氯碱厂持续改进项目及成果

李鸿俊，董 雷

（黑龙江昊华化工有限公司，黑龙江 齐齐哈尔161033）

黑龙江昊华化工有限公司2009年新建的氯碱厂产能为25万t/a离子膜烧碱。自2010年11月装置开车以来，装置运行平稳。所产32%离子膜烧碱，液氯、次氯酸钠、工业盐酸等产品优级品率均为100%。为实现生产成本最小化，利润最大化，该公司在保障平稳生产的基础上，积极改造、加强操作，持续改进。

1 一次盐水工序持续改进项目

1.1 降低原盐消耗

1.1.1 问题描述

随着原盐价格的不断上涨，原盐消耗成本占烧碱生产成本的比例越来越大。该公司“25万t/a离子膜烧碱”装置投入运行以来，平均吨碱消耗原盐为1.495t。

1.1.2 影响因素

（1）计量原盐用的电子秤时常出现计数不准确，导致原盐实际消耗量与电子秤计量数出现偏差。

（2）化盐岗上盐时，皮带会出现跑偏现象，影响电子秤计量准确度。另外，上盐时皮带四周有时会散落一部分原盐，造成原盐损耗。

（3）化盐桶清理盐泥时，没有充分回收排放的盐泥水中的原盐，造成原盐损耗。

（4）盐泥槽中盐泥经压滤机压滤时，没有充分回收其中的原盐。经对滤饼取样分析，滤饼中氯化钠含量为10%～12%，造成原盐损耗。

（5）烧碱系统因设备维修或者异常事故处理需要停车时，返回化盐工序的淡盐水常含氯，排入地沟，未进行回收，造成原盐损耗。

1.1.3 改进措施

（1）及时校验电子秤，保证原盐计量准确。工序每日根据烧碱产量对上盐量进行考核，当实际消耗数与电子秤计量数出现偏差时，及时通知计量人员校秤。

（2）加强化盐工岗位操作。要求化盐工每次上盐时，必须在皮带旁巡视，防止皮带跑偏，并及时清理散落在皮带四周原盐，减少损耗。

（3）化盐桶运行约30天，粗盐水中NaCl浓度低于300 g/L，有效盐层低于3 m，准备清理化盐桶，倒换备用化盐桶。停止向要倒化盐桶上盐，减少化盐水量，保持化盐水温度。保持倒后粗盐水中NaCl浓度为300～310 g/L，继续化盐，并加入精制剂。当已倒完化盐桶，氯化钠含量低于200 g/L时，停供化盐水，将清液通过排放阀，放进回收槽中，并用泵送至运行的化盐桶中进行化盐。

（4）加强盐泥压滤操作。要求各班组将盐泥池内盐泥加风搅拌，同时，将膜脱硝轴封水及活性炭过滤器反洗水回收用于稀释盐泥，既节省生产水，又降低盐泥中氯化钠的浓度，经压滤机压滤后，充分回收盐泥中的原盐。经此改进，滤饼中氯化钠含量可以降至5%左右。

（5）当烧碱系统因设备维修或者异常事故处理需要停车时，将返回化盐工序的含氯淡盐水进行回收，排入化盐水贮槽中。生产正常运行后，再用泵将其送回电解工序重新脱氯，然后返回淡盐水系统。

1.1.4 预期目标及收益

通过以上各项改进措施的实行，2012年，氯碱车间吨碱原盐消耗力争由1.495 t降至1.485 t，按2012年烧碱计划22万t/a核算，1年可节省94.5%原盐（1.495-1.485）×220 000/94.5%≈2 328.04（t），以每吨原盐450元计，则1年可节省资金2 328.04×450≈104.761（万元）。

1.2 降低碳酸钠消耗

1.2.1 问题描述

公司“25万t/a离子膜烧碱”装置投入运行以来，吨碱碳酸钠消耗一直较高，平均吨碱消耗碳酸钠15 kg，增加了烧碱生产成本。

1.2.2 影响因素

（1）进料时，碳酸钠总量及单袋重量可能与实际情况不符。

（2）在化料过程中，操作人员有时没有倒尽袋装碳酸钠或者配比浓度偏高，增加了消耗。

（3）为保证精盐水Ca2+指标合格，粗盐水中过碳酸钠质量浓度要求控制为0.3～0.5 g/L，主控人员有时控制在合格范围偏上限，增加了吨碱碳酸钠消耗。

（4）原盐中Ca2+含量偏高，增加了碳酸钠消耗。

1.2.3 改进措施

（1）严格核实碳酸钠领入量。每次进料，工段随机抽取2袋物料进行称重，核对是否符合标准重量，并由当班班长核对进料数量，以保证碳酸钠领入量准确无误。

（2）加强化料操作。要求操作人员每次化料时，精细操作，将每袋碳酸钠彻底倒尽，并严格控制碳酸钠配比浓度，减少物料损耗。

（3）加强分析及主控人员岗位精细化操作。要求分析人员及时、准确取样分析，并将分析结果及时报给主控人员。在保证精盐水Ca2+合格的情况下，主控人员将粗盐水中过碳酸钠含量控制在偏下限 （0.3～0.4 g/L），减少吨碱碳酸钠消耗。

（4）提高原盐质量，控制Ca2+含量。各精制剂消耗与原盐中氯化钠及Ca2+含量有很大关系，要求进厂原盐质量保证值为NaCl≥95%，Ca2+≤0.17%。

1.2.4 预期目标及收益

通过以上各项改进措施的实行，2012年，氯碱车间吨碱碳酸钠消耗力争由15 kg降至11 kg，按2012年烧碱计划22万t/a核算，一年可节省碳酸钠（15-11）×220 000/1 000=880（t），每吨碳酸钠 1 900元计，则一年可节省资金 880×1 900=167.2（万元）。

1.3 降低三氯化铁消耗

1.3.1 问题描述

吨碱三氯化铁消耗一直较高，平均吨碱消耗三氯化铁0.2 kg，增加了烧碱生产成本。

1.3.2 影响因素

（1）进料时，三氯化铁总量及单袋重量可能与实际情况不符。

（2）在化料过程中，操作人员有时没有倒尽袋装三氯化铁或者配比浓度偏高，增加了消耗。

（3）为保证精盐水 Ca2+、Mg2+指标合格，主控人员有时向粗盐水中加入过量的三氯化铁，增加了吨碱三氯化铁消耗。

（4）原盐中 Ca2+、Mg2+含量偏高。

1.3.3 改进措施

（1）严格核实三氯化铁的领入量。每次进料，工序随机抽取2袋物料进行称重，核对是否符合标准重量，并由当班班长核对进料数量，以保证三氯化铁领入量准确无误。

（2）加强操作人员化料操作。要求操作人员严格控制向粗盐水中加入三氯化铁不过量。

（3）提高原盐质量，控制 Ca2+、Mg2+含量。要求进厂原盐质量为:NaCl≥95%，Ca2+≤0.17%，Mg2+≤0.10%。

1.3.4 预期目标及收益

通过以上各项改进措施的实行，2012年，氯碱车间吨碱三氯化铁消耗力争由0.20 kg降至0.18 kg，按2012年烧碱计划22万t核算，一年可节省原盐（0.20-0.18）×220 000/1 000=4.4（t），以每吨三氯化铁5180元计，则一年可节省资金4.4×5180=2.28（万元）。

1.4 降低纯水消耗

1.4.1 问题描述

一次盐水工序纯水用量很大，直接影响烧碱生产成本。

1.4.2 影响因素

一次盐水工序纯水主要用做膜脱硝装置的轴封水及脱硝膜的清洗液。

1.4.3 改进措施

（1）将部分机泵的轴封水管线串联，根据电机温度，尽量减少轴封水用量。

（2）将用做轴封水及清洗液的纯水，回收至本工序的盐泥池，用于稀释盐泥。

1.4.4 预期目标及收益

通过以上各项改进措施的实行，一次盐水工序力争纯水用量由现10.0 t/h降至5.0 t/h，按年运行8 000 h计算则一年可节省纯水 （10.0-5.0）×8 000=40 000 t，以每吨纯水3.4元计，则1年可节省资金40 000×3.4=13.6（万元）。

2 电解工序持续改进项目

2.1 降低碱耗

电解工序消耗烧碱包括树脂塔再生用碱和脱氯塔脱氯用碱。

2.1.1 存在问题

树脂塔碱再生样碱度要求大于0.5当量为合格，实际生产中，为更好地保证碱度控制均为0.8当量左右，加大了碱的使用量。在脱氯塔加碱方面，为了保证淡盐水中不含游离氯，在以往操作中将加碱pH值控制偏上限，（加碱pH值允许控制范围是10.0～11.0），另外，淡盐水中的pH值若偏高，又会增加一次盐水工序酸的消耗。

2.1.2 影响因素

降低树脂塔及脱氯塔碱耗，需提高操作人员的操作水平。

2.1.3 整改措施

（1）树脂塔方面，首先，将碱再生样碱液控制为0.5～0.6当量，减少碱的使用量；其次，在钙、镁、铁指标合格的情况下，延长树脂塔的运行时间，减少碱的消耗。

（2）脱氯塔方面，采取精细化操作，在不含氯的情况下，严格控制淡盐水pH值为10.5以下。同时，将化验分析取样时排放的碱液进行回收。

2.1.4 预期目标及收益

通过以上改进，争取将烧碱单耗由0.03 t/t降至 0.022 t/t。年节约资金为：2 700 元（碱价格）×0.008 t×220 000 t=475.2（万元）。

2.2 降低高纯酸使用的单耗

2.2.1 存在问题

电解工序使用高纯酸的设备有树脂塔和脱氯塔。树脂塔酸的再生酸度大于1.0视为合格，在以往的实际生产中，取样分析，酸的再生酸度值为1.39～1.60；脱氯塔加酸pH值要求控制为1.0～1.5，为保证指标的合格，将其基本控制在下限,不仅多耗酸，还会在一次盐水工序多耗碱。

2.2.2 整改措施

（1）将树脂塔酸再生样酸度严格控制为1.0～1.1。

（2）将脱氯塔加酸pH值控制在1.4～1.5。

2.2.3 预期目标及收益

通过以上改进，争取将高纯酸单耗由155 kg/t降至 140 kg/t，节约资金：400 元（酸价格）×0.015 t×220 000 t（年产碱）=132（万元）。

2.3 间断开氯酸盐分解工序

2.3.1 存在问题

出槽淡盐水中氯酸盐含量为7 g/L以下时，未及时停氯酸盐分解设备，致使能源浪费。

2.3.2 影响因素

化验分析淡盐水中氯酸盐含量的精确度及操作人员的准确判断。

2.3.3 整改措施

要求淡盐水中氯酸盐含量达到7 g/L时开氯酸盐工序。氯酸盐工序自2011年3月25日-2012年2月27日开车，汽耗为605 kg/h，机泵耗电11 kW。开车后期，取样分析氯酸盐含量一直为2.47 g/L左右，故决定于2012年2月27日9时53分停氯酸盐工序。停氯酸盐工序后，要求化验分析每班继续跟踪分析氯酸盐含量。

2.3.4 预期目标及收益

氯酸盐工序停车可减少蒸汽用量和减少1台11 kW电机的用电量，年可节约蒸汽价值：102×0.605×24×365=54.06（万元）；年可节电价值：0.64×11×24×365=6.17（万元）。

2.4 离子膜维护与电解槽维修

2.4.1 存在问题

阴极网毛刺，压差波动易引发膜针孔，进而导致阳极网的腐蚀。

2.4.2 整改措施

电解维修工段将出现针孔的离子膜进行修补，提高离子膜的利用率，同时，对电解槽阳极网进行补焊。

2.4.3 预期目标及收益

将出现针孔的离子膜修补好，将电解槽腐蚀坏的极网进行补焊后，提高了离子膜及电解槽的利用率。

以1.6万元/张离子膜计，每修补1张离子膜，可节约资金1.6万元，已补39张；每补焊1台电解槽可节约资金0.8万元，已补焊5台；年共节约资金66.4万元。

3 氯气处理工序持续改进项目

3.1 事故氯系统节电

3.1.1 问题描述

从2010年11月开车以来，事故氯系统一、二级塔都处于运行状态。由于生产正常时废氯很少，用二级塔循环足已吸收这些废氯，同时一级塔循环吸收泵电机功率又很高，一、二级同时运行，势必增大电耗。

3.1.2 影响因素

（1）岗位操作人员精心程度。

（2）生产是否正常。

（3）生产异常时，是否能及时和其他生产工序协调，启动一级循环塔。

3.1.3 改进措施

在生产正常时，用二级塔循环吸收；在开停车或生产异常时，用一、二级塔循环吸收，确保生产平稳运行。

3.1.4 预期目标及收益

生产正常时停1台功率75 kW电机。

一级循环吸收泵功率为75 kW，以年生产时间8 000 h、电价0.64元/kW·h计，生产异常或开停车时间按1 000 h估算，停用的一级循环吸收泵年可节电：75 kW×（8 000-1 000）h=525 000 kW·h

年可节约资金：525 000×0.64=33.6（万元）。

3.2 降低次钠耗碱

3.2.1 问题描述

2011年，次钠耗碱为 160 kg/t，2012年，为节约挖潜、降低消耗、推进持续改进项目，把次钠耗碱定为127 kg/t。

3.2.2 影响因素

（1）碱液的配比浓度。

（2）岗位操作人员的精心程度。

（3）每小时分析含碱的准确程度。

（4）过氯现象导致废品产生。

3.2.3 改进措施

（1）要求吸收碱液的配比浓度控制到下限14%。

（2）提高岗位人员操作水平，精心操作，杜绝误操作现象。

（3）及时分析含碱，根据含碱情况与液氯工序进行协调。

（4）当生产异常时，有大量事故氯气需要吸收，应根据含碱情况及时加碱或切换到循环槽中，配置新碱吸收，同时开一级塔循环吸收系统进行吸收。

3.2.4 预期目标及收益

通过以上改进措施，争取完成预期目标（次钠耗碱降到 127 kg/t）。

以次钠产量按150 t/月计，年产次钠1 800 t。

年节约资金：（160-127）×1 800×2 700/1 000=16.038（万元）。

4 氢气处理工序持续改进项目

氢气处理工序持续改进项目内改换低功率电机，降低电耗。

氢气处理工序水流泵系统所用水泵电机功率为75 kW，送水量因电机功率过大，送水量超过水流泵系统和吸收用水量，大部分用于自身循环，耗费了一定的能源。

以功率为22 kW电机替换75 kW电机。

改进后将完全满足氯化氢合成系统中生产水系统的生产要求，年节约电费（75-22）×24×360×0.64=29.31（万元）。

5 持续改进项目的效果

通过对一次盐水、电解、氯气处理、氢气处理工序的持续改进，节能降耗经济效益十分显著，共节约资金达1 100.618万元。同时，一次盐水工序对含氯淡盐水的回收保证了空气质量，避免了含氯淡盐水对环境的污染。