熱水型二合一石墨鹽酸爐的運行情況

呂旭琦，馮海平

（上海氯堿化工股份有限公司電化廠，上海 200241）

熱水型二合一石墨鹽酸爐的運行情況

呂旭琦，馮海平

（上海氯堿化工股份有限公司電化廠，上海 200241）

通過改造傳統工藝鹽酸爐為熱水型二合一石墨鹽酸爐，回收鹽酸生產中產生的熱量制熱水。采用熱水型溴化鋰制冷機組制7℃水供生產用。工藝改造后，達到了節能減排預期目標。

熱水型鹽酸爐；溴化鋰機組；節能；合同能源管理

在傳統合成鹽酸爐的生產過程中，要釋放大量熱能。這部分熱能原來需用冷卻水來吸收，不僅消耗大量冷卻水，而且熱能未得到充分利用。

上海氯堿股份有限公司與南通鑫寶石墨公司合作，對電化廠2臺合成鹽酸爐改造成熱水型二合一石墨合成爐，將熱能回收制成熱水，用來驅動開利公司提供的熱水型溴化鋰機組制冷水。將化學熱能轉換為化工生產用的冷源，節能又環保。

1 傳統鹽酸合成爐工藝流程

改造前鹽酸爐工藝流程圖見圖1。

在合成室內，氫氣與氯氣一起在石墨合成爐中燃燒，生成氯化氫。為使原料氣能充分均勻混合，采用套管式燃燒器（俗稱蠟燭頭）。氯氣由下進入內管，內管上端開有多個斜形孔；外管通入氫氣。燃燒時，氯氫比一般為 1.00∶1.10~1.00∶1.15，火焰呈青白色，反應溫度最高達2000℃以上，經夾套冷卻的爐身散熱后，出口爐氣溫度為300~400℃。經浸在水中的石墨管從上部進入石墨冷卻器，此時，溫度控制為250℃以下，與從冷卻器來的爐氣與尾氣吸收塔來的稀酸一起從上部進入降膜式石墨吸收器制成31%鹽酸。

2 改造后熱水型鹽酸爐工藝流程及運行情況

改造后鹽酸爐工藝流程圖見圖2。

氫氣與氯氣在合成室內中燃燒，生成氯化氫的流程與傳統鹽酸合成爐流程一致。

鹽酸爐身改造成獨立密閉夾套循環冷卻水系統，產生的熱量由進口溫度為85℃熱水（可調節）吸收生成出口溫度為95℃熱水（可調節）。反應生成的氯化氫氣體，經浸在補充循環水中的石墨管從上部進入石墨冷卻器，此時，溫度控制為250℃以下，與從冷卻器來的爐氣與尾氣吸收塔來的衡酸一起從上部進入降膜式石墨吸收器制成31%鹽酸。

夾套冷卻水系統改造成獨立密閉系統，用泵驅動循環將熱量移出，3萬t/a鹽酸爐產生的95℃熱水為48 m3/h。2臺鹽酸爐回收熱能可產生的95℃熱水為96 m3/h，回水溫度為85℃（可調節）。

改造后的熱水型二合一石墨鹽酸爐，操作工藝與控制指標都與改造前一樣，無需對操作人員進行培訓，確保節能型鹽酸爐的可操作性與生產工藝的延續性。

改造后鹽酸爐自2011年9月22日點爐，運行二個月來，運行正常。部分運行數據見表1。

表1 2011年10月熱水型鹽酸爐運行部分數據

目前，因銷售原因，鹽酸爐負荷只開到70%左右，2臺熱水型二合一節能鹽酸爐產出的熱水溫度為80~92℃，進入溴化鋰機組后，轉化出160 m3/h的7~14℃冷水供次氯酸鈉生產使用。轉換出的冷水基本上滿足后道工序次氯酸鈉300 t/d的生產要求。

3 經濟效益分析

3.1 節能效益分析

（1）節電方面

通過相關計算改造后，因停運北冷凍裝置與北冷凍循環水裝置等，全年合計節電246.243 kW·h。

（2）節水方面

氨冷凍冷卻器是用循環水或清江水冷卻，考慮到循環水裝置電耗較大，除夏季運行外，春秋季節不開，氨冷卻器用直排水冷卻。

3臺冷卻器每小時耗水171 t。春、秋二季用去清江水 171×24×180=74.2（萬t）

（3）物料費用

全年機、物料費主要是消耗液氨3.6 t（單價4 481 元/t），機油 1.6 t，氯化鈣鹽水 7.2 t（單價 444 元/t）。

（4）冷凍機檢修費用

鹽酸檢修總費用110萬計，鹽酸冷凍機檢修費用占20%，即22萬元。

3.2 溴化鋰機組投入運行所需要消耗動力電耗

（1）熱水泵 1 臺（37 kW）全年耗電 37×24×270×0.85=20.38（萬 kW·h）。

（2）冷水泵 1 臺（22 kW）全年耗電 22×24×270×0.85=12.12（萬kW·h）。

（3）溴化鋰機組（4 kW）全年耗電 4×24×270×0.85=2.2（萬kW·h）。

3.3 實際全年動力電耗與清江水能節省費用

（1）246.24－34.7=211.54×0.68＝143.85（萬元）；

（2）74.2×0.59（制水成本費，未計排污費）

＝43.78（萬元）；

（3）冷凍機、物料費和檢修費用合計24萬元。

Operational aspect of hot water style 2-in-1 graphite hydrochloric acid furnace

LV Xu-qi,FENG Hai-ping
(Electro-Chemical plant of Shanghai Chlor-alkali Chemical Co.,Ltd.,Shanghai 200241,China)

The tradition graphite hydrochloric acid furnace was transformed into hot water style 2-in-1 graphite hydrochloric acid furnace.The hot water was used to produce 7℃water.After process transformation,the ammonia refrigerating machine was stoped and the power consumption reduced,the energy conservation goals were achieved.

TQ111.3

B

1009－1785(2012)03-0028-02

呂旭琦（1983—），畢業于上海工程技術大學化學工程與工藝專業，本科學歷，助理工程師，上海氯堿化工股份有限公司電化廠綜合辦工作。

2011-12-28