氯化氢合成工序余热的回收

鲁平

(河南神马氯碱发展有限责任公司，河南 平顶山 467200)

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氯化氢合成工序余热的回收

鲁平*

(河南神马氯碱发展有限责任公司，河南 平顶山 467200)

氯化氢；合成炉；热水；回收

介绍将氯化氢合成工序余热回收并送至用热企业的实施方案，对经济效益进行了评估。

河南神马氯碱发展有限责任公司生产装置包括30万t/a烧碱和30万t/a PVC树脂，分两期建成。在2009年6月投产的第2期双20万t/a 生产装置中，氯化氢合成工段共配5台组合式石墨合成炉。

正常运行时，合成炉开4备1。氯化氢合成反应过程释放热量[1]，主要通过85 ℃热水作为冷却介质，带走反应热量，吸热后水升温至95 ℃；然后利用换热装置将热水再降温至85 ℃循环使用。以目前生产负荷计算，每小时约有500 m3的95 ℃循环热水须降温至85 ℃。降温装置主要为溴化锂机组和板式换热器。高温季节(一般为每年4—9月)将热水供应到溴化锂机组作为热源，废热再利用。低温季节溴化锂机组停运后，热水主要通过板式换热器用循环水带走热量，造成了热能的浪费。经公司组织调研，该热水可通过移动供热销售至其他用热企业，产生经济效益。

1 原换热工艺流程

20万t/a烧碱装置的85 ℃热水进入合成炉夹套内，带走合成反应放出的大量热量。返回的95 ℃热水进入热水槽，液位达到90%时自流至软水槽。经软水泵加压、板式换热器调整温度后送入合成炉。若冷冻站、室内供暖等岗位需要热水，则启动热水泵将热水槽内的热水送至用水岗位，用水岗位使用后的热水回至85 ℃软水槽。从而完成热水循环。

2 项目实施方案

2.1工艺技术方案

通过技术改造，在确保上炉热水(即换热后回水)恒定的前提下，废热不断地被换热设施带走。具体方案如下。

建两个蓄水式热水罐，两罐内设有换热管道，管内走加热介质，管外罐内走冷却介质。1#罐为高温取水罐，2#罐为低温加水罐。95 ℃热水依次通过1#、2#罐。1#罐冷水加热至85 ℃后可以取水，2#罐冷水温度高于80 ℃可以加水。如此循环达到废热充分利用。流程示意图如图1所示。

图1中，95 ℃热水经过热交换后汇至85 ℃水罐，实现水平衡。

移动供热便捷，灵活性好，但也有不完善之处，主要表现在生产的不连续性。移动供热是通过蓄热车将热量从热源带到用热单位，受车辆不连续性、装车间断性以及运输途中的偶然性的影响，热水罐中的热水出现超温。同时，在装车过程中，因热量散失，热水回收温度可能会偏低。这两种情况均不利于合成炉正常生产。为避免回水温度大幅波动，可以通过温度控制电动机频率而改变电动机转速，最终控制回水温度。温度控制示意图如图2所示。

图1换热工艺流程示意图

Fig.1Heatexchangeprocessflowdiagram

图2 水温控制示意图

图2中，95 ℃水经泵输送至换热罐，1#、2#罐均从80 ℃开始升温。1#罐至85 ℃后取水，2#罐通过加冷自来水控制水温稳定在80 ℃。2#罐热水通过溢流管进入1#罐，维持液位。若取水后，罐内温度变化较大，势必会造成回水温度变化。通过检测回水温度，控制泵的流速，可以稳定回水温度。若取水间断，热水回水温度会升高，温度反馈至控制终端，系统将自动打开板式换热器降温，稳定上炉温度。

2.2施工方案

项目施工主要包括土建，管道、设备安装和控制系统等。

2.2.1 土建施工

土建施工主要包括2个罐和水泵基础，南北走向。根据现场地质报告，由设计院设计土建基础、施工图。然后由施工方按照设计图纸施工。

2.2.2 管道、设备施工

95 ℃水管道利用原工艺管廊，用DN250管道引至1#、2#热水罐。成品热水经增压泵输送至移动蓄热车。

2.2.3 控制系统

整个装置由PLC控制，主要包括回水温度的控制、水温的自动保护、补水控制等。

(1)回水的温度控制。采用变频器控制流速，改变换热程度，控制回水温度在设定值上下微小波动。设定温度可以通过触摸屏改变。

(2)水温自动保护。热水没有及时送出时会出现回水温度过高，此时PLC自动开启板式换热器阀门，使板式换热系统介入工作，将水温降低到指标范围。

(3)补水控制。当工作罐的水位不足，并且水温足够高时，可以启动补水，由PLC自动操作补水阀门补充自来水。

3 装置运行情况及效益

该项目于2015年12月开工建设，2016年11月底竣工，12月完成整套装置的调试和试运行工作，现运行平稳。

热水利润按2元/t计算，生产热水600～800 t/d，则每年6个月收益为21万～29万元。

[1] 程殿彬，陈伯林，施孝奎.离子膜法制碱生产技术[M].北京：化学工业出版社，2008：230.

[编辑：董红果]

Recoveryofwasteheatinhydrogenchloridesynthesisprocess

LUPing

(Henan Shenma Chlor-alkali Development Co., Ltd., Pingdingshan 467200,China)

hydrogen chloride; synthesis furnace; hot water; recovery

The implementation plan of recovering and sending the waste heat from hydrogen chloride synthesis process to heat consuming enterprises was introduced. The economic benefits were evaluated.

TQ124.42；TQ083.4

B

1008-133X(2017)08-0014-02

鲁平(1985—)，女，2010年毕业于南阳理工学院机械设计及其自动化专业，现于河南神马氯碱发展有限责任公司设备能源部主要从事设备管理工作。

2017-04-20