氯碱生产过程中节能措施的应用分析

摘要：随着社会的发展与进步，重视氯碱生产过程中节能措施的应用对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍氯碱生产过程中节能措施的应用的有关内容。

关键词氯碱；生产；节能；措施；技术；应用

中图分类号：TE08文献标识码： A 文章编号：

引言

氯碱工业是我国化学工业的重要组成部分，在国民经济发展以及社会生活、生产中都占有举足轻重的地位，氯碱工业主要指生产氯气、烧碱的工业，并以氯为主要原料生产氯产品。烧碱是化工原料中最基本的一种，被广泛应用于轻工业、冶金、有机合成等行业中，而氯气则是烧碱生产的重要关联产品，同时也是有机合成工业中的重要化工原料，由此可见氯碱行业在我国整个工业生产中都是不可或缺的，对氯碱行业的现状与发展趋势进行深入的了解是整个氯碱行业应当承担的义务与责任。

一、当今氯碱行业的技术与特点

1.氯碱行业的生产方法

氯碱行业以电解食盐水制氯、氢与烧碱，主要的工艺手法有隔膜法、水银法和离子交换膜法。从总体来看我国的氯碱生产工艺不断得到提高，在生产装置与设备方面也得到了不断更新与增加，但是与氯碱行业发达的国家相比仍有一些差距，比较先进的离子交换膜法电解工艺在整个氯碱行业中所占的比重有待提高。

2.氯碱行业的特点

氯碱行业中一直存在着许多生产上的矛盾难以解决，首先是耗能大，氯碱行业对电力与热能的消耗一直影响着氯碱行业的成本；其次是氯碱行业的腐蚀与污染，氯碱行业中存在氯气、氯化氢等有毒气体，对周边大气与水源可能造成污染，同时在生产过程中也会对设备造成腐蚀。

二、氯碱生产过程中的节能措施

2.1节水和节电

目前，氯碱生产中，应用离子膜法生产烧碱以及PVC树脂成为主流的产品，且规模不断的增加，用水量也是越来越大的。要实现水资源的节约，避免工程重新的构建，当前用到的节水措施主要是进行了改造工程，主要包括凉水塔循环水，冷却水以及深井水的系统，使水能得到充分的应用，而实现节水目的。具体措施包括，增加凉水罐，凉水塔中打入泵，采用DCS控制系统自动调节凉水罐的水温及液位，对开车后，生产中无机废水用于化盐进行充分的再利用，。

同时，生产规模的不断扩大，以及更多设备的安装都使得电能的消耗不断增加。目前主要采取的途径是将不必要的机组设备进行停用处理，以此来节约浪费的电能，也可以采取将具有相同功能机组利用到多个环节中的节能方法。改造碱液输送系统也是较有效的途径，通常包括管道的引进，是由电解工段成品碱板式换热器出口实现的，同时安装阀门。将电解及干燥工段在相连，管道的安装通常在室内，节约压缩空气也保证碱液输送。综上，也就是采取停用不必要机组节电和节水，同时减少压缩空气用量而实现节能。

2.2余热利用

不同季节将多余热量用于生产其余环节，夏天时，由氯乙烯以及合成得到的热水可提供给其他机组足够热动力，而冬天时，合成炉以及氯乙烯的热水可以供给厂区供暖系统，使热能不浪费。在氯碱生产过程中，合成HCl时，送出的热水比要求的温度要高，多余部分的热水可以给其他机组作为动力。热水供给生产厂区换热，回水循环使用。主要采取的措施是安装余热利用设备，主要包括循环水泵，供热的热水罐以及输送泵，溴化锂机组等。同时，可采取选用针对不同气候特点选用不同型号的蒸汽炉，实现蒸汽的回收和利用。在氯乙烯工艺环节中，由热水槽热水提供给转化器和预热器足够的热量，当温度保证合理才能做到转化器运行最佳。转化器运行中，氯乙烯热水余热能保证溴化锂机组运转。冬季，氯乙烯热水也能实现较小范围的生产厂区供暖。

三、氯碱生产过程中节能措施的应用及前景

3.1氯碱生产过程中节能措施的应用

3.1.1我国氯碱生产过程节能技术的应用

随着我国经济的发展，国内高耗能产业迅猛的发展，氯碱行业在高耗能范畴内，一方面增加了经济的压力，同时也增加了供求矛盾。目前，氯碱行业也不断的引进先进的节能技术。最新的氯碱生产中的先进技术包括：干法乙炔，煤制乙炔，二氯乙烷以及乙炔制氯乙烯这几种技术。

干法乙炔技术实际是指电石水分解时使用较少的过量水分，得到的电石渣含水质量分数仅是4%～10%。国内多个企业应用和开发该法，主要有北京瑞思达化工设备有限公司，深圳市冠恒通科技发展有限公司，四川宜宾天原股份有限公司等。该法能够有效避免电石渣浆现象，对能源和水以及土地使用都做到了节约，投资和运行成本都降到最低，因此，电石法聚氯乙烯行业较为有效。

煤制乙炔的原理：等离子体炬生成高温等离子氢，能和煤粉实现反应，得到乙炔混合气，分离然后提浓最终得到乙炔。该方法有效的节约了电，成本降低，清洁及高效生产，环境污染也是较轻的。而环境和资源更关注的今天，该方法倍受关注。2001年，新疆天业集团在清华和复旦大学的辅助下研制出该方法，而随后的发展，使其目前已经具有最大炬功率，在国际上具有先进水平。

二氯乙烷和乙炔制氯乙烯技术主要原理为二氯乙烷和乙炔直接一步反应。其催化剂为非汞类的，而该类催化剂的产业化使电石耗量大幅度的降低，减小对电石依赖，同时使产品成本降低，产品质量得到提升的同时有效避免汞污染，对电石法PVC汞污染能有效的解决。国内已经有企业和研究院进行研究，也有了相当大的突破，在催化剂的确定方面已经能较准确的确定。

3.1.2氯碱生产过程中节能设备的应用

目前，已经有众多的节能设备引进到氯碱生产过程中，来实现该行业的有效节能，最新的技术主要有：膜极距电解槽，氧阴极电解槽。

（1）膜极距电解槽：

离子膜烧碱生产技术发展推动离子膜电解槽的发展，也由有极距转变为膜极距。膜极距电解槽主要的优势表现在较低槽电压及电耗，也将作为离子膜电解槽节能技术的趋势，该电解槽更节电。现在已经有公司成功的应用，如北京蓝星化工股份有限公司，天津大沽化工股份有限公司等。主要是对老型电解槽实现进一步改造。

（2）氧阴极电解槽：

在我国氯碱工业中，离子膜电解槽为主要耗能的核心装备，国际氯碱工业通过对新型离子膜电解槽进行研发，改进了原有的电解槽，其中氧阴极离子膜电解槽就是其中一种。该电解槽采取氧气电极还原反应，阴极没有氢气的析出，而实现电压降低，而实现电解电耗降低。2010年，蓝星(北京)化工机械有限公司在北京化工大学的配合下，研制出氧阴极(ODC)低槽电压离子膜法，使电耗降低30%，对节能减排起了极大的推动作用。

3.2氯碱生产过程中节能措施的前景

氯碱生产过程中，工序各环节中，仍然存在可节能部分，包括乙炔反应热及烧碱电解热等具有较低余热的充分应用。首先，乙炔反应热充分利用，对于乙炔反应而言，其显著放热，经过计算，数据相当的庞大。乙炔生产中反应温度保证合理，多余导致浪费，而实现多余热量转移十分必要，现在该多余部分仅是由冷却塔吸收，而未利用，因此有回收的可能。其次，烧碱电解热的充分利用，烧碱电解槽合理温度是85℃，而循环水冷却，湿氯气及氢气直接降温，热量存在浪费。经过换算损失的热量相当庞大。因此，该部分热量有回收利用的价值。

我国的氯碱工业，目前在世界范围内仅处于相对有利的位置，因此，需要做到技术创新，大力推动和倡导新工艺，新技术的开发和推广，高新技术在该行业中充分利用并且不断的实现改造，使生产效率提高的同时实现产业升级。对干法乙炔、膜极距电解槽等先进技术要大力的推广，离子膜电解槽氧阴极，对新制氯工艺要增加重视度，研发煤和天然气等制取烯烃等技术，注重其发展和应用，对能源做到充分利用，针对氯碱装置低品位余热进行重点研究，开发新技术，促进氯碱行业的可持续发展。

结束语

随着氯碱行业的不断发展，节能观念深入人心，使得该行业更加的注重节能措施的应用和发展，本文从目前主要的节能措施入手，分析目前主要的新技术和新设备的应用情况，就目前存在的技术漏洞说明目前节能措施的前景问题，意在指导氯碱生产节能的有效发展，保证行业的可持续发展。

参考文献

［１］中国氯碱工业协会.中国烧碱和聚氯乙烯行业发展现状及2009年技术工作重点［J］.中国氯碱，2009，(1):4.

［２］蔡治通.节能技术改造在氯碱生产中的应用[J].纯碱工业，2011(1)：35-37.