鹽酸供暖機組工藝優化措施

張永慧，聶常昆

（新疆天業匯合新材料有限公司，新疆 石河子832000）

氯堿化工主要有電解工段、 鹽水精制工段、氯氫處理和鹽酸工段。 鹽酸工段以生產氯產品為主，主要有鹽酸、液氯、次氯酸鈉和氯化氫氣體，其作為氯堿化工的核心工段， 主要職責包括氯化氫合成、中心循環水制水、 溴化鋰機組7 ℃制水和冬季供暖機組，供暖機組承擔著全廠冬季的冷暖調控，關系工人的操作和工作環境。 為優化工藝和操作，切實做好節能降耗工作， 實現資源的有效綜合利用，企業從細微之處著手，改造了原供暖機組工藝流程和設備布置。 優化后的裝置運行安全穩定，節能效果明顯。

1 鹽酸工段流程概述

來自氯氫處理工序合格的氯氣和氫氣按一定的配比（1∶1.05～1∶1.10）進入二合一合成爐（多余的氫氣進行放空處理）。 這兩種氣體在石墨合成爐內的石英燈頭中充分燃燒生成HCl 氣體， 生成的HCl氣體從合成爐的冷卻段底部導出， 溫度在30 ℃以下，進入氯化氫分配臺，一部分供后續工段生產聚氯乙烯樹脂， 一部分去吸收塔生產鹽酸或高純酸。去吸收的氯化氫氣體經吸收塔吸收后，進入尾氣塔再吸收，尾氣自然放空，成品酸從吸收塔底部進入鹽酸計量槽，經分析合格后，由酸泵打入鹽酸貯罐待售。 鹽酸工段工藝示意圖見圖1。

2 合成爐結構

圖1 鹽酸工段工藝示意圖

合成爐是該工序的重要設備，它是集氯化氫氣體合成、冷卻于一體，具有容量大，生產能力大，熱交換充分，使用壽命長等特點。 合成爐由燃燒段和冷卻段組成，在合成爐頂部裝有的防爆膜采用耐高溫、耐腐蝕的材料制作，底部裝有鋼制或石英玻璃制的燃燒器（燈頭），燃燒器內外3 層套裝而成，內層是圓筒形氫氣套筒，與外層套筒進入的氯氣在內外套筒間的流道內均勻混合形成氫包氯向上燃燒合成氯化氫氣體，燃燒火焰呈青白色，其中心火焰溫度可達2 500 ℃。

3 供暖機組工藝流程

合成爐冷卻段由中心循環水池提供的循環水進行循環降溫，燃燒段由熱水（去離子水）進行循環降溫，熱水溫度控制指標≤95 ℃，合成爐燃燒段換熱夾套產生的熱水，夏季去溴化鋰機組換熱滿足溴化鋰的供熱需求，冬季去供暖機組換熱供全廠供暖使用。 冬季供暖期二合一爐熱水回水一部分進熱水罐，由熱水泵泵出循環給燃燒段降溫，一部分進入到供暖機組，給供暖換熱器交換熱量，供暖機組工藝流程示意圖見圖2。

圖2 供暖機組工藝流程示意圖

4 原供暖機組工藝存在的缺點

供暖回水先經過臥式列管換熱器，通過二合一爐熱水與暖氣水換熱， 然后再進入板式換熱器，用蒸汽繼續給供暖水加熱，達到85 ℃左右，最后再經過400 m2的立式列管換熱器，而換熱介質同樣是二合一爐熱水， 這種工藝方式一旦到了冬季供暖期，熱水換熱溫度不夠， 需通過補加蒸汽給暖氣水提溫，可是將暖氣水提溫后，與二合一爐熱水換熱又提高了熱水溫度，溫度升至95 ℃以上，嚴重影響二合一爐的爐溫和氯化氫溫度的操作控制，這樣又需向熱水中添加7 ℃冷凍水降溫，反反復復過程中，造成了蒸汽和7 ℃冷凍水的大量浪費。 若不用蒸汽加熱，部分崗位的暖氣水溫度較低，嚴重影響工作環境和員工工作心情，每到冬季供暖期，這都是一個非常棘手的問題。

5 工藝改造方案

通過技術人員現場仔細查看和分析，提出工藝及設備改造方案，將原來的臥式換熱器改為立式換熱方式，提高換熱效率，同時將原來送出的暖氣水與400 m2的換熱器與二合一爐熱水換熱，改為暖氣回水先與400 m2換熱器換熱，再經過蒸汽板式換熱器繼續換熱，然后送至各用暖崗位，可以根據暖氣溫度隨時調節蒸汽用量， 新增管件閥門全部利舊，改造后工藝流程示意圖見圖3。

6 效果分析

自2017 年10 月中旬給各崗位送暖后，改造效果良好，不僅大大節約了蒸汽用量，也解決了二合一爐熱水溫度不易控制的難題。

圖3 改造后供暖機組工藝流程示意圖

按供暖期2017 年10 月中旬至第二年4 月中旬計算，供暖期共計6 個月。 2017 年之前，每年冬天氣溫最低時（1-2 月），每天約使用20 m3蒸汽，其余4個月（10 月、11 月、3 月、4 月）每天約用7 m3蒸汽，改造后氣溫最低時（1-2 月），每天約使用5 m3蒸汽，其余4 個月（10 月、11 月、3 月、4 月）均不需要使用蒸汽， 僅使用二合一爐產生的熱水換熱即可滿足供暖需求。 每年（供暖期）可節約蒸汽用量：2×30×（20-5）+4×30×7=1 740（m3），蒸汽每立方單價按照50 元計算，每年可節約費用1 740×50=87 000（元）。

7 結語

氯堿工業開展節能降耗工作，是緩解行業能耗約束的必經之路， 是提高自身經濟效益的途徑，也是提高國民生存環境的必要措施，企業只有把節能降耗工作擺在事關企業生存的位置，并且切實采取有效措施，才能實現從傳統工業經濟向循環經濟的轉型。 該企業通過從小工段的點滴之處著手，通過實際的有效的優化措施， 將原來供暖機組效率較低，實際生產較難控制，供暖影響員工健康的問題，通過進行工藝技術改造，很大程度上降低了工人的勞動強度，優化了工藝，保障了生產系統的安全平穩連續運行。