氯堿生產清潔改造經驗

肖道兵

(江蘇奧喜埃化工有限公司，江蘇 泰興 225400)

清潔生產是一種戰略性的新型生產方式，是工業生產達到一定階段實施可持續發展的重大對策。它不僅是資源持續再利用、減少生產活動的污染、保護環境的根本性措施，而且能夠最大限度地降低生產成本，提高企業產品的市場競爭力，達到環境效益和經濟效益的雙贏目標。 江蘇奧喜埃化工有限公司(以下簡稱“奧喜埃”)以三廢零排放為目標，以“節能、降耗、減污、增效”為原則，從“廢氣、廢水、廢渣”再利用著手，對生產過程、廢物源及所排廢棄物進行詳細調查、分析、評估，實施了“氫氣再利用、泵機封冷卻水和蒸汽冷凝水回收利用、化鹽工段板框壓濾工藝改進”3個項目的清潔生產改造，取得了良好的社會效益和經濟效益。

1 建燃氫蒸汽鍋爐，回收排空氫氣

1.1 改造前的工藝狀況

奧喜埃氫氣產量為2 800 m3/h,其中約550 m3/h用于鹽酸合成，850 m3/h外銷給氣體壓縮公司，其余1 400 m3/h全部排放到空氣中。

1.2 改造前工藝缺點

1 400 m3/h的氫氣全部排放到空氣中，造成極大的浪費。

1.3 改造方案

氫氣是一種高效潔凈的燃料，利用氫氣與空氣在鍋爐內燃燒生產蒸汽是一種有效的節能方式[1]。奧喜埃投入650余萬元建成1臺10 t/h(蒸汽產量)燃氫蒸汽鍋爐。

1.4 環境效益

改造前：氫氣排空量為1 400 m3/h，以運行時間8 000 h/a計，排空氫氣達1 120萬 m3/a；改造后：這部分排空量全部用于生產蒸汽，對空氣環境具有較好的改善作用。

1.5 經濟效益

1 400 m3/h氫氣可生產1.0 MPa的飽和蒸汽5 t/h(生產1 t蒸汽約消耗280 m3氫氣)，以蒸汽價格180元/ t計，產生蒸汽效益為：

5×8 000×180=720萬(元/a)。

燃氫蒸汽鍋爐動力電耗50 kW，純水消耗5.2 t/h，以工業用電價格0.7元/(kW·h)、軟化水價格5.0元/t計，運行成本為：

50×8 000×0.7+5.2×8 000×5.0=48.8萬(元/a)。

燃氫蒸汽鍋爐項目綜合經濟效益：

720-48.8=671.2(萬元/a)。

由于氫氣鍋爐自動化程度極高，由鹽酸合成崗位人員兼職操作氫氣鍋爐，未增加新的操作人員。

2 堿泵機封冷卻水和蒸汽冷凝水綜合回用

2.1 改造前工藝

為防止泵機封冷卻水結垢損壞機封且防止對KOH產品質量的影響，奧喜埃使用的泵機封冷卻水采用純水。蒸發電解區域的各泵機封冷卻水、NO.1蒸發表面冷凝器(材質：304SS)產生的蒸汽冷凝水全部排放至污水處理系統。NO.1蒸發采用兩效逆流降膜蒸發工藝，產能為5萬t/a。廢水排放情況如圖1所示。

圖1NO.1蒸發工藝廢水排放示意圖

Fig.1ProcessflowdiagramofdischargeofprocesswastewatergeneratedinevaporationNo.1

2.2 改造前工藝缺點

廢水未綜合循環利用，排放量大，不符合節能減排法律、法規。

2.3 改造方案

(1)安裝1套泵機封冷卻水回收循環裝置，供各泵循環使用。

(2)NO.1蒸發Ⅱ效蒸汽冷凝水分析數據如表1所示。

表1 NO.1蒸發Ⅱ效蒸汽冷凝水分析數據Table 1 Analysis data of steam condensate generated in Ⅱ-effect of evaporation No. 1

由表1分析數據可知：Ⅱ效蒸汽冷凝水可以代替純水加入至電解槽陰極室內，經過改造后收集至蒸汽冷凝水貯槽，供電解工序使用。

(3)將NO.1蒸發表面冷凝器蒸汽冷凝水收集至工業水池。表面冷凝器蒸汽冷凝水分析數據見表2。

表2 表面冷凝器蒸汽冷凝水分析數據Table 2 Analysis data of steam condensate generated in surface condenser

(4)改造后廢水收集利用情況如圖2所示。

2.4 環境效益

減少污水排放量：

25.2×8 000=20.16萬(t/a)。

2.5 效益

本方案共投入資金39萬元。

圖2改造后廢水收集利用示意圖

Fig.2Processflowdiagramofcollectionanduseofwastewaterafterimprovement

2.5.1 產生經濟效益評估

(1)以園區污水廠處理污水6.2元/ m3計，減少污水處理費用：6.2×201 600=124.99萬(元)。

(2)以純水5.0元/ m3計，減少純水消耗費用：5.0×(11.5+6.5+3.4)×8 000=85.6萬(元)。

(3)以工業水1.8元/ m3計，減少工業水消耗費用：1.8×3.8×8 000=5.47萬(元)。

(4)以工業電價0.7元/(kW·h)、新增水泵功率7.5 kW計，增加用電費用：

0.7×7.5×8 000=4.2萬(元)。

(5)增加維修等費用：0.5萬元。

2.5.2 總經濟效益和環境效益

(1)改造后節約費用：124.99+85.6+5.47-

4.2-0.5=211.36(萬元/a)。

(2)節水量為：20.16萬t/a。

3 化鹽工段板框壓濾機改造

3.1 改造前工藝

化鹽工段鹽水澄清桶和凱膜過濾器產生的泥漿進入鹽泥池，用泵輸送至板框壓濾機進行壓濾。濾清液回收利用，鹽泥(濾渣)外送有資質公司處理。

3.2 改造前工藝缺點

奧喜埃使用進口的精制鹽，純度高，Ca2+、Mg2+等雜質含量低。化鹽桶出口的粗鹽水加入精制劑后，不添加絮凝劑，直接進入澄清桶進行沉降，然后經膜過濾器過濾后，制成合格的鹽水供給樹脂塔。鹽泥池內的泥漿顆粒細且較稀薄，經板框壓濾機壓濾后鹽泥(濾渣)含水率(質量分數，下同)達50%、含鹽(KCl)質量分數達10%。造成每年都有大量的廢渣外排。

3.3 改造方案

原板框壓濾工藝流程如圖3所示。

圖3原板框壓濾工藝流程圖

Fig.3Processflowdiagramoforiginalplate-and-framepressurefilter

改造后板框壓濾工藝流程如圖4所示。

圖4 改造后板框壓濾工藝流程圖

改造后鹽泥(濾渣)含水率為38%，含鹽(KCl)質量分數約為3.6%。

3.4 環境效益

板框壓濾機過濾面積200 m2，處理泥渣660 t/a。方案實施后，板框壓濾機壓濾后，鹽泥(濾渣)含水率為38%，下降12%。

減少泥渣量為：660×(50%-38%)+660×

(10%-3.6%)=121.44(t/a)。

3.5 經濟效益

本方案共投入資金1萬元。

以生產1 t KCl 2 000元計，減少鹽(KCl)損失：

660×(10%-3.6%)×2 000=8.45萬(元/a)。

處理費200元/t計，減少鹽泥處理費：

121.44×200=2.43萬(元/a)。

產生經濟效益：

8.45+2.43=10.88萬(元/a)。

4 總經濟效益

經濟效益總計為：

671.2+211.36+10.88=893.44(萬元)。

5 結語

開展清潔生產工藝，對于提高企業的競爭力和經濟效益，減少污染物排放，提高企業社會形象，都具有十分重要的意義。奧喜埃通過對以上3個項目的清潔生產改造，節水20.16萬t/a,減少泥渣外排121.44 t/a，降耗、減污綜合利用產生的經濟效益約893.44萬元/a。

[1] 王慶，蒸汽冷凝水的回收.氯堿工業，2010,46(12)：30-31.