青海鹽湖“金屬鎂一體化”100萬t／a純堿項目優勢特點

張曉明

（青海鹽湖集團純堿廠，青海 格爾木 816000）

1 企業、項目概況

青海鹽湖工業集團股份有限公司始建于1958年，位于中國最大的干涸內陸鹽湖——察爾汗鹽湖，是中國唯一的大型鉀肥工業基地，是青海省四大優勢資源型企業之一。前身為青海鉀肥廠，1996年作為青海省的首批現代企業制度試點單位，進行了公司制改造，更名為現名稱。1997年將氯化鉀生產經營主業重組為青海鹽湖鉀肥股份有限公司，“鹽湖鉀肥”股票在深圳證券交易所上市。目前公司的注冊資本為30.6762億元人民幣，現有職工8913人.現全集團有5個控股子公司，4個分公司，3個全資子公司，3個參股子公司，1個國家級技術中心。青海鹽湖工業集團股份有限公司企業實力雄厚，發展前景廣闊。

根據青海省“十一五”規劃、柴達木循環經濟試驗區優勢產業發展規劃和鹽湖股份公司自身發展需要，以鎂鹽綜合開發為主的三期工程“金屬鎂一體化項目”（以下簡稱：項目）于2008年正式啟動，2010年7月正式開工。該項目通過電解氯化鎂得到金屬鎂，同時產生大量的氯氣，為平衡氯氣延伸出了充分利用本地資源，集生態、環保、節能、減排為一體的產業鏈。建設總體規模為年產40萬噸金屬鎂、240萬噸甲醇、280萬噸 MTO制烯烴、200萬噸PVC、200萬噸純堿、240萬噸焦炭、200萬噸電石及配套供熱中心。項目立足察爾汗鹽湖并依托柴達木盆地豐富的礦產資源，以生產氯化鉀所產生的大量“廢液”老鹵及廢渣鹽為原料，以金屬鎂為核心、以鈉資源利用為副線、以氯氣平衡為前提、以煤炭為支撐、以天然氣為輔助，生產出市場前景好、附加值高的金屬鎂、聚丙烯、聚氯乙烯、純堿等系列產品。本期項目建成投產后每年可實現銷售收入98億元，利潤25億元。全部建成后每年實現產值400多億元。項目的實施，有力提升了柴達木循環經濟試驗區金屬鎂產業的發展。

2 100萬t／a純堿項目工藝特點

青海鹽湖金屬鎂一體化純堿項目設計能力100萬t／a純堿，采用氨堿法生產。以原鹽為主要原料，石灰主要來自PVC生產的廢料電石渣，原料二氧化碳來自甲醇和電石生產中排放的二氧化碳廢氣，原料氨來自焦化附產品氨，減少了氨的運輸和貯存。本項目與PVC、電石、甲醇、焦化有機結合在一起，形成大的產業鏈，是金屬鎂一體化實現循環經濟，減少排放的一個重要環節。

主要設備有篩板式蒸氨塔，笠帽式碳化塔，20m2濾堿機，輕灰自身返堿煅燒爐，輕灰涼堿爐。重灰選用固相水合工藝，內返堿回轉爐干燥，粉體流涼堿流程。壓縮采用650螺桿壓縮機。石灰純堿法鹽水精制。

3 引進行業先進設備的特點

3.1 粉體流涼堿機

在重灰工段引進加拿大SOLEX公司的粉體流涼堿機替代傳統的流化床應用于重質純堿冷卻，粉體流涼堿機的優勢體現如下：

①設備緊湊，空間利用率高；模塊化結構，現場安裝就位方便。

②能耗為3kWh，再無額外風機能耗要求，而同等規模處理的流化床則需要200～250kWh。除此之外，無需安裝引風機及過濾系統。

③主體結構沒有運動部件，則在運行過程中設備的維護保養工作量顯著降低，這對于大規模級別純堿連續生產尤為重要。

④冷卻器的側立門可以打開，這樣很方便進行內部傳熱板板片的內部清理工作；通過簡單的溫度反饋來實現出料速率的調整，運行平穩，與上下游的生產容易實現自動化連續操作；冷卻水在傳熱板內部形成高速湍流運動，經過長時間運行，傳熱板仍可以保持良好的傳熱效能。

⑤物料通過粉體流涼堿機時自上而下緩慢地流動，使其磨損降至最低，密相輸送設計確保物料顆粒磨損均勻，同時物料顆粒均勻受熱，使最終成品純堿的品質得以改善。

⑥由于粉體流涼堿機無需進氣處理單元，并沒有空氣與待冷卻純堿進行接觸。消除了傳統工藝冷風所帶出的粉塵對環境污染的可能。

3.2 重質堿堿篩

在重灰工段引進ROTEX公司的三層堿篩替代國內普遍采用的堿篩，具有如下優勢：

①設備體積小、重量輕、振動小，處理量大，精簡布置，減少了相應建筑結構投資。

②采用三層篩網，可以篩分出不同粒徑的重質純堿，提高產品質量。

③采用304不銹鋼篩網，相對于國內堿篩使用壽命長，檢查維護方便。

4 主要節能措施

本項目能耗的降低主要在工藝流程的選擇、選用高效設備及建筑物、能源的綜合利用方面采取了相應的措施，其特點如下：

4.1 工藝技術中采用的節能措施

1）鹽水精制采用石灰純堿法，流程短，效率高。化鹽采用了地下鹽池，減少了運輸設備，有利于降低裝置的綜合能耗。

2）利用PVC廢棄的的電石泥作為原料，減少了碳酸鈣的煅燒，由此可每年節省石灰石113萬t、焦炭8.4萬t，同時減少電的消耗。

3）用甲醇排出的二氧化碳氣和電石排放的窯氣作為碳化用氣，不僅僅減少環境污染，還可減少純堿生產過程的窯氣凈化過程，節省裝置的一次性建設投資，還能節水節電。

4）采用真空蒸餾工藝，其廢液通過二次閃發回收其熱量。閃發的蒸汽用于淡液蒸餾，可回收低壓蒸汽150～200kg／t堿，真空蒸餾可回收低壓蒸汽200kg／t堿，與傳統的蒸餾相比，汽耗較低。

5）熱能的綜合利用：對于有熱源的介質和需要熱源的介質作到互相利用，化鹽水和化灰水的加熱利用了蒸氨氣體的熱量，冷母液的預熱利用了爐氣的熱量等。

6）輕灰、重灰根據熱平衡合理利用蒸汽，并將冷凝水回到鍋爐。

4.2 設備選型中采用的節能措施

1）在換熱設備的選擇中，采用了波紋管換熱器，如壓縮工段的后冷器及輕灰工段和重灰工段的爐氣冷凝塔等，與傳統的換熱設備相比，該設備換熱效率高，體積小、重量輕，而且汽液分離效果好。

2）機泵選用節能型設備，設計中生產裝置、輔助生產裝置和公用設施所選用技術先進、性能可靠、材料優良、結構合理、運行穩定、機械強度高、使用壽命長的節能型機電設備。

3）選用大型螺桿壓縮機，并壓縮工段的二氧化碳壓縮機和真空機選用汽輪機驅動，二次乏汽還可利用。

4）機運設備選型時盡量選擇節能型設備，運輸設備布置盡量簡化流程，縮短運輸距離，在滿足生產要求的前提下盡量選擇能耗較低的膠帶輸送機。

4.3 建筑物節能措施

本工程的綜合樓和門衛等建筑按民用公共建筑考慮，建筑所屬地區為屬寒冷（VIID）氣候地帶，根據《民用建筑熱工設計規范》要求和《公共建筑節能設計標準》GB50189－2005進行節能設計。具體節能措施如下：

建筑布置盡量做到南北向，充分利用自然能源；保溫材料性能優良：復合壓型鋼板屋面采用100mm厚的玻璃棉填充；平屋面考慮造價的因素，采用80 mm或100mm厚擠塑聚苯板保溫的傳統做法。民用建筑外墻粘貼50mm厚擠塑聚苯保溫板。窗采用鋁塑窗，對保溫要求高的做雙層玻璃，并在能夠滿足保溫要求的前提下增大采光面積，盡量做到不設黑房間，節約電能。以上措施均能達到良好的保溫隔熱效果，使建筑的冷熱負荷均可在較小范圍內調節。

4.4 空調系統

在重要的辦公室以及控制室、機柜間內，為滿足設備散熱和操作人員的人體舒適要求，考慮節省投資，采用分體空調。所有的設備均選用能效比高的空調機組。

4.5 采暖通風系統

對于工藝生產裝置和輔助裝置建筑內某些有采暖要求的房間，由于它們比較分散，且單個系統的負荷比較小，從節省投資方面考慮采用蒸汽采暖。對于廠前區的綜合樓（包括食堂、浴室）、中央控制樓等布置比較集中的建筑，從采暖的舒適性和節能考慮采用熱水采暖。

對于主要消除余熱的建筑物，如石灰工段的化灰機間，優先考慮采用自然通風系統。所有的通風設備均選用高效率的風機。

4.6 電氣節能

1）選用SC低損耗環氧樹脂干式變壓器和S11系列油浸節能變壓器；

2）配電設備、燈具選用國家認證產品，為低損耗、節能型。

3）提高設備的自然功率因數，對電氣設備采用集中補償。

4）照明采用光色及顯色性好的熒光燈作為光源，其燈具控制采用按區域集中控制。

5）配電柜深入負荷中心，減少線損。

6）對于功率較大的電動機，采用變頻器或軟起動器控制。

7）提高功率因數在變電所的10kV及0.4kV母線上，設置電力電容器補償裝置，以提高全廠的功率因數。

8）降低線損以經濟電流密度來選擇電纜，合理選擇電纜路徑以降低線路的損耗。

4.7 能源選擇的合理性

純堿生產要消耗二次能源的蒸汽、電等。蒸汽的作用有兩方面：一是動力用汽，驅動壓縮工段的二氧化碳壓縮機、真空機的汽輪機。另一是加熱用汽，主要用于輕灰煅燒爐、重灰煅燒爐淡液蒸餾以及母液蒸餾。

4.8 能源利用的合理性

本工程根據堿廠生產特點，對蒸汽進行了多次利用并采用了節能降耗工藝及設備，主要特點如下：

為降低單位產品能耗，必須做好全廠性蒸汽系統平衡；本工程根據蒸汽的使用特點，驅動壓縮機和真空機的汽輪機需要加熱蒸汽3.6MPa，該過熱蒸汽送至壓縮工段驅動二氧化碳壓縮機、真空機的汽輪機作功，作功后的乏汽去蒸吸作為加熱熱源。輕灰煅燒爐的加熱蒸汽為3.1MPa之間，冷凝水閃蒸的蒸氣可作為重灰爐的加熱蒸氣；重灰煅燒爐的加熱蒸汽可用1.4MPa以上等級的蒸汽，冷凝水閃蒸的蒸氣也用于蒸吸作為加熱熱源。

5 項目節水技術應用與節水措施

青海是個極度缺水的地區，水的綜合利用十分重要，工藝技術選擇與方案設計中的節水措施：

1）利用PVC廢棄的電石泥，不僅僅減少原料的消耗，帶水的電石泥可以每年節約化灰水的60萬t。

2）蒸餾采用壓縮二次閃蒸汽，可以節約蒸汽即節約了水。

3）回收重灰爐氣冷凝水，冷凝后的水返回到水合機作水合水用，每噸堿可回收260kg的水，每天回收水702t，節省了水耗。

4）蒸吸用灰和鹽水用灰分開化灰，這樣鹽水的化灰水可以用鹽水，節省水。