關(guān)于無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中余熱利用探討

劉海艷（昊華工程有限公司， 北京 100143）

關(guān)于無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中余熱利用探討

劉海艷（昊華工程有限公司， 北京 100143）

無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的余熱，在社會(huì)能源日益緊缺的今天，如何將這些余熱得以有效利用，降低無(wú)機(jī)化工企業(yè)生產(chǎn)成本投入及能源消耗，提高實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益最大化是當(dāng)今化工企業(yè)值得研究的重點(diǎn)課題。本文就無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)企業(yè)余熱利用問(wèn)題進(jìn)行了淺顯探討，并結(jié)合硫酸生產(chǎn)實(shí)踐闡述了余熱如何利用的方法，以期能夠?qū)ο嚓P(guān)無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)企業(yè)在余熱利用方面提供理論參考。

無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)；余熱；利用

無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的余熱指的是一次能源同可燃物發(fā)生系列化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量完成某一工藝后所剩余的熱量。從能源的類(lèi)別劃分，可將余熱劃分為二次能源。余熱是一種熱源，在熱源應(yīng)用實(shí)踐中我們可以發(fā)現(xiàn)其具有以下特點(diǎn)：第一，熱源的熱負(fù)荷極其不穩(wěn)定，簡(jiǎn)單地講就是余熱所提供的熱量在不同的生產(chǎn)工藝和反應(yīng)條件下會(huì)產(chǎn)生較大的波動(dòng)，熱量波動(dòng)幅度一般根據(jù)生產(chǎn)工藝而定；第二，余熱具有一定的腐蝕性。無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的余熱中通常含有腐蝕性強(qiáng)的氣體，比如二氧化硫，這些氣體飄散在空氣中，往往會(huì)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備及余熱回收設(shè)備造成不同程度的腐蝕；第三，無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中所產(chǎn)生余熱回收往往難度較大，對(duì)回收技術(shù)要求高，并且對(duì)空間條件要求嚴(yán)格。雖然無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中的余熱回收利用工作難度大，但從發(fā)展的角度分析，在社會(huì)資源日益短缺的今天，在構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)的大前提下，多數(shù)的無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)企業(yè)還是致力研究余熱利用問(wèn)題。主要原因是余熱利用所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益是巨大的。

1　無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)過(guò)程中余熱量計(jì)算問(wèn)題

對(duì)無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的余熱進(jìn)行計(jì)算的主要目的是更好地掌握余熱的多少，是否具有回收利用價(jià)值。一般而言，無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中余熱的計(jì)算是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件和具體的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程為依據(jù)而實(shí)施的。下文筆者就工業(yè)硫酸生產(chǎn)為例介紹無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中余熱量計(jì)算問(wèn)題。硫酸生產(chǎn)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程如下：

合并式（1）、式（2）、式（3）、式（4）得出其中式（1）化學(xué)反應(yīng)的ΔH=70.9千卡/克分子；式（2）化學(xué)反應(yīng)ΔH=23.5 千卡/克分子；式（3）化學(xué)反應(yīng)的ΔH=32.8千卡/克分子；式（4）化學(xué)反應(yīng)的ΔH=0.8千卡/克分子；整個(gè)化學(xué)反應(yīng)的ΔH=128千卡/克分子。根據(jù)式（5），以每生產(chǎn)1噸H2SO4為例，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的余熱為1.3×106千卡/克分子；再加上生產(chǎn)過(guò)程中各種設(shè)備消耗的電能，按照每生產(chǎn)1噸H2SO4消耗70度電量來(lái)算，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的和消耗的熱量為6×104千卡；這些生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量通常都是直接排放到空氣中。通過(guò)上述計(jì)算我們可以得知，在無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的余熱量是巨大的。如果能將這些余熱加以回收，將余熱用來(lái)發(fā)電，為生產(chǎn)設(shè)備提供電能，將會(huì)縮減無(wú)機(jī)化工企業(yè)的生產(chǎn)成本投入，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2　工業(yè)硫酸生產(chǎn)過(guò)程中的余熱利用

（1）工業(yè)硫酸生產(chǎn)中余熱利用所采用的技術(shù) 隨著無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)ιa(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生余熱利用問(wèn)題重視程度的提高，就現(xiàn)行無(wú)機(jī)化工企業(yè)在生產(chǎn)工業(yè)硫酸中余熱利用的所采用的技術(shù)手段主要有：對(duì)工業(yè)硫酸生產(chǎn)過(guò)程中高中位熱能的回收利用；在硫酸生產(chǎn)過(guò)程中通常會(huì)產(chǎn)生大量的高溫?zé)崃浚恍o(wú)機(jī)化工生產(chǎn)企業(yè)在硫鐵礦制酸或硫磺制酸時(shí)采用設(shè)置廢熱鍋爐的方式回收硫酸生產(chǎn)過(guò)程中化學(xué)反應(yīng)和原燃料燃燒所產(chǎn)生的余熱。利用二氧化硫轉(zhuǎn)化時(shí)所產(chǎn)生的熱量對(duì)轉(zhuǎn)化器內(nèi)的二氧化硫做預(yù)熱處理，使二氧化硫達(dá)到合適的反應(yīng)溫度。減少了通過(guò)其他燃燒原材料或利用電能加熱對(duì)二氧化硫預(yù)熱的能量損耗；通過(guò)在硫酸生產(chǎn)工藝中加設(shè)過(guò)熱器、省煤器等設(shè)備對(duì)中溫余熱進(jìn)行回收，將中壓飽和蒸汽轉(zhuǎn)化為過(guò)熱蒸汽或鍋爐給水；采用蒸汽透平替代電動(dòng)空氣鼓風(fēng)機(jī)或背壓汽送蒸汽管網(wǎng)，能夠有效提高能量的利用率，減少能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中的能耗。就我國(guó)無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)領(lǐng)域在低溫位熱量回收利用情況來(lái)看，基于技術(shù)因素目前對(duì)余熱利用的情況不是很理想。需要我們進(jìn)一步對(duì)低溫位熱量回收利用技術(shù)的研究和探討分析。

（2）工業(yè)硫酸生產(chǎn)余熱利用實(shí)踐 工業(yè)硫酸生產(chǎn)中余熱利用主要是將焚硫爐出口的高溫?zé)煔膺M(jìn)行回收，將高溫?zé)煔饨?jīng)鍋爐后產(chǎn)生蒸汽，用蒸汽發(fā)電和供熱，滿(mǎn)足無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)中電能及熱能的需要。以某無(wú)機(jī)化工企業(yè)工業(yè)硫酸生產(chǎn)利用余熱發(fā)電為例。高溫余熱回收利用的具體工藝為：工業(yè)硫酸生產(chǎn)過(guò)程中反應(yīng)產(chǎn)生的高溫余熱經(jīng)設(shè)置的硫酸廢熱鍋爐后產(chǎn)生中溫中壓蒸汽。將蒸汽輸送到汽輪發(fā)電站為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力能源；將高溫蒸汽經(jīng)減溫減壓設(shè)備后轉(zhuǎn)換為低壓蒸汽，用于化工其他生產(chǎn)需要。就無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)企業(yè)而言，其它生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)對(duì)蒸汽的需求量不是很大，基本上都是將蒸汽用來(lái)發(fā)電。我們可以得知無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)企業(yè)用電量比較大，通過(guò)使用蒸汽發(fā)電可以有效降低用電方面的支出。從生態(tài)角度分析，將高溫蒸汽回收利用可有效避免高溫蒸汽揮發(fā)到空氣中尤其是含有有毒成分的氣體對(duì)環(huán)境造成污染破壞。

3　結(jié)語(yǔ)

總之，無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)重視余熱利用問(wèn)題，加強(qiáng)對(duì)余熱利用技術(shù)的研究和探討，對(duì)現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行改造和技術(shù)創(chuàng)新，充分地利用余熱，力爭(zhēng)做節(jié)能減排的現(xiàn)代新型企業(yè)。

［1］朱華東，趙福齊，陳付軍.熱管技術(shù)與化工生產(chǎn)中余熱利用［J］.無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2005，03：55-56.