氯化氫合成余熱資源綜合利用

孔令媛（唐山三友氯堿有限責任公司，河北唐山063305）

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氯化氫合成余熱資源綜合利用

孔令媛
（唐山三友氯堿有限責任公司，河北唐山063305）

摘要：本文介紹了唐山三友氯堿有限責任公司對氯化氫合成爐余熱資源進行了有效開發利用并推動了節能減排工作的開展。

關鍵詞：節能減排；余熱；能源；綜合利用

1　簡述

化工生產過程就是能量的利用、轉化和消耗的過程。化工生產過程需要消耗各種形式的能源來生產產品，如電力、蒸汽、燃料等，但實際生產當中，在得到產品的同時還能夠提供一定能量。這些化工生產過程一般屬于有機化工類或石油化工類。雖然耗能高，但可有效回收利用的能源也很可觀。氯化氫合成反應余熱能量足，質量好，有很好的回收利用價值。

2　氯化氫合成余熱綜合利用情況

2.1通過換熱器間接加熱物料

在一期和二期生產裝置中，唐山三友氯堿有限責任公司廣泛采用熱水型氯化氫石墨合成爐來生產氯化氫。熱水型氯化氫合成爐由石墨筒體、熱水夾套和石墨冷卻器組成，日產氯化氫氣體80 t，通過夾套內熱水移走合成反應熱，同時副產大量95℃左右的熱水。熱水主要通過水泵輸送至電解工序和一次鹽水精制工序用于加熱鹽水，剩余少量用于生活水加熱、冬季采暖和管道伴熱。

經過2年的生產實踐，發現這種工藝對氯化氫合成余熱利用率較低：氯化氫合成余熱進入熱水中，除用于加熱鹽水外，還需要用循環水進行冷卻，既損失了大量余熱資源又浪費了循環水等公用工程資源。在夏季，生產系統加熱需求銳減，循環水自身溫度較高，冷卻效果差，不能滿足氯化氫合成爐副產熱水的進爐溫度要求；同時，為保證系統正常運行，需排放大量副產熱水并補充常溫新鮮純水；而在冬季，系統運行需要大量熱水供熱，副產熱水經常無法滿足生產需求，尚需額外補充蒸汽。

2.2通過熱制冷設備制取冷量應用于生產

溴化鋰制冷機組是一種不用機械功，只依靠熱能取得制冷效果的裝置。機組本身是以熱為代價進行制冷，可以利用低溫熱能，特別是直接利用工業生產中的余熱和廢熱，制冷能力大、耗電少。機組以水為制冷劑，溴化鋰為吸收劑，由吸收器、溶液泵、解析器和減壓閥組成所謂“化學泵”。由于溴化鋰本身不揮發，解析器不需要精餾塔，只要簡單的解析器即可，而且熱力系數較高，非常適合工業化生產需要。

該公司燒堿車間與水汽車間聯合對熱水系統進行技術改造。除去生產加熱所需，其余熱水夏季引入溫水型溴化鋰制冷機組，生產7℃冷凍水，用于廠區辦公樓和中央控制室等場所的中央空調制冷；春秋兩季則根據熱量平衡情況逐步縮減溴化鋰運行負荷；冬季則根據實際決定維持溴化鋰制冷機組運行或停運保養。機組投入運行后，節能效果良好，取得了顯著的經濟效益。

2.3通過蒸汽合成爐副產中壓蒸汽應用于生產

2.3.1副產蒸汽技術

氯化氫合成反應中釋放的熱量不僅數量足且質量好，是化工生產過程中一項寶貴的不可多得的余熱資源，應盡量加以回收利用。該公司已回收其中一部分能量，起到了節能效果。余熱回收利用過程中應盡量避免能量無償降級。實際在熱水型氯化氫合成爐副產出熱水的同時，合成反應釋放的能量就已經發生貶質。合成爐副產的高溫熱水所含熱能是能級很低的熱能，有效能含量低，回收利用比較困難，除了用來加熱部分液體物料和生產冷凍水外暫時沒有其他用處。如果能將副產所含熱能能級較高的中壓蒸汽，則可大幅減少系統能量貶質，達到了節能的目的。

氯化氫合成反應氣相中心溫度可達到2 000℃，即使由熱水冷卻后溫度仍在300℃以上。由此在理論上氯化氫合成副產中壓蒸汽是可行的。

蒸汽用途相對廣泛，單位質量能量更多，既可用于物料加熱，也可用于鹽酸脫吸、PVC干燥等工藝操作，甚至也可通過透平機做功發電。

2.3.2副產蒸汽綜合效益計算

三四期建設過程中，該公司大膽采用國內氯堿行業最新技術蒸汽式氯化氫合成爐，提高了合成爐化工余熱的利用效率。

新投用的蒸汽型氯化氫石墨合成爐，可日產氯化氫120～150t，同時副產蒸汽壓力可達到0.3～0.4 MPa，單臺爐可日產中壓蒸汽72 t以上，所回收能量遠遠高于熱水型氯化氫合成爐。

根據相關資料，中壓蒸汽為耗能工質，可以對其進行折標和換算，并以此來標定節能效果：低壓蒸汽對標準煤的比例為0.128 6 kg標煤/kg（中壓蒸汽的折標比例更高），而標煤和電力的等價折算比例為0.404 0 kg標煤/kW·h。由此可以計算出蒸汽式氯化氫合成爐余熱利用回收效果為節煤：

72 t/d.臺×2臺÷24 h/d×8 000 h/a×0.128 6＝6 172.8（t）標煤；

效益：6 172.8 t÷0.404 kg/kW·h×0.5元/kW·h＝763.9（萬元）

也就是說氯化氫合成反應余熱采用副產中壓蒸汽的方式回收再利用可帶來間接效益不少于700萬元/a。由引可看出新技術新設備對促進企業節能減排的重大意義和廣闊的前景。

3　結論

三友氯堿通過大力推廣先進技術，優化生產工藝，積極響應唐山三友集團促進節能減排和推進可持續發展的號召，不斷深入挖潛，降低生產成本，降低單位生產能耗，并取得了極大的經濟和社會效益。

綜上所述，化工企業需積極優化生產工藝，采用能量優化利用原則，合理組織能量多次利用，高能高用，低能低用，按質用能，按需供能。具體說來就是對余熱資源要先產功再用熱，即使對熱量利用也要按能級高低分別回收使用。如用高溫熱源加熱高溫物料，低溫熱源加熱低溫物料，構成按能量等級高低綜合利用的總能體系，從而達到較高的能量利用效率，實現節能和經濟發展的有效平衡。

Comprehensive utilization of waste heat hydrogen chloride synthesis

KONG Ling-yuan
（Tangshan Sanyou chlor-alkali Co.，Ltd.，Hebei Tangshan 063305，China）

Abstract：Tangshan Sanyou chlor-alkali Co.，Ltd.，to continuously improve the level of energy use，waste heat of hydrogen chloride synthesis furnace for an effective development and utilization，promote the development of energy conservation work.

Key words：energy conservation；waste heat；energy；comprehensive utilization

中圖分類號：TQ11+5

文獻標識碼：B

文章編號：1009-1785（2016）01-0035-02

收稿日期：2015-07-21