氯碱行业低碳减排改进措施

孟磊

摘要：氯碱化学工业在生产过程中消耗大量水，同时生产大量废水，造成治理问题和高昂的处理成本。积极响应国家工业政策关于对废水生产进行综合分析和回收利用的呼吁，以一体化的循环经济模式实现废水综合利用和“零排放”。

关键词：氯碱行业；低碳减排；改进措施

引言

化工各装置在使用动力电和蒸汽过程中，部分能耗未充分利用，造成动力电和蒸汽额外消耗，导致碳损失和浪费，碳排放增加，不符合国家提出的碳达峰、碳中和的目标要求。北元化工通过科技创新、节支创效，达到节能减碳。具体详述如下。

1氯碱工业节能降耗的必要性分析

氯碱工业是化学工业的重要组成部分，应用范围相对较广，不仅在原材料、运输、电气工程、金属、纺织品、食品、包装、日托等领域。在目前的通用技术阶段，这两种工艺虽然不同，但必须通过电解来解决，因此氯碱的生产需要消耗大量电力。氯碱工业不仅消耗能源，而且实际上还消耗大量材料，造成环境污染。节能减排绿色产业的发展现阶段已成为我国社会的重点，是我国政府相关部委推动的一个促进发展的模式，氯碱产业作为能源密集型污染产业，在发展过程中必须响应国家呼吁，采取切实措施促进清洁生产，实现节能，在氯碱总体发展的现阶段，主要目标是在安全环保的双重压力下提高经济效益。为此，需要有一定的市场透明度和领导阶层的宏观经济视角，才能从面向发展的角度看待氯碱行业的总体趋势，并考虑到企业的实际发展情况，提出一个系统化的企业发展模式。

2能耗损失点

（1）蒸汽损耗，化工化工分公司氯氢处理装置一期、二期共24台合成炉，其中A线6号、B线6号、C线6号、D线4号、D线5号、D线6号炉所产蒸汽经改造提压后已并入一期低压蒸汽总管，剩余蒸汽供一次盐水和电解使用后约有14t/h送往热电工序回用。但此部分蒸汽回用价值低，且控制不稳定，造成合成炉蒸汽压力波动频繁，影响系统的稳定运行。如此部分蒸汽进行放空，造成能耗浪费。北元化工热电厂产出的蒸汽送往化工各装置使用过程，蒸汽管线上的输水阀内漏或疏水阀开度过大，易导致蒸汽泄漏，造成能源浪费。（2）电损耗，1）化工分公司80万t/a烧碱装置分为4条生产线，一期A线、B线采用意大利伍德德诺拉四代离子膜电解槽，二期C线、D线采用意大利伍德德诺拉五代离子膜电解槽。离子膜电解槽为烧碱装置核心设备，在氯碱生产中起着极其重要的作用。离子膜电解槽的运行质量决定着烧碱装置的运行质量，且离子膜电解槽电耗占整个氯碱生产电耗的70%，直接决定了烧碱的生产成本。2)聚合装置生成的PVC树脂通过汽提去除残留氯乙烯后，进入干燥工序进行脱除水分。首先，PVC浆料经浆料输送泵送至离心机，离心机脱水后进入干燥床进行烘干脱水;烘干脱水后的PVC树脂通过干燥床下料器进入一次输送管线，由一次输送负压系统将PVC树脂输送至二级旋风分离器，然后再经下料器进入二次输送管线;二次输送管线内的PVC树脂通过二次输送风机加压后输送至包装料仓，最后由包装机包装成完整产品。在干燥输送系统过程中，单条线使用4台风机(鼓风机、引风机、一次输送风机、二次输送风机)，存在电耗损失现象。

3技术改造

3.1节能技术改造

(1)等离子体合金节能技术的更新意味着，通过减小二极管间距，正常等离子体损伤降低了载体的电压，从而实现节能。主要配备了高间距(0极距)膜的乳化载荷技术。该技术成熟、能效高，已在业界应用多年，与传统的极远的膜站相比，生产每吨烧碱可节电70~100千瓦。该行业还有数百万吨等离子体反应器无法对膜进行彻底的技术改造，翻新后每年可节约多达1亿美元。(2)随着蒸发技术的进步，三路返阻尼法发展成为碱液蒸发的标准。反向流体蒸汽技术仅仅是个开始，还可以进一步降低蒸汽消耗，从而使节能效果更加明显。经营高浓度碱液和碱液产品结构的企业，可以通过重组蒸发能力或设备翻新，进一步降低蒸汽消耗，提高企业的能效。(3) 氯化氢合成是每个氯碱企业都配套建设的生产装置。氯气与氢气反应生成氯化氢时释放出大量反应热，可以用来副产蒸汽。通过对现有普通氯化氢合成炉升级换代到副产中压蒸汽的氯化氢合成炉，可实现氯化氢合成余热利用，减少企业外购或自产蒸汽，起到节能减碳效果。

3.2降低蒸汽消耗

(1)合成炉所产富余蒸汽回用。化工分公司氯氢处理装置4条线合成炉所产富余蒸汽供给聚合装置A线、B线、C线、D线汽提塔干燥床使用，正常运行过程中若合成炉副产蒸汽量不能满足汽提塔干燥床使用量，则使用电厂产生的低压蒸汽予以补充。此次改造，可降低电厂蒸汽消耗，降低碳消耗及碳排放量。根据聚合装置A线、B线、C线、D线汽提塔干燥床年耗蒸汽量数据，改造后降低蒸汽消耗量56400t/a。

(2)母液水余热回用。利用60℃的母液水余热与电厂送来的25℃纯水进行换热，以降低蒸汽消耗量。具体改造措施有2点:①从A线、B线母液水泵调节阀出口处引出不锈钢管线，引至一期供料回收纯水换热器进口，换热器出口引出管线至公用工程凉水塔进口。②从C线、D线母液水泵调节阀出口处引出不锈钢管线，引至二期供料回收纯水换热器进口，换热器出口引出管线至公用工程凉水塔进口。通过改造可降低蒸汽消耗量32000t/a。

3.3清净下水的综合利用

尽管通过更换每个生产设备的循环水系统而生产的清洁水符合废水排放目标的要求，但却造成了大量浪费，无法满足节能和减少排放的需要。因此，建造一个双层水处理厂，采用超过滤+反渗透技术回收利用，而不是将工业用水的一部分回收到系统中，以实现节能、减排和水资源综合利用。其工艺范围如下:集中收集干净水后，进入调节池，进入综合净水器，将絮凝剂加入综合净水器，进入清洗池→表面过滤→反渗透，反渗透产生的水返回系统厚水进入厚水处理厂进一步处理后，部分水在工业用水系统中循环利用，剩馀的厚水返回碱性盐系统；沉积物经过压力过滤装置，过滤残留物作为水泥配件重复使用。

3.4降低电耗

（1）六代电解槽节能改造。目前四代和五代离子膜电解槽阴阳极电极间距为3mm左右，化工分公司将B线B槽四代电解槽进行六代电解槽改造，改造后膜极距无间隔条，增大有效反应面积，同等电流密度下零极距电槽电压降低180mV；通过技术改造节约用电量1188kW/a。

(2)回收水环压缩机性能提升改造。将A线、B线现有水环压缩机设备拆除，各更换一套日本鹤见水环压缩机，进口增加篮式过滤器及阻聚剂管线，出口与原A线、B线氯乙烯冷凝器进口管线相连。电气仪表控制利用原压缩机的电机电缆，然后进行重新组态；设备基础在原基础上进行修改。

(3)聚合装置风送系统改造。取消一次输送系统，干燥床在原有位置提高6m，高出的位置增加2台振动筛，降低树脂在风送系统中的停留时间，避免一次输送系统运行过程出现堵塞，同时取消一次输送风机，降低能耗。此次改造可实现降低电耗480万kW/a。(4)间歇纯水泵优化运行。将一期、二期聚合供料回收连续水泵功率37kW、连续水泵功率15kW同时启动，代替间歇纯水泵功率160kW运行，实现降低电耗的目；通过优化实现节约用电量86．4万kW/a。

结束语

氯碱行业在当前的形势下，必须注重节能减排措施的应用和发展，在生产过程中创新节能技术，通过对各类资源的回收再利用，能有效的降低能耗，节约成本，提高氯碱企业的清洁生产水平，为氯碱行业的可持续发展提供动力。

参考文献

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