙烯技術(shù)主要原理為二氯乙烷和乙炔直接一步反應(yīng)。其催化劑為非汞類的，而該類催化劑的產(chǎn)業(yè)化使電石耗量大幅度的降低，減小對(duì)電石依賴，同時(shí)使產(chǎn)品成本降低，產(chǎn)品質(zhì)量得到提升的同時(shí)有效避免汞污染，對(duì)電石法PVC汞污染能有效的解決。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)和研究院進(jìn)行研究，也有了相當(dāng)大的突破，在催化劑的確定方面已經(jīng)能較準(zhǔn)確的確定。

2.1.2氯堿生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用

目前，已經(jīng)有眾多的節(jié)能設(shè)備引進(jìn)到氯堿生產(chǎn)過(guò)程中，來(lái)實(shí)現(xiàn)該行業(yè)的有效節(jié)能，最新的技術(shù)主要有：膜極距電解槽，氧陰極電解槽。

（1）膜極距電解槽：

離子膜燒堿生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展推動(dòng)離子膜電解槽的發(fā)展，也由低電密轉(zhuǎn)變?yōu)槟O距。膜極距電解槽主要的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在較低槽電壓及電耗，也將作為離子膜電解槽節(jié)能技術(shù)的趨勢(shì)。該電解槽更節(jié)電。現(xiàn)在已經(jīng)有公司成功的應(yīng)用，如北京藍(lán)星化工股份有限公司。主要是對(duì)老型電解槽實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步改造。

（2）氧陰極電解槽：

在我國(guó)氯堿工業(yè)中，總耗電量是全部的約5%，主要耗能部分包括核心裝備即離子膜電解槽，國(guó)際氯堿工業(yè)國(guó)對(duì)新型離子膜電解槽進(jìn)行研發(fā)，氧陰極離子膜電解槽就是其中一種。該電解槽采取氧氣電極還原反應(yīng)，陰極沒(méi)有氫氣的析出，而實(shí)現(xiàn)電壓降低，而實(shí)現(xiàn)電解電耗降低。2010年，藍(lán)星(北京)化工機(jī)械有限公司在北京化工大學(xué)的配合下，研制出氧陰極(ODC)低槽電壓離子膜法，使電耗降低30%，對(duì)節(jié)能減排極大的推動(dòng)。

2.2氯堿生產(chǎn)過(guò)程中節(jié)能措施的前景

氯堿生產(chǎn)過(guò)程中，工序與環(huán)節(jié)中，仍然存在可采取節(jié)能部分，包括乙炔反應(yīng)熱及燒堿電解熱等具有較低余熱充分應(yīng)用。首先，乙炔反應(yīng)熱充分利用，對(duì)于乙炔反應(yīng)而言，其顯著放熱，經(jīng)過(guò)計(jì)算，數(shù)據(jù)相當(dāng)?shù)凝嫶蟆Ｒ胰采a(chǎn)中反應(yīng)溫度保證合理，多余導(dǎo)致浪費(fèi)，而實(shí)現(xiàn)多余熱量轉(zhuǎn)移十分必要，現(xiàn)在該多余部分僅是由冷卻塔吸收，而未利用，因此需要回收。其次，燒堿電解熱的充分利用，燒堿電解合理溫度是85℃，而循環(huán)水冷卻，濕氯氣及氫氣直接降溫，熱量均浪費(fèi)。經(jīng)過(guò)換算損失的熱量相當(dāng)龐大。因此，需要對(duì)該部分熱量進(jìn)行回收利用。

我國(guó)的氯堿工業(yè)，目前在世界范圍內(nèi)僅處于較有利的位置，因此，需要做到技術(shù)創(chuàng)新，大力推動(dòng)和倡導(dǎo)新工藝，技術(shù)的開(kāi)發(fā)和推廣，高新技術(shù)在該行業(yè)中充分的利用不斷的實(shí)現(xiàn)改造，使生產(chǎn)效率提高的同時(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。對(duì)干法乙炔、膜極距電解槽等先進(jìn)技術(shù)要大力的推廣，離子膜電解槽氧陰極，新制氯工藝要增加重視度，研發(fā)煤和天然氣等制取烯烴等技術(shù)，注重其發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)能源做到充分利用，針對(duì)氯堿裝置低品位余熱進(jìn)行重點(diǎn)研究，開(kāi)發(fā)新技術(shù)，促進(jìn)氯堿行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3.總結(jié)

隨著氯堿行業(yè)的不斷發(fā)展，節(jié)能觀念深入人心，使得該行業(yè)更加的注重節(jié)能措施的應(yīng)用和發(fā)展，本文從目前主要的節(jié)能措施入手，分析目前主要的新技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用情況，就目前存在的技術(shù)漏洞說(shuō)明目前節(jié)能措施的前景問(wèn)題，意在指導(dǎo)氯堿生產(chǎn)節(jié)能的有效發(fā)展，保證行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

［１］中國(guó)氯堿工業(yè)協(xié)會(huì).中國(guó)燒堿和聚氯乙烯行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及2009年技術(shù)工作重點(diǎn)［J］.中國(guó)氯堿，2009，(1):4.

［２］蔡治通.節(jié)能技術(shù)改造在氯堿生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].純堿工業(yè)，2009(1)：35-37.