氯化氢合成余热资源综合利用

孔令媛（唐山三友氯碱有限责任公司，河北唐山063305）



氯化氢合成余热资源综合利用

孔令媛
（唐山三友氯碱有限责任公司，河北唐山063305）

摘要：本文介绍了唐山三友氯碱有限责任公司对氯化氢合成炉余热资源进行了有效开发利用并推动了节能减排工作的开展。

关键词：节能减排；余热；能源；综合利用

1　简述

化工生产过程就是能量的利用、转化和消耗的过程。化工生产过程需要消耗各种形式的能源来生产产品，如电力、蒸汽、燃料等，但实际生产当中，在得到产品的同时还能够提供一定能量。这些化工生产过程一般属于有机化工类或石油化工类。虽然耗能高，但可有效回收利用的能源也很可观。氯化氢合成反应余热能量足，质量好，有很好的回收利用价值。

2　氯化氢合成余热综合利用情况

2.1通过换热器间接加热物料

在一期和二期生产装置中，唐山三友氯碱有限责任公司广泛采用热水型氯化氢石墨合成炉来生产氯化氢。热水型氯化氢合成炉由石墨筒体、热水夹套和石墨冷却器组成，日产氯化氢气体80 t，通过夹套内热水移走合成反应热，同时副产大量95℃左右的热水。热水主要通过水泵输送至电解工序和一次盐水精制工序用于加热盐水，剩余少量用于生活水加热、冬季采暖和管道伴热。

经过2年的生产实践，发现这种工艺对氯化氢合成余热利用率较低：氯化氢合成余热进入热水中，除用于加热盐水外，还需要用循环水进行冷却，既损失了大量余热资源又浪费了循环水等公用工程资源。在夏季，生产系统加热需求锐减，循环水自身温度较高，冷却效果差，不能满足氯化氢合成炉副产热水的进炉温度要求；同时，为保证系统正常运行，需排放大量副产热水并补充常温新鲜纯水；而在冬季，系统运行需要大量热水供热，副产热水经常无法满足生产需求，尚需额外补充蒸汽。

2.2通过热制冷设备制取冷量应用于生产

溴化锂制冷机组是一种不用机械功，只依靠热能取得制冷效果的装置。机组本身是以热为代价进行制冷，可以利用低温热能，特别是直接利用工业生产中的余热和废热，制冷能力大、耗电少。机组以水为制冷剂，溴化锂为吸收剂，由吸收器、溶液泵、解析器和减压阀组成所谓“化学泵”。由于溴化锂本身不挥发，解析器不需要精馏塔，只要简单的解析器即可，而且热力系数较高，非常适合工业化生产需要。

该公司烧碱车间与水汽车间联合对热水系统进行技术改造。除去生产加热所需，其余热水夏季引入温水型溴化锂制冷机组，生产7℃冷冻水，用于厂区办公楼和中央控制室等场所的中央空调制冷；春秋两季则根据热量平衡情况逐步缩减溴化锂运行负荷；冬季则根据实际决定维持溴化锂制冷机组运行或停运保养。机组投入运行后，节能效果良好，取得了显著的经济效益。

2.3通过蒸汽合成炉副产中压蒸汽应用于生产

2.3.1副产蒸汽技术

氯化氢合成反应中释放的热量不仅数量足且质量好，是化工生产过程中一项宝贵的不可多得的余热资源，应尽量加以回收利用。该公司已回收其中一部分能量，起到了节能效果。余热回收利用过程中应尽量避免能量无偿降级。实际在热水型氯化氢合成炉副产出热水的同时，合成反应释放的能量就已经发生贬质。合成炉副产的高温热水所含热能是能级很低的热能，有效能含量低，回收利用比较困难，除了用来加热部分液体物料和生产冷冻水外暂时没有其他用处。如果能将副产所含热能能级较高的中压蒸汽，则可大幅减少系统能量贬质，达到了节能的目的。

氯化氢合成反应气相中心温度可达到2 000℃，即使由热水冷却后温度仍在300℃以上。由此在理论上氯化氢合成副产中压蒸汽是可行的。

蒸汽用途相对广泛，单位质量能量更多，既可用于物料加热，也可用于盐酸脱吸、PVC干燥等工艺操作，甚至也可通过透平机做功发电。

2.3.2副产蒸汽综合效益计算

三四期建设过程中，该公司大胆采用国内氯碱行业最新技术蒸汽式氯化氢合成炉，提高了合成炉化工余热的利用效率。

新投用的蒸汽型氯化氢石墨合成炉，可日产氯化氢120～150t，同时副产蒸汽压力可达到0.3～0.4 MPa，单台炉可日产中压蒸汽72 t以上，所回收能量远远高于热水型氯化氢合成炉。

根据相关资料，中压蒸汽为耗能工质，可以对其进行折标和换算，并以此来标定节能效果：低压蒸汽对标准煤的比例为0.128 6 kg标煤/kg（中压蒸汽的折标比例更高），而标煤和电力的等价折算比例为0.404 0 kg标煤/kW·h。由此可以计算出蒸汽式氯化氢合成炉余热利用回收效果为节煤：

72 t/d.台×2台÷24 h/d×8 000 h/a×0.128 6＝6 172.8（t）标煤；

效益：6 172.8 t÷0.404 kg/kW·h×0.5元/kW·h＝763.9（万元）

也就是说氯化氢合成反应余热采用副产中压蒸汽的方式回收再利用可带来间接效益不少于700万元/a。由引可看出新技术新设备对促进企业节能减排的重大意义和广阔的前景。

3　结论

三友氯碱通过大力推广先进技术，优化生产工艺，积极响应唐山三友集团促进节能减排和推进可持续发展的号召，不断深入挖潜，降低生产成本，降低单位生产能耗，并取得了极大的经济和社会效益。

综上所述，化工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。具体说来就是对余热资源要先产功再用热，即使对热量利用也要按能级高低分别回收使用。如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。

Comprehensive utilization of waste heat hydrogen chloride synthesis

KONG Ling-yuan
（Tangshan Sanyou chlor-alkali Co.，Ltd.，Hebei Tangshan 063305，China）

Abstract：Tangshan Sanyou chlor-alkali Co.，Ltd.，to continuously improve the level of energy use，waste heat of hydrogen chloride synthesis furnace for an effective development and utilization，promote the development of energy conservation work.

Key words：energy conservation；waste heat；energy；comprehensive utilization

中图分类号：TQ11+5

文献标识码：B

文章编号：1009-1785（2016）01-0035-02

收稿日期：2015-07-21