氯化氫合成工序余熱的回收

魯平

(河南神馬氯堿發展有限責任公司，河南 平頂山 467200)

【產品】

氯化氫合成工序余熱的回收

魯平*

(河南神馬氯堿發展有限責任公司，河南 平頂山 467200)

氯化氫；合成爐；熱水；回收

介紹將氯化氫合成工序余熱回收并送至用熱企業的實施方案，對經濟效益進行了評估。

河南神馬氯堿發展有限責任公司生產裝置包括30萬t/a燒堿和30萬t/a PVC樹脂，分兩期建成。在2009年6月投產的第2期雙20萬t/a 生產裝置中，氯化氫合成工段共配5臺組合式石墨合成爐。

正常運行時，合成爐開4備1。氯化氫合成反應過程釋放熱量[1]，主要通過85 ℃熱水作為冷卻介質，帶走反應熱量，吸熱后水升溫至95 ℃；然后利用換熱裝置將熱水再降溫至85 ℃循環使用。以目前生產負荷計算，每小時約有500 m3的95 ℃循環熱水須降溫至85 ℃。降溫裝置主要為溴化鋰機組和板式換熱器。高溫季節(一般為每年4—9月)將熱水供應到溴化鋰機組作為熱源，廢熱再利用。低溫季節溴化鋰機組停運后，熱水主要通過板式換熱器用循環水帶走熱量，造成了熱能的浪費。經公司組織調研，該熱水可通過移動供熱銷售至其他用熱企業，產生經濟效益。

1 原換熱工藝流程

20萬t/a燒堿裝置的85 ℃熱水進入合成爐夾套內，帶走合成反應放出的大量熱量。返回的95 ℃熱水進入熱水槽，液位達到90%時自流至軟水槽。經軟水泵加壓、板式換熱器調整溫度后送入合成爐。若冷凍站、室內供暖等崗位需要熱水，則啟動熱水泵將熱水槽內的熱水送至用水崗位，用水崗位使用后的熱水回至85 ℃軟水槽。從而完成熱水循環。

2 項目實施方案

2.1工藝技術方案

通過技術改造，在確保上爐熱水(即換熱后回水)恒定的前提下，廢熱不斷地被換熱設施帶走。具體方案如下。

建兩個蓄水式熱水罐，兩罐內設有換熱管道，管內走加熱介質，管外罐內走冷卻介質。1#罐為高溫取水罐，2#罐為低溫加水罐。95 ℃熱水依次通過1#、2#罐。1#罐冷水加熱至85 ℃后可以取水，2#罐冷水溫度高于80 ℃可以加水。如此循環達到廢熱充分利用。流程示意圖如圖1所示。

圖1中，95 ℃熱水經過熱交換后匯至85 ℃水罐，實現水平衡。

移動供熱便捷，靈活性好，但也有不完善之處，主要表現在生產的不連續性。移動供熱是通過蓄熱車將熱量從熱源帶到用熱單位，受車輛不連續性、裝車間斷性以及運輸途中的偶然性的影響，熱水罐中的熱水出現超溫。同時，在裝車過程中，因熱量散失，熱水回收溫度可能會偏低。這兩種情況均不利于合成爐正常生產。為避免回水溫度大幅波動，可以通過溫度控制電動機頻率而改變電動機轉速，最終控制回水溫度。溫度控制示意圖如圖2所示。

圖1換熱工藝流程示意圖

Fig.1Heatexchangeprocessflowdiagram

圖2 水溫控制示意圖

圖2中，95 ℃水經泵輸送至換熱罐，1#、2#罐均從80 ℃開始升溫。1#罐至85 ℃后取水，2#罐通過加冷自來水控制水溫穩定在80 ℃。2#罐熱水通過溢流管進入1#罐，維持液位。若取水后，罐內溫度變化較大，勢必會造成回水溫度變化。通過檢測回水溫度，控制泵的流速，可以穩定回水溫度。若取水間斷，熱水回水溫度會升高，溫度反饋至控制終端，系統將自動打開板式換熱器降溫，穩定上爐溫度。

2.2施工方案

項目施工主要包括土建，管道、設備安裝和控制系統等。

2.2.1 土建施工

土建施工主要包括2個罐和水泵基礎，南北走向。根據現場地質報告，由設計院設計土建基礎、施工圖。然后由施工方按照設計圖紙施工。

2.2.2 管道、設備施工

95 ℃水管道利用原工藝管廊，用DN250管道引至1#、2#熱水罐。成品熱水經增壓泵輸送至移動蓄熱車。

2.2.3 控制系統

整個裝置由PLC控制，主要包括回水溫度的控制、水溫的自動保護、補水控制等。

(1)回水的溫度控制。采用變頻器控制流速，改變換熱程度，控制回水溫度在設定值上下微小波動。設定溫度可以通過觸摸屏改變。

(2)水溫自動保護。熱水沒有及時送出時會出現回水溫度過高，此時PLC自動開啟板式換熱器閥門，使板式換熱系統介入工作，將水溫降低到指標范圍。

(3)補水控制。當工作罐的水位不足，并且水溫足夠高時，可以啟動補水，由PLC自動操作補水閥門補充自來水。

3 裝置運行情況及效益

該項目于2015年12月開工建設，2016年11月底竣工，12月完成整套裝置的調試和試運行工作，現運行平穩。

熱水利潤按2元/t計算，生產熱水600～800 t/d，則每年6個月收益為21萬～29萬元。

[1] 程殿彬，陳伯林，施孝奎.離子膜法制堿生產技術[M].北京：化學工業出版社，2008：230.

[編輯：董紅果]

Recoveryofwasteheatinhydrogenchloridesynthesisprocess

LUPing

(Henan Shenma Chlor-alkali Development Co., Ltd., Pingdingshan 467200,China)

hydrogen chloride; synthesis furnace; hot water; recovery

The implementation plan of recovering and sending the waste heat from hydrogen chloride synthesis process to heat consuming enterprises was introduced. The economic benefits were evaluated.

TQ124.42；TQ083.4

B

1008-133X(2017)08-0014-02

魯平(1985—)，女，2010年畢業于南陽理工學院機械設計及其自動化專業，現于河南神馬氯堿發展有限責任公司設備能源部主要從事設備管理工作。

2017-04-20