氯化氫合成工序余熱的回收

魯平

(河南神馬氯堿發(fā)展有限責(zé)任公司，河南 平頂山 467200)

【產(chǎn)品】

氯化氫合成工序余熱的回收

魯平*

(河南神馬氯堿發(fā)展有限責(zé)任公司，河南 平頂山 467200)

氯化氫；合成爐；熱水；回收

介紹將氯化氫合成工序余熱回收并送至用熱企業(yè)的實施方案，對經(jīng)濟效益進行了評估。

河南神馬氯堿發(fā)展有限責(zé)任公司生產(chǎn)裝置包括30萬t/a燒堿和30萬t/a PVC樹脂，分兩期建成。在2009年6月投產(chǎn)的第2期雙20萬t/a 生產(chǎn)裝置中，氯化氫合成工段共配5臺組合式石墨合成爐。

正常運行時，合成爐開4備1。氯化氫合成反應(yīng)過程釋放熱量[1]，主要通過85 ℃熱水作為冷卻介質(zhì)，帶走反應(yīng)熱量，吸熱后水升溫至95 ℃；然后利用換熱裝置將熱水再降溫至85 ℃循環(huán)使用。以目前生產(chǎn)負(fù)荷計算，每小時約有500 m3的95 ℃循環(huán)熱水須降溫至85 ℃。降溫裝置主要為溴化鋰機組和板式換熱器。高溫季節(jié)(一般為每年4—9月)將熱水供應(yīng)到溴化鋰機組作為熱源，廢熱再利用。低溫季節(jié)溴化鋰機組停運后，熱水主要通過板式換熱器用循環(huán)水帶走熱量，造成了熱能的浪費。經(jīng)公司組織調(diào)研，該熱水可通過移動供熱銷售至其他用熱企業(yè)，產(chǎn)生經(jīng)濟效益。

1 原換熱工藝流程

20萬t/a燒堿裝置的85 ℃熱水進入合成爐夾套內(nèi)，帶走合成反應(yīng)放出的大量熱量。返回的95 ℃熱水進入熱水槽，液位達到90%時自流至軟水槽。經(jīng)軟水泵加壓、板式換熱器調(diào)整溫度后送入合成爐。若冷凍站、室內(nèi)供暖等崗位需要熱水，則啟動熱水泵將熱水槽內(nèi)的熱水送至用水崗位，用水崗位使用后的熱水回至85 ℃軟水槽。從而完成熱水循環(huán)。

2 項目實施方案

2.1工藝技術(shù)方案

通過技術(shù)改造，在確保上爐熱水(即換熱后回水)恒定的前提下，廢熱不斷地被換熱設(shè)施帶走。具體方案如下。

建兩個蓄水式熱水罐，兩罐內(nèi)設(shè)有換熱管道，管內(nèi)走加熱介質(zhì)，管外罐內(nèi)走冷卻介質(zhì)。1#罐為高溫取水罐，2#罐為低溫加水罐。95 ℃熱水依次通過1#、2#罐。1#罐冷水加熱至85 ℃后可以取水，2#罐冷水溫度高于80 ℃可以加水。如此循環(huán)達到廢熱充分利用。流程示意圖如圖1所示。

圖1中，95 ℃熱水經(jīng)過熱交換后匯至85 ℃水罐，實現(xiàn)水平衡。

移動供熱便捷，靈活性好，但也有不完善之處，主要表現(xiàn)在生產(chǎn)的不連續(xù)性。移動供熱是通過蓄熱車將熱量從熱源帶到用熱單位，受車輛不連續(xù)性、裝車間斷性以及運輸途中的偶然性的影響，熱水罐中的熱水出現(xiàn)超溫。同時，在裝車過程中，因熱量散失，熱水回收溫度可能會偏低。這兩種情況均不利于合成爐正常生產(chǎn)。為避免回水溫度大幅波動，可以通過溫度控制電動機頻率而改變電動機轉(zhuǎn)速，最終控制回水溫度。溫度控制示意圖如圖2所示。

圖1換熱工藝流程示意圖

Fig.1Heatexchangeprocessflowdiagram

圖2 水溫控制示意圖

圖2中，95 ℃水經(jīng)泵輸送至換熱罐，1#、2#罐均從80 ℃開始升溫。1#罐至85 ℃后取水，2#罐通過加冷自來水控制水溫穩(wěn)定在80 ℃。2#罐熱水通過溢流管進入1#罐，維持液位。若取水后，罐內(nèi)溫度變化較大，勢必會造成回水溫度變化。通過檢測回水溫度，控制泵的流速，可以穩(wěn)定回水溫度。若取水間斷，熱水回水溫度會升高，溫度反饋至控制終端，系統(tǒng)將自動打開板式換熱器降溫，穩(wěn)定上爐溫度。

2.2施工方案

項目施工主要包括土建，管道、設(shè)備安裝和控制系統(tǒng)等。

2.2.1 土建施工

土建施工主要包括2個罐和水泵基礎(chǔ)，南北走向。根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)報告，由設(shè)計院設(shè)計土建基礎(chǔ)、施工圖。然后由施工方按照設(shè)計圖紙施工。

2.2.2 管道、設(shè)備施工

95 ℃水管道利用原工藝管廊，用DN250管道引至1#、2#熱水罐。成品熱水經(jīng)增壓泵輸送至移動蓄熱車。

2.2.3 控制系統(tǒng)

整個裝置由PLC控制，主要包括回水溫度的控制、水溫的自動保護、補水控制等。

(1)回水的溫度控制。采用變頻器控制流速，改變換熱程度，控制回水溫度在設(shè)定值上下微小波動。設(shè)定溫度可以通過觸摸屏改變。

(2)水溫自動保護。熱水沒有及時送出時會出現(xiàn)回水溫度過高，此時PLC自動開啟板式換熱器閥門，使板式換熱系統(tǒng)介入工作，將水溫降低到指標(biāo)范圍。

(3)補水控制。當(dāng)工作罐的水位不足，并且水溫足夠高時，可以啟動補水，由PLC自動操作補水閥門補充自來水。

3 裝置運行情況及效益

該項目于2015年12月開工建設(shè)，2016年11月底竣工，12月完成整套裝置的調(diào)試和試運行工作，現(xiàn)運行平穩(wěn)。

熱水利潤按2元/t計算，生產(chǎn)熱水600～800 t/d，則每年6個月收益為21萬～29萬元。

[1] 程殿彬，陳伯林，施孝奎.離子膜法制堿生產(chǎn)技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008：230.

[編輯：董紅果]

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

魯平(1985—)，女，2010年畢業(yè)于南陽理工學(xué)院機械設(shè)計及其自動化專業(yè)，現(xiàn)于河南神馬氯堿發(fā)展有限責(zé)任公司設(shè)備能源部主要從事設(shè)備管理工作。

2017-04-20