烧碱生产过程低温热能资源化利用

1、烧碱生产过程低温热能资源化利用摘要：现阶段，节能环保受到越来越多人们的重视，政府部门陆陆续续出台了 各种节能环保的政策与方案，企业也开始转为节能环保型发展。根据烧碱生产过 程中存在的冷却、加热交叉需求，且温度区间重合度较大等特点，通过工艺优化 达到低温热能资源化利用的目的。关键词：低温热能；综合利用；资源化；节能减排引言当前，科技技术不断升级，利用各种形式改进生产设备、提高工艺流程成为 了企业的第一目标。但是，在烧碱蒸发工艺的操作过程中，有许多过度消耗能源 的现象，这损害了我国的经济利益，也阻碍了烧碱蒸发工艺技术的发展。因此， 急需要科研人员开发创新进行节能改造提高。1我国烧碱蒸发工艺的现状1

2、.1隔膜烧碱蒸发工艺隔膜烧碱蒸发工艺是我国企业生产中最常用的烧碱蒸发技术之一，据相关资 料显示，目前，我国隔膜烧碱蒸发工艺的生产总量每年可以高达六百五十万吨， 隔膜烧碱蒸发工艺的生产量大约为我国烧碱蒸发总量的一半，这个数据已经明显 的说明隔膜烧碱蒸发技术在我国应用之广。隔膜烧碱蒸发工艺技术的主要生产流 程包括三个环节，烧碱蒸发的产物是各种烧碱产品，烧碱产品的主要组成物质是 氯化钠，烧碱产品中氯化钠的含量基本上都是30%左右，含量高的氯化钠产品很 少。氧阴极技术是我国自主研发的烧碱蒸发工艺技术，这种工艺技术就是三效逆 流降膜蒸发工艺，生产设备也是我国企业自主研发制造的，目前，三效逆流降膜 蒸发工

3、艺和技术的发展相对较成熟些。隔膜烧碱蒸发工艺的大力发展，是在我国 可持续发展的社会背景下产生的，是具有时代特点的工艺技术，当今社会中很多 企业不仅利用隔膜烧碱蒸发工艺获得了丰厚的经济利润，还使得企业转型为绿色 环保性企业。1.2新兴烧碱蒸发工艺在烧碱蒸发工艺的发展过程中，隔膜蒸发工艺是技术支撑。我国科学技术的 不断提高和我国经济及综合国力的不断发展带来了我国的烧碱蒸发工艺的不断发 展和提高，产生了新的研发成果，在现代科学技术的基础上，我国自主研发出各 种新型的烧碱蒸发工艺流程，例如零距离子膜电解槽工艺、氧阴极工艺和新型蒸 发工艺，这些都极大地促进了我国的工业化程度，尤其是零极距离子膜电解槽工

4、艺。从新型的烧碱蒸发工艺产生到现在，我国的烧碱蒸发产品产量基本实现了烧 碱行业二百万吨的产能升级和改造，新开发的烧碱工艺技术将会节约能源，减少 浪费和污染，可以带动我国经济利益的提高和发展。2烧碱低温热能回收利用可行性分析烧碱生产工艺中，盐水精制系统需要将温度控制在60C左右，主要原因是既 要提高原盐溶解速度，也要缩短盐水精制反应时间，还要保证下游螯合树脂反应 活性。烧碱正常生产中，精盐水在电解反应中损耗50%氯化钠和20%的水，需在 化盐操作过程中补足。其中20%的水分损耗主要通过补充常温生产水实现。补充 的原盐和生产水均为常温，通过化盐操作不仅将其融入生产系统，还需要通过热 水或副产蒸汽加

5、热提温至65C。与此同时，电解工序成品烧碱浓度32%，温度在 80C左右，需通过循环水冷却降温，降低烧碱对管道、设备的腐蚀。从工艺需求 上分析，生产水需要从25C （常温）被加热至55C左右，32%成品烧碱需从80C 冷却至45C以下。理论上，用生产水冷却成品烧碱，同时被成品烧碱加热提温在 理论上完全可行。根据系统水平衡计算，烧碱系统需补充新鲜生产水在150m3/h 左右，为保证操作性能，引出140m3/h生产水用于冷却烧碱。生产水从25C提 温至55C，再进入化盐水系统，只需少量补充蒸汽即可确保生产工艺需求。项目 有效利用烧碱余热即为节约蒸汽热量和生产水提温吸收热量140 x（50-20）

6、x1=420 （万kcal/h）。根据生产运行数据，现有烧碱生产装置可回收32%成品烧 碱产品低温热能 35Cx（88+74）t/hx0.864kcal/kg.C=489 （万 kcal/h），完全能够 满足生产水提温需要。3烧碱蒸发工艺的技能改造建议3.1传统工艺的改造创新传统的烧碱蒸发工艺为强制性的循环工艺，企业要把其转变成三效逆流工艺， 三效逆流工艺在一定程度上可以减少对环境的污染，但是其生产活动的能耗相对 较高，生产工艺技术有一定的局限性，像是氯化钠含量在45%以上的烧碱产品， 传统工艺是无法实现的。根据烧碱产品的生产流程可以得知，45%的烧碱溶液， 生产中最少消耗蒸汽能量3600KG

7、/吨，如果改用三效逆流工艺，生产浓度在59% 的烧碱溶液，其蒸汽消耗总量大约为3000KG/吨，因此，可以得出，生产相同数 量、相同浓度的烧碱溶液，传统的三效顺流工艺技术比三效逆流工艺技术的耗能 更多，资源浪费的多。因此，企业的生产活动中，要把三效顺流工艺变成三效逆 流工艺，在资源节约方面，提高企业的生产效率，为企业获取更多的经济效益。3.2直接接触式冷凝设备的应用直接接触式冷凝装备的工作原理是充分利用本身的的多块筛板，直接接触的 冷凝设备再搭配高压蒸汽喷射泵，提高直接接触的冷凝设备的真空度，用这种方 式，会大大减少耗电量，并且它们的构造相对来说比较简单和单一，对水的压力 没有特别高的要求，可

8、以实现节能生产。3.3离子膜法蒸发工艺和泵法烧碱技术传统烧碱电解工艺的使用范围比较窄，适用于那些对烧碱产品浓度要求不高 的企业，隔膜法烧碱电解工艺生产出的烧碱产品中氯化钠含量一般在30%到32% 之间，产品中含水量很大，有些烧碱产品中的水分含量甚至超过70%，不利于产 品的长途运输，运输成本也相应的增加了。50%浓度的烧碱产品是最合适的，运 输费用也是最低的，例如日本、法国等发达国家，对这类产品采取泵法生产烧碱， 这种生产工艺生产出的产品浓度大约为45%左右，通过不断改进，用新型的离子 膜法烧碱蒸发工艺进行烧碱产品的生产，氯化钠浓度也已达到48%和50%左右， 这种生产工艺还实现了三种烧碱产品

9、共存生产。因此，我国烧碱企业在生产中也 可以采取离子膜法烧碱蒸发工艺技术，一种工艺实现多种浓度产品的同时生产， 不仅有利于企业的经济效益发展，还可以提高企业的生产效率，实现企业绿色健 康可持续发展。4低温热能利用推广在现有工艺中，离心式空压机需要通过多级循环水冷却移出压缩热，同时采 用电加热方式催动仪表气再生干燥器恢复工作性能。停用离心式空压机末级冷却 器，节省循环水消耗；终极压缩后的高温工艺空气代替热再生气进入再生干燥器 （改型为热压缩空气再生干燥器），充分利用工艺气压缩余热对仪表气设备进行 干燥脱附，减少了电能消耗，降低仪表空气制造成本。结语化工企业尤其是高耗能企业需积极优化生产工艺，采用能量优化利用原则合 理组织能量多次利用，高能高用，低能低用，按质用能，按需供能。具体说来就 是对热资源要尽量先产功再用热，即使对热量利用也要按能级高低分别回收使用， 高温热源加热高温物料，低温热源加热低温物料，构成按能量等级高低综合利用 的总能体系，从而达到较高的能量利用效率，实现节能和经济发展的有效平衡。参考文献王丹灏，潘维照.新形势下中国烧碱相关企业国际