關(guān)于無機化工生產(chǎn)中余熱利用探討

劉海艷（昊華工程有限公司， 北京 100143）

關(guān)于無機化工生產(chǎn)中余熱利用探討

劉海艷（昊華工程有限公司， 北京 100143）

無機化工生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的余熱，在社會能源日益緊缺的今天，如何將這些余熱得以有效利用，降低無機化工企業(yè)生產(chǎn)成本投入及能源消耗，提高實現(xiàn)生產(chǎn)效益最大化是當今化工企業(yè)值得研究的重點課題。本文就無機化工生產(chǎn)企業(yè)余熱利用問題進行了淺顯探討，并結(jié)合硫酸生產(chǎn)實踐闡述了余熱如何利用的方法，以期能夠?qū)ο嚓P(guān)無機化工生產(chǎn)企業(yè)在余熱利用方面提供理論參考。

無機化工生產(chǎn)；余熱；利用

無機化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的余熱指的是一次能源同可燃物發(fā)生系列化學反應產(chǎn)生的熱量完成某一工藝后所剩余的熱量。從能源的類別劃分，可將余熱劃分為二次能源。余熱是一種熱源，在熱源應用實踐中我們可以發(fā)現(xiàn)其具有以下特點：第一，熱源的熱負荷極其不穩(wěn)定，簡單地講就是余熱所提供的熱量在不同的生產(chǎn)工藝和反應條件下會產(chǎn)生較大的波動，熱量波動幅度一般根據(jù)生產(chǎn)工藝而定；第二，余熱具有一定的腐蝕性。無機化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱中通常含有腐蝕性強的氣體，比如二氧化硫，這些氣體飄散在空氣中，往往會對生產(chǎn)設備及余熱回收設備造成不同程度的腐蝕；第三，無機化工生產(chǎn)中所產(chǎn)生余熱回收往往難度較大，對回收技術(shù)要求高，并且對空間條件要求嚴格。雖然無機化工生產(chǎn)中的余熱回收利用工作難度大，但從發(fā)展的角度分析，在社會資源日益短缺的今天，在構(gòu)建節(jié)約型社會的大前提下，多數(shù)的無機化工生產(chǎn)企業(yè)還是致力研究余熱利用問題。主要原因是余熱利用所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益是巨大的。

1　無機化工生產(chǎn)過程中余熱量計算問題

對無機化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱進行計算的主要目的是更好地掌握余熱的多少，是否具有回收利用價值。一般而言，無機化工生產(chǎn)中余熱的計算是根據(jù)實際生產(chǎn)條件和具體的化學反應過程為依據(jù)而實施的。下文筆者就工業(yè)硫酸生產(chǎn)為例介紹無機化工生產(chǎn)中余熱量計算問題。硫酸生產(chǎn)化學反應過程如下：

合并式（1）、式（2）、式（3）、式（4）得出其中式（1）化學反應的ΔH=70.9千卡/克分子；式（2）化學反應ΔH=23.5 千卡/克分子；式（3）化學反應的ΔH=32.8千卡/克分子；式（4）化學反應的ΔH=0.8千卡/克分子；整個化學反應的ΔH=128千卡/克分子。根據(jù)式（5），以每生產(chǎn)1噸H2SO4為例，整個生產(chǎn)過程中化學反應產(chǎn)生的余熱為1.3×106千卡/克分子；再加上生產(chǎn)過程中各種設備消耗的電能，按照每生產(chǎn)1噸H2SO4消耗70度電量來算，整個生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的和消耗的熱量為6×104千卡；這些生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的熱量通常都是直接排放到空氣中。通過上述計算我們可以得知，在無機化工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的余熱量是巨大的。如果能將這些余熱加以回收，將余熱用來發(fā)電，為生產(chǎn)設備提供電能，將會縮減無機化工企業(yè)的生產(chǎn)成本投入，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益。

2　工業(yè)硫酸生產(chǎn)過程中的余熱利用

（1）工業(yè)硫酸生產(chǎn)中余熱利用所采用的技術(shù) 隨著無機化工生產(chǎn)領域?qū)ιa(chǎn)過程中產(chǎn)生余熱利用問題重視程度的提高，就現(xiàn)行無機化工企業(yè)在生產(chǎn)工業(yè)硫酸中余熱利用的所采用的技術(shù)手段主要有：對工業(yè)硫酸生產(chǎn)過程中高中位熱能的回收利用；在硫酸生產(chǎn)過程中通常會產(chǎn)生大量的高溫熱量，一些無機化工生產(chǎn)企業(yè)在硫鐵礦制酸或硫磺制酸時采用設置廢熱鍋爐的方式回收硫酸生產(chǎn)過程中化學反應和原燃料燃燒所產(chǎn)生的余熱。利用二氧化硫轉(zhuǎn)化時所產(chǎn)生的熱量對轉(zhuǎn)化器內(nèi)的二氧化硫做預熱處理，使二氧化硫達到合適的反應溫度。減少了通過其他燃燒原材料或利用電能加熱對二氧化硫預熱的能量損耗；通過在硫酸生產(chǎn)工藝中加設過熱器、省煤器等設備對中溫余熱進行回收，將中壓飽和蒸汽轉(zhuǎn)化為過熱蒸汽或鍋爐給水；采用蒸汽透平替代電動空氣鼓風機或背壓汽送蒸汽管網(wǎng)，能夠有效提高能量的利用率，減少能量轉(zhuǎn)化過程中的能耗。就我國無機化工生產(chǎn)領域在低溫位熱量回收利用情況來看，基于技術(shù)因素目前對余熱利用的情況不是很理想。需要我們進一步對低溫位熱量回收利用技術(shù)的研究和探討分析。

（2）工業(yè)硫酸生產(chǎn)余熱利用實踐 工業(yè)硫酸生產(chǎn)中余熱利用主要是將焚硫爐出口的高溫煙氣進行回收，將高溫煙氣經(jīng)鍋爐后產(chǎn)生蒸汽，用蒸汽發(fā)電和供熱，滿足無機化工生產(chǎn)中電能及熱能的需要。以某無機化工企業(yè)工業(yè)硫酸生產(chǎn)利用余熱發(fā)電為例。高溫余熱回收利用的具體工藝為：工業(yè)硫酸生產(chǎn)過程中反應產(chǎn)生的高溫余熱經(jīng)設置的硫酸廢熱鍋爐后產(chǎn)生中溫中壓蒸汽。將蒸汽輸送到汽輪發(fā)電站為發(fā)電機提供動力能源；將高溫蒸汽經(jīng)減溫減壓設備后轉(zhuǎn)換為低壓蒸汽，用于化工其他生產(chǎn)需要。就無機化工生產(chǎn)企業(yè)而言，其它生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)對蒸汽的需求量不是很大，基本上都是將蒸汽用來發(fā)電。我們可以得知無機化工生產(chǎn)企業(yè)用電量比較大，通過使用蒸汽發(fā)電可以有效降低用電方面的支出。從生態(tài)角度分析，將高溫蒸汽回收利用可有效避免高溫蒸汽揮發(fā)到空氣中尤其是含有有毒成分的氣體對環(huán)境造成污染破壞。

3　結(jié)語

總之，無機化工生產(chǎn)領域應重視余熱利用問題，加強對余熱利用技術(shù)的研究和探討，對現(xiàn)有的生產(chǎn)設備進行改造和技術(shù)創(chuàng)新，充分地利用余熱，力爭做節(jié)能減排的現(xiàn)代新型企業(yè)。

［1］朱華東，趙福齊，陳付軍.熱管技術(shù)與化工生產(chǎn)中余熱利用［J］.無機鹽工業(yè)，2005，03：55-56.