溴化鋰機(jī)組利用氯乙烯轉(zhuǎn)化余熱系統(tǒng)

邵　川（中鹽吉蘭泰鹽化集團(tuán)有限公司，內(nèi)蒙古阿拉善盟750336）

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溴化鋰機(jī)組利用氯乙烯轉(zhuǎn)化余熱系統(tǒng)

邵川
（中鹽吉蘭泰鹽化集團(tuán)有限公司，內(nèi)蒙古阿拉善盟750336）

摘要：采用一種吸收器回收氯乙烯轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的低壓閃蒸蒸汽，并將此熱量用于熱水型溴化鋰機(jī)組制冷的生產(chǎn)工藝，有效回收氯乙烯轉(zhuǎn)化低壓蒸汽。

關(guān)鍵詞：回收；閃蒸蒸汽；噴淋吸收；節(jié)能

中鹽吉蘭泰鹽化集團(tuán)有限公司擁有40萬t/a聚氯乙烯裝置，原設(shè)計(jì)7℃水制冷系統(tǒng)采用蒸汽型溴化鋰機(jī)組，蒸汽來自轉(zhuǎn)化低壓閃蒸蒸汽。由于設(shè)備自身原因、蒸汽不穩(wěn)定等因素，溴化鋰機(jī)組一直存在運(yùn)行不穩(wěn)定、維修率高、制冷不足（溴化鋰水溫未達(dá)到7℃）等問題。

1　余熱來源

在氯乙烯轉(zhuǎn)化過程中，反應(yīng)體系內(nèi)會(huì)釋放出大量的熱量，通過向轉(zhuǎn)化器通入循環(huán)熱水，熱水將反應(yīng)體系內(nèi)產(chǎn)生的大量熱量吸收，保證反應(yīng)體系溫度穩(wěn)定不變；熱水吸收氯乙烯轉(zhuǎn)化中產(chǎn)生的大量熱量后返回到熱水儲(chǔ)罐中。由于熱水吸收熱量后溫度會(huì)進(jìn)一步升高，從而產(chǎn)生大量的蒸汽，為了保證設(shè)備免受壓力損傷，熱水儲(chǔ)罐一般設(shè)計(jì)為敞口形式，因沒有相應(yīng)的回收系統(tǒng)，大量蒸汽揮發(fā)至大氣中，造成了極大的資源浪費(fèi)，而且在冬季，蒸汽會(huì)使廠房邊沿等處出現(xiàn)掛冰現(xiàn)象，存在的安全隱患。

2　設(shè)計(jì)原理

經(jīng)過多方調(diào)研考察，轉(zhuǎn)化低壓閃蒸蒸汽基本用作熱源和其他物質(zhì)進(jìn)行熱交換，公司基于此想法，聯(lián)合煙臺(tái)荏原空調(diào)設(shè)備有限公司合作開發(fā)回收氯乙烯轉(zhuǎn)化閃蒸蒸汽驅(qū)動(dòng)熱水溴化鋰機(jī)組工藝。溴化鋰制冷節(jié)能技術(shù)是利用溴化鋰溶液在常溫下強(qiáng)烈的吸收水溶液，在高溫下又能將所吸收的水分釋放出來的特性，以及在真空狀態(tài)下蒸發(fā)時(shí)，利用較低的蒸發(fā)溫度來實(shí)現(xiàn)制冷的［1］。

回收分為2部分，一部分回收蒸汽，一部分充分利用其熱量?？紤]兩者同時(shí)進(jìn)行，采用直接換熱方式，熱水進(jìn)入溴化鋰機(jī)組，提供制冷能量后，低溫水返回吸收閃蒸蒸汽。溴化鋰機(jī)組的熱水回水溫度會(huì)由95℃降低至85℃左右，而轉(zhuǎn)化循環(huán)熱水換熱度需高于95℃，如果直接送往轉(zhuǎn)化，會(huì)降低轉(zhuǎn)化器的反應(yīng)溫度，使反應(yīng)速度降低。如果要保持原有反應(yīng)速度，只有增加轉(zhuǎn)化氣相，提高反應(yīng)熱，但是在一定反應(yīng)時(shí)間段，轉(zhuǎn)化催化劑的生產(chǎn)能力是一定的，過多的反應(yīng)負(fù)荷會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率降低。所以設(shè)計(jì)回收蒸汽裝置獨(dú)立運(yùn)行，工藝流程簡圖見圖1。

圖1　工藝流程簡圖

3　運(yùn)行情況

溴化鋰機(jī)組利用氯乙烯轉(zhuǎn)化余熱系統(tǒng)，包括氯乙烯轉(zhuǎn)化器、熱水型溴化鋰機(jī)組、熱水循環(huán)泵及蒸汽吸收裝置。氯乙烯轉(zhuǎn)化器的循環(huán)水出口與熱水儲(chǔ)罐的回水口連通，熱水儲(chǔ)罐的出水口通過循環(huán)水泵與氯乙烯轉(zhuǎn)化器的循環(huán)水入口連通；熱水儲(chǔ)罐的蒸汽出口與蒸汽回收裝置的蒸汽入口連通，蒸汽回收裝置的熱水出口通過供熱循環(huán)泵與溴化鋰機(jī)組的熱水進(jìn)口連通，溴化鋰機(jī)組的熱水出口與蒸汽回收裝置的回水口連通；供熱循環(huán)泵的熱水出口與熱水儲(chǔ)罐的進(jìn)水口連通。

熱水罐內(nèi)閃蒸蒸汽送往吸收裝置，被低溫?zé)崴諢崃亢?，成為供熱水型溴化鋰機(jī)組使用的熱水，回水再返回吸收裝置與閃蒸蒸汽進(jìn)行換熱，形成閉路循環(huán)系統(tǒng)。熱水循環(huán)泵出口設(shè)置回流，返回原熱水罐，這樣可避免回收裝置運(yùn)行不穩(wěn)定造成的低溫水返回?zé)崴抻绊戅D(zhuǎn)化生產(chǎn)。

在95℃情況下，閃蒸蒸汽壓力較低，無法自動(dòng)進(jìn)入蒸汽吸收裝置，為了給閃蒸蒸汽提供吸收動(dòng)力并且保證良好的吸收效果，蒸汽吸收裝置采用文丘里效應(yīng)原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)高速的熱水回水在文丘里管里面流動(dòng)，在管道的最窄處，動(dòng)態(tài)壓力（速度頭）達(dá)到最大值，靜態(tài)壓力（靜息壓力）達(dá)到最小值，回水的速度因?yàn)橛苛鳈M截面積變化的關(guān)系而上升，整個(gè)涌流都要在同一時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷管道縮小過程，因而壓力也在同一時(shí)間減小，進(jìn)而產(chǎn)生壓力差，這個(gè)壓力差用于提供一個(gè)外在吸力，為閃蒸蒸汽提供吸收動(dòng)力，將閃蒸蒸汽吸附至文丘里管，一部分蒸汽直接經(jīng)熱水回水換熱后冷凝成液態(tài)水，未冷凝的蒸汽和產(chǎn)生的二次閃蒸蒸汽進(jìn)入噴淋裝置，用熱水回水再進(jìn)行噴淋吸收。

為了達(dá)到更好的吸收效果，蒸汽回收裝置設(shè)計(jì)采用三級(jí)組合吸收方式，即閃蒸蒸汽首先進(jìn)入一級(jí)文丘里吸收和噴淋吸收組合塔，再進(jìn)入二級(jí)文丘里吸收和噴淋吸收組合塔，最后進(jìn)入三級(jí)文丘里吸收塔，吸收后剩余氣體排空。

文丘里效應(yīng)加噴淋吸收，這種組合方式對閃蒸蒸汽具有良好的吸收效果。而且吸收方式動(dòng)力是噴射真空吸收，不會(huì)造成原轉(zhuǎn)化熱水罐壓力上升，確保轉(zhuǎn)化器熱水自循環(huán)工藝的穩(wěn)定運(yùn)行。

回收裝置于2014年9月3日投產(chǎn)運(yùn)行，用一次水將新增蒸汽回收裝置補(bǔ)水至液位為90%。啟動(dòng)熱水循環(huán)，等回水返回后，根據(jù)液位適當(dāng)開啟熱水泵的回流閥門，完成整體循環(huán)，循環(huán)過程中，繼續(xù)補(bǔ)充一次水，維持液位穩(wěn)定在75%左右。

將原熱水罐的蒸汽引入蒸汽回收裝置，為新鮮水水加熱，在循環(huán)吸收過程中，觀察熱水罐的排空，明顯有真空現(xiàn)象，外排蒸汽基本全部被吸入回收裝置。

隨著回收裝置中水溫逐漸上漲，回收裝置排空的蒸汽量逐漸增加，吸收趨于飽和，循環(huán)過程持續(xù)約8 h，蒸汽回收裝置的溫度由常溫上漲至88℃，吸收效果十分明顯。機(jī)組運(yùn)行記錄見表1。

表1　機(jī)組運(yùn)行記錄

熱水供應(yīng)正常后，開始調(diào)試溴化鋰機(jī)組。機(jī)組調(diào)試后，熱水回水溫度開始下降，最低降至64℃，與原88℃上水溫差達(dá)到20℃以上，回水進(jìn)入蒸汽回收裝置吸收蒸汽，將多余蒸汽吸收，蒸汽回收裝置的溫度、液位持續(xù)上漲，溫度穩(wěn)定在94℃左右。開啟新熱水泵出口的回流閥門，將多余熱水返回原熱水罐，維持液位平衡。

4　節(jié)能效益

經(jīng)過1個(gè)月的調(diào)試，熱水溴化鋰機(jī)組和蒸汽回收裝置運(yùn)行平穩(wěn)正常，溴化鋰制冷效果明顯，轉(zhuǎn)化熱水罐的蒸汽全部引入回收裝置，多余熱量通過回收裝置外排。從目前效果上看，轉(zhuǎn)化閃蒸蒸汽完全滿足2臺(tái)400萬kcal熱水溴化鋰機(jī)組的制冷需求，同時(shí)不影響轉(zhuǎn)化工序的正常運(yùn)行。

新機(jī)組投用后，采用的熱量為轉(zhuǎn)化余熱，可大量節(jié)約蒸汽。生產(chǎn)時(shí)間按每年8 000 h計(jì)算，機(jī)組每年可節(jié)約蒸汽169 200 t。按2013年成本表中蒸汽單價(jià)108元/t（平均）計(jì)算，每年可節(jié)約1827萬元。效益報(bào)告見表2。

表2　效益報(bào)告

5　結(jié)語

通過節(jié)能改造，利用有價(jià)值能源，減少了熱污染排放，降低了生產(chǎn)運(yùn)行成本，提高了企業(yè)效益，由表2可知溴化鋰機(jī)組改造前后節(jié)約蒸汽用量21.43 t。隨著國家對能源、節(jié)能減排要求的逐步提高，這種技術(shù)在工業(yè)化生產(chǎn)中運(yùn)用的領(lǐng)域?qū)?huì)越來越廣。

參考文獻(xiàn)：

［1］胡慶彥，周建昂，楊林，等.回收低壓蒸汽用于熱水采暖和溴化鋰制冷.節(jié)能，1998，（10）：38-40.

System of lithium bromide unit use the waste heat from the conversion reaction of vinyl chloride

SHAO Chuan
（CNSG Jilantai Salt Chemical Industry Group Co.，Ltd.，Alashan 750336，China）

Abstract：Using of a special absorber to recycle flash -off steam from the conversion reaction of vinyl chloride，and the heat is used for the production process of lithium bromide refrigeration unit，that can effectively recover the low pressure steam from the conversion reaction of vinyl chloride，and avoid the waste of resources.

Key words：recovery；flash-off steam；spray absorption；energy saving

中圖分類號(hào)：TK11+5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1009-1785（2016）04-0042-03

收稿日期：2016-02-17