离子膜法烧碱装置的节能改造.pdf

《离子膜法烧碱装置的节能改造.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

第51卷第3期氯碱工业Vo1．51，No．32015年3月Chlor——AlkaliIndustryMar．，2015离子膜法烧碱装置的节能改造张家斌，刘召雷，韩振辉。，李悦恒(1．潍坊市节能监察中心，山东潍坊261041；2．潍坊亚星化学股份有限公司，山东潍坊261100)[关键词】离子膜法烧碱；循环水；盐水精制；氯气液化；节能改造【摘要]总结了离子膜法烧碱装置节能改造的措施及效果，包括：循环冷却水节能改造，采用膜法脱硝工艺替代钡法脱硝，氯气液化机组改造，副产蒸汽氯化氢合成炉的应用，化盐系统改造。[中图分类号】TQ083．4[文献标志码]B[文章编号]1008—133X(2015)03—0042—03Energy·savinginnovationsinion-exchangemembranecausticsodafacilityZHANGJiabin，LIUZhaolei，HANZhenhui，LIYueheng(1．WeifangEnergySavingSupervisionCenter，Weifang261041，China；2．WeifangYaxingChemistryCo．，Ltd．，Weifang261100，China)Keywords：ion—exchangemembranecausticsoda；circulatingwater；brinerefining；chlorineliquefaction；energy·savinginnovationAbstract：Measuresforenergy·-savinginnovationsinion-·exchangemembranecausticsodafacilityweresummarizedaswellastheefects．Themeasuresincludedenergy—savinginnovationsincirculatingwater，substitutionofmembraneprocessforbarium—basedprocesstoremovesulfate，improvementsinchlorineliquefactionset，applicationofhydrogenchloridesyntheticfurnacewithbyproductsteam，andtransformationofsalt—dissolvingsystem．潍坊亚星化学股份有限公司(以下简称“潍坊180A，功率因数0．9，电动机运行功率为：1．732x亚星化学”)离子膜法烧碱生产能力为12万t／a，一380×180×0．9÷1000—106．6(kW)。该冷却塔在期6万t／a装置于2003年9月投产，二期6万t／a每年4—10月运行，共计214天，每天运行24h，年装置于2005年9月投产。2010年前后，潍坊亚星消耗电量：106．6×214×2454．75万(kW·h)。化学针对装置采用的自然循环复极式离子膜电解维坊亚星化学与节能服务公司合作，将该冷却槽，采取了增加单元电解槽数量、安装电解槽清洗装塔改造为以循环冷却水回水为动力的水轮机拖动，置、提升烧碱高位槽的安装高度以保持较大的电解电动机完全停运，年实现节电54．75万kW·h。电液循环量等措施，降低了电解装置的交流电消耗。价按0．7(kW·h)计算，全年节省电费达2013年以来，潍坊亚星化学积极引进节能新技术、38．33万元。该项目由节能服务公司全额投资，效新设备，并组织技术人员到山东部分氯碱企业进行益分成期为5年，分成期满后，水轮机等节能设施全学习，结合装置自身特点，对离子膜法烧碱装置进行部归企业所有。了节能改造(部分已完成，部分已完成论证并确定2采用膜法脱硝技术替代钡法脱硝J方案，正在实施中或即将实施)，效果十分显著L1J。2．1钡法脱硝工艺1循环冷却水系统节能改造潍坊亚星化学离子膜法烧碱装置原采用钡法脱潍坊亚星化学离子膜法烧碱装置冷却塔以前由硝工艺，其原理是：Ba¨与sO一结合生成BaSO沉380V低压电动机驱动，该电动机平均运行电流为淀，再通过澄清除去固体。该法的优点是：适用于任·[作者简介]张家斌(1985一)，男，2004年毕业于青岛大学，从事用能检测诊断、节能监察工作。[收稿日期]2014—05—0442 第3期张家斌等：离子膜法烧碱装置的节能改造何含量范围的so：一的去除，设备投资少，操作方水降温吸收，氯化氢合成热未得到合理的利用。考便。其缺点是：氯化钡属剧毒品，副产物及氯化钡的察后发现，副产蒸汽合成炉技术已非常成熟，节能效包装物回收困难，操作人员因长期接触氯化钡溶液益十分可观，潍坊亚星化学决定新上1台31％盐酸而不利于身体健康；其运行费用高，潍坊亚星化学生产能力为90t／d的副产蒸汽(副产的蒸汽将用于12万t／a离子膜法烧碱生产装置氯化钡单耗为27氯酸盐分解及淡盐水加热)合成炉，并配套降膜吸kg／t，每年消耗氯化钡3240t，费用达830万元；另收器、闪蒸罐、尾气吸收塔、热水循环罐及循环泵等外，盐水中Ba¨会污染离子膜。设备。该项目总投资约180万元，按潍坊亚星化学2．2膜法脱硝工艺目前43t／d31％盐酸的产量计算，可副产蒸汽9t／d膜法脱硝实质上是膜浓缩+冷冻脱硝采用高分左右，全年约生产蒸汽3000t，同时可降低循环冷子纳滤膜通过物理方法实现s0一的分离。使浓水却水泵1／3左右的运行负荷，年经济效益60万元。中sO一的质量浓度达到50g／L左右后，再将浓硝5化盐系统改造盐水经过冷冻，使硫酸钠结晶析出，通过离心分离，潍坊亚星化学离子膜法烧碱装置一次盐水工序硫酸钠结晶从盐水系统脱除出来。该工艺具有以下化盐桶已使用10年以上，泄漏较为严重。优点。考察发现，部分企业采用的地下化盐池化盐工(1)无毒无害。工艺过程中不使用有毒有害的艺具有产能大、清泥方便、投资少、维护费用低、可根精制剂，盐水系统不产生对离子膜有害的杂质离子。据市场情况使用优质的精制盐等诸多优点。采用化(2)零排放。副产物芒硝(Na：SO·10H0)纯盐桶的化盐工艺流程如图1所示，采用化盐池的化度高，可以作为产品出售，工艺无废液、废渣排放。盐工艺流程如图2所示。(3)长周期稳定运行，消耗低。合理的工艺配来置可以大幅度回收脱硝过程中的冷量，减少在冷冻脱硝过程中设备堵塞对生产的影响。■r(4)采用PLC全自动控制，现场所需操作人员繁龃少，运行稳定可靠。曩稍簧潍坊亚星化学膜法脱硝项目的设备总投资捌500万元，年运行费用273万元(含换膜及设备折旧囊累费)，比钡法脱硝工艺降低550余万元。图1采用化盐桶的化盐工艺流程简图3氯气液化机组改造Fig．1Processflowdl~granlofdissolvingsalt潍坊亚星化学氯气液化现采用6台国产氟利昂bysalt-dissolvingbarrel液化机组，单台产能2万t／a，开4备2。机组设备陈旧，制冷效率低，电耗高，故障频繁，维修及运行费用居高不下。企业对标学习发现，同行企业目前采用的高能效大型氯气液化机组，不但制冷效率高，而且采用自动控制，能够自动调节负荷，无需人员值守，既减少了人为操作引起的事故，保障了生产的安全，又降低了人工劳动强度，维修及运行费用也大大降低。通过论证，潍坊亚星化学决定新上1台液化能力为1O万t／a的高能效机组，淘汰原氯气液化机图2采用化盐池的化盐工艺流程简图组。根据同行企业实际运行数据计算，年可实现节Fig．2Processflowdiagramofdissolvingsalt电320万kW·h，创造效益224万元，并可降低氟利bysalt·dissolvingpond昂消耗及维修费用。本项改造新增设施有：混凝土浇筑、内衬防腐4氯化氢合成余热利用层、2个容积为200m的化盐池、1个100m缓冲氯化氢合成余热利用是国家重点推广的节能技池、15m折流槽、30m钛金属管线。总投资30余万术之一，被列入《国家重点节能技术推广目录(第三元，与制作新化盐桶的费用基本相同。批)》。目前，潍坊亚星化学氯化氢合成热采用循环(下转第45页)43 第3期王建超等：工业水与纯水腐蚀碳钢的试验2．2试验准备的碳钢挂片的腐蚀结果(上方为放人工业水中的碳清洗挂片、试验仪器后，试验分析工业水、纯水钢挂片，下方为放入纯水中的碳钢挂片)。水质指标；再将工业水、纯水分别装入烧杯，将表面积相同、质量基本一致、光滑无锈蚀的两个碳钢挂片分别放人两个烧杯。2．3试验过程模拟水循环进行搅拌，每日对挂片进行观察、拍照、记录。试验中，约23h后工业水中的挂片首先出现锈点，约27h后纯水中的挂片出现锈点；2天图1碳钢挂片在工业水和纯水中的腐蚀结果后，两个挂片均出现锈蚀，工业水中的挂片锈蚀主要Fig．1Couponcorrosionresultsof均匀分布在上部(远离搅拌端)，纯水中挂片的锈蚀carbonsteelinindustrialwaterandinpurewater分布在整个表面；6天后，工业水中挂片的两面均出2．4．3试验结论现约96％(占表面积)疏松的片状锈蚀，纯水中挂片试验表明：在自然状态(不添加药剂)下，短时的两面均出现约50％(占表面积)的条、点状锈蚀。间内纯水对碳钢的腐蚀面积小、深，容易使设备穿试验持续6天后停止搅拌，清洗挂片并称其质量。孑L；工业水对碳钢的腐蚀面积大、浅，容易使设备整2．4试验结果体层状腐蚀。2．4．1腐蚀速度3结语经计算可得：在自然状态(不添加药剂)下，工在不完全密闭、不加处理剂的情况下，纯水对碳业水中的碳钢挂片腐蚀速度为1．80067g／a，纯水钢换热设备的腐蚀更不利于化工生产。要减少腐中的碳钢挂片腐蚀速度为O．83342g／a。在短时间蚀，必须合理选择使用环境(如系统密闭性、独立内，工业水对碳钢腐蚀速度更快，约是纯水对碳钢腐性)，避免纯水与大气的接触，控制钢材的含碳量、蚀速度的2．25倍。水的pI-I值，并合理添加缓蚀剂等。2．4．2腐蚀特点参考文献试验结束后，用普通放大镜观察两个挂片进行[1]刘永军．水处理微生物学基础与应用技术[M]．北京：中对比。从清洗后的挂片看，在自然状态(不添加药国建筑工业出版社，2010：18—19．剂)下，工业水对碳钢的腐蚀主要是表面、较薄、层[2]郑书忠．循环冷却水水质及处理剂标准应用指南[M]．北状的氧化物铁锈层；纯水腐蚀的挂片外观形态表现京：化学工业出版社，2003：25—28．为针孔状、较深的氧化物铁锈层，孔蚀外观形态表现[编辑：董红果]为大量的氧化物铁锈斑点。图1为放入不同介质中(上接第43页)在节能降耗和运行管理方面，采用参考文献化盐池存在以下优势：①可减少1台粗盐水输送泵[1]刘志强．氯碱生产过程节能现状及潜力[J]．氯碱工业．(额定功率为55kW)，年可节电40万kW·h，效益2008，4(10)，41—45．达28万元；②维修费用几乎为零；③可大大减轻人[2]杨秀岭，常永城，李建功．全面推行清洁生产促进企业节能增效[J]．中国氯碱，2012(3)：33—34．工挖盐泥的劳动强度，节省挖盐泥的费用；④为采用[3]李素改．氯碱行业能源消耗现状及节能技术应用进展精制盐作为原料创造了条件，在原盐采购上多了一[J]．中国氯碱，2014(3)：1—3．种选择。[4]王跃兰，湛丽．离子膜法烧碱生产中的节能技术改造6结语[J]．氯碱工业，2011，47(9)：34—44．面对当前我国氯碱行业产能过剩、产业调控的[5]宋绍勇，宋作强，田红升．膜法脱硝系统介绍[J]．氯碱工局面，节能降耗已成为氯碱企业提高竞争力和生存业，2012，48(8)：lO一12．发展的必由之路，其中新技术、新设备的逐步应用必[6]张同荣，柯曾．二合一副产蒸汽氯化氢合成炉运行总结将给氯碱企业带来发展新机遇和竞争优势，使企业[J]．氯碱工业．2011，47(9)：26—27．生产成本更低、产品质量更优、运行更平稳。[编辑：董红果]45