氯碱生产线余热利用

俞广亚，邵党恩

（中国平煤神马集团河南神马氯碱化工股份有限公司，河南平顶山467200）

河南神马氯碱化工股份有限公司是中国平煤神马集团盐化工板块的龙头企业，有卤盐、煤、电等资源优势，是以生产烧碱、盐酸、液氯、氯化石蜡、氯乙酸、净水剂及氢气等产品为主的化工企业，其前身为平顶山市树脂厂，始建于1971 年。2014 年6月，按照市政府"退城进园"的政策要求，老厂区停产实施整体搬迁，2016 年完成搬迁工作，经安全设施设计审查和安全条件审查，2018 年11 月15 日取得《安全生产许可证》。

该公司位于叶县产业集聚区，占地面积450 亩。根据市场特点、资源优势和安全环保要求，利用搬迁过程进行了产品结构调整，集中力量发展具有独特卤水资源优势的离子膜烧碱产品，配套建设氯化石蜡、氯乙酸等耗氯产品。目前，该公司主要产品的生产能力为：离子膜烧碱22 万t/a、氯化石蜡15 万t/a、氯乙酸3 万t/a、净水剂10 万t/a 及氢气7 000 万m3/a。

1 实施背景

当前，中国能源利用仍然存在着利用率低、经济效益差，生态环境压力大的主要问题，节能减排、降低能耗、提高能源综合利用率作为能源发展战略规划的重要内容，是解决中国能源问题的根本途径，处于优先发展的地位。实现节能减排、提高能源利用率的目标主要依靠工业领域。中国工业领域能源消耗量约占全国能源消耗总量的70%，但工业余热利用率低，中国能源利用率仅为33%左右，比发达国家低约10%，至少50%的工业耗能以各种余热形式被直接废弃。

工业余热回收利用又被认为是一种“新能源”，近年来成为推进中国节能减排工作的重要内容。氯碱化工是基础化学工业，同时又是高耗能行业。在氯碱生产过程中存在着不同温度的介质，有的需要加热，有的需要冷却。为了有效地综合利用热能，做好热量平衡，经该公司技术委员会论证立项实施搬迁建设的烧碱生产线余热利用项目。

2 主要实施方案

2.1 生产中富裕的热能

（1）电解槽产生的氯气、氢气温度在85 ℃左右，送至氯氢处理需冷却至45 ℃。

（2）脱氯后的淡盐水温度（75±5）℃。

（3）氯化氢合成工序热水温度控制在95 ℃左右，需冷却至75 ℃使用。

2.2 余热利用

（1）利用电解槽产生的氯气（温度80～85 ℃）与一次盐水换热使一次盐水加热至（60±5）℃，达到进树脂塔温度要求。同时氯气得到冷却，减少后续工序的压力。

（2）利用脱氯后的淡盐水（温度（75±5）℃）与卤水（30 ℃）进行换热，使卤水温度达到50 ℃，符合一次盐水精制温度需要。

（3）厂区供热，总供热面积18 574 m2，平均供热指标120 W/m2。

（4）热水型溴化锂机组换热，减少蒸汽用量，节约热能。

3 项目实施

（1）利用电解槽产生的氯气（温度80～85 ℃）与一次盐水换热使氯气得到冷却，盐水得到加热，以达到各自的工艺指标。在氯气去氯氢处理的管线上安装一台150 m2的钛材列管换热器，使氯气与一次盐水进行换热后，换热后一次盐水温度由45 ℃上升到55～60 ℃，满足进树脂塔的温度要求，氯气温度降低到68～72 ℃，降低了氯氢处理洗涤塔的负荷，取代了用蒸汽预热一次盐水，大大降低了蒸汽消耗，节约了生产成本。

（2）替换了蒸汽预热卤水，大大降低了蒸汽消耗，节约了生产成本。

（3）利用合成炉热水（95 ℃）供溴化锂机组使用以制备冷水，供氯氢处理系统使用，同时冬季用于全厂采暖，节约蒸汽费用。

4 主要创新点

（1）采用氯气余热取代蒸汽预热一次盐水；采用淡盐水余热取代蒸汽预热卤水的新工艺；大大降低蒸汽消耗，也为氯碱行业热能综合利用提供依据。

（2）综合考虑系统热量分布及需求，通过必要的设备实现热量综合利用。

（3）工艺过程中的热量使用，提高了二次盐水等产品合格率，对于提高产品质量有着较大的作用。

（4）工艺指标的精准控制更加有效地保证系统的安全，为安全生产提供了保障。

5 项目运行情况

该项目充分利用烧碱生产过程中产生的余热，使氯碱生产热量得到充分综合转换，在能源日益紧张的今天具有重要的现实意义。经过两年多的实践和优化，系统稳定可靠。

6 经济效益

每小时可节约蒸汽约8 t，每年8 000 h 节约蒸汽6.4 万t，按每吨120 元计算，年产生经济效益768 万元。

7 实施效果

该项目节能降耗效果明显，并积极落实国家节约资源的基本国策，符合循环经济的发展趋势，使该公司产品、工艺和能源消费结构更加优化。同时操作简单、安全性能高、无环境污染，在国内同行业中处于领先水平，具有广阔的市场前景和推广价值。