浅析节能技术改造在氯碱生产中的应用

2022-09-18

目前, 我国氯碱行业的发展在世界上具有重要的地位, 氯碱生产的产能和产量都在世界的前列。伴随着人们节能环保意识的增强, 氯碱生产行业中也应该采取节能措施, 促进氯碱行业的稳定、经济发展, 最终实现可持续发展的目标。

一、氯碱生产过程中的节能设备

在氯碱的生产中, 已经加入了许多节能设备, 产生了一定的节能效应。常见的设备有膜极距电解槽和氧阴极电解槽, 以下就对这两项设备进行简要介绍:

1. 膜极距电解槽

离子膜电是由低电密转变为解槽的利用, 完全得益于离子膜烧碱生产技术的发展, 膜极距是由低电密转变而来的。膜极距电解槽的优点在于:槽电压比较低, 电耗也低。通过对老型的电解槽进行改造, 实现了离子膜电解槽的节能, 目前已经在企业中应用。

2. 氧阴极电解槽

我国的氯碱工业中, 电能的无用消耗占总用电的5%, 主要的耗能在于离子膜电解槽, 它是核心装置。在国际上, 通过研究新型的离子膜电解槽, 出现了新的产物, 即氧阴极电解槽。这种设备利用的是氧气的电极还原反应, 在阴极不会析出氢气, 从而实现了电压的降低, 也就达到了降低电耗的目的。经测试, 该方法降低电耗达30%, 推动了节能减排的进行。

二、氯碱生产过程中的节能技术

经济的发展带动了高耗能产业的迅速发展, 其中就包括氯碱行业。一方面加大了经济压力, 另一方面加大了供求矛盾。我国的氯碱行业引进了先进的节能技术, 比如:煤制乙炔技术、干法乙炔技术以及其它技术等。以下简要介绍其中三种技术的工艺方法:

1. 干法乙炔技术

干法乙炔技术指的是电石水分解, 这个过程中水分的使用很少, 得到的电石渣含水量只有4%到10%。在国内, 已经有许多企业使用这种技术, 其优点在于能够最大程度上避免电石渣浆现象, 节约了水、土地等能源, 降低了生产成本。

2. 煤制乙炔技术

等离子氢施加特殊的条件后, 能够和煤粉一起发生化学反应, 得到乙炔混合气。这种气经过分离环节和浓度提取环节, 最终的产物就是乙炔。该方法最大的优点是能够节约电力、降低生产成本, 实现高效生产和清洁生产, 而且对环境的影响也比较小。

3. 二氯乙烷和乙炔制氯乙烯技术

二氯乙烷和乙炔制氯乙烯技术的主要原理是使二氯乙烷和乙炔进行深层次的接触, 从而产生化学反应。使用非汞类物质作为催化剂, 能够在最大程度上降低电石的消耗, 从而减少对电石的依赖性。一定程度上能够降低成本, 在提升产品质量的同时能够避免污染的产生, 而且能够解决汞污染。目前在国内, 已经有部分企业进行相关的研究, 而且取得了比较大的进步。

三、氯碱生产过程中的节能措施

1. 节水措施

在氯碱生产中, 使用离子膜和树脂来生产烧碱, 成为主要的生产方式。不仅如此, 生产规模呈现出增加的趋势。在此基础上, 用水量也在不断增加。在水方面进行节约, 主要的措施是工程改造, 包括了冷却水、深井水、凉水塔循环水。凉水塔循环水节水目的的实现, 完全得益于对水源的充分利用。具体来说, 首先增加凉水罐的数量, 然后在凉水塔内打入汞, 最后采用自动控制技术来调节罐内的水位和液位, 从而再次利用生产中的多余水分。

2. 节电措施

生产规模的扩大, 使得设备的耗电量增加。对于此, 采取的节电措施是:第一, 停用没有参与生产的机组, 实现电能的节约。第二, 如果机组具有相同的功能, 就在多个环节中利用。第三, 对碱液的输送系统进行改造, 包括管道的引进, 加装碱板式换热器, 安装阀门。

3. 余热利用

所谓余热利用, 指的是将生产中产生的多余热量, 用于其他地方。举例而言, 在夏天, 机组的热动力可以由氯乙烯和热水提供;在冬天, 氯乙烯生产中产生的热量可以供给厂区, 从而保证热能不会浪费。

在氯碱生产中, 第一, 合成氯气时的热水温度很高, 通常比设计温度还要高, 这部分热量可以用于其他机组的动力。第二, 给热水安装余热利用设备后, 能够供给生产厂区热量, 从而实现回水的循环使用。第三, 针对季节的不同, 选择不同型号的蒸汽炉, 也能够实现蒸汽的回收和利用。

四、氯碱生产的节能前景

在氯碱的生产过程中, 还有许多能够采取节能措施的部分, 因此节能前景十分广泛。举例而言:第一, 经过科学的计算, 乙炔反应时的放热量十分庞大。在乙炔生产中, 要保证反应温度的合理性, 一旦多余就应该将热量转移。第二, 在烧碱电解热的过程中, 经实践检验合理温度是85℃。这过程中循环水的冷却, 氯气和氢气的降温, 都会浪费掉一部分热量, 而且这部分热量比较大, 可以考虑回收利用。