鹽酸供暖機組工藝優(yōu)化措施

張永慧，聶常昆

（新疆天業(yè)匯合新材料有限公司，新疆 石河子832000）

氯堿化工主要有電解工段、 鹽水精制工段、氯氫處理和鹽酸工段。 鹽酸工段以生產(chǎn)氯產(chǎn)品為主，主要有鹽酸、液氯、次氯酸鈉和氯化氫氣體，其作為氯堿化工的核心工段， 主要職責包括氯化氫合成、中心循環(huán)水制水、 溴化鋰機組7 ℃制水和冬季供暖機組，供暖機組承擔著全廠冬季的冷暖調(diào)控，關(guān)系工人的操作和工作環(huán)境。 為優(yōu)化工藝和操作，切實做好節(jié)能降耗工作， 實現(xiàn)資源的有效綜合利用，企業(yè)從細微之處著手，改造了原供暖機組工藝流程和設(shè)備布置。 優(yōu)化后的裝置運行安全穩(wěn)定，節(jié)能效果明顯。

1 鹽酸工段流程概述

來自氯氫處理工序合格的氯氣和氫氣按一定的配比（1∶1.05～1∶1.10）進入二合一合成爐（多余的氫氣進行放空處理）。 這兩種氣體在石墨合成爐內(nèi)的石英燈頭中充分燃燒生成HCl 氣體， 生成的HCl氣體從合成爐的冷卻段底部導出， 溫度在30 ℃以下，進入氯化氫分配臺，一部分供后續(xù)工段生產(chǎn)聚氯乙烯樹脂， 一部分去吸收塔生產(chǎn)鹽酸或高純酸。去吸收的氯化氫氣體經(jīng)吸收塔吸收后，進入尾氣塔再吸收，尾氣自然放空，成品酸從吸收塔底部進入鹽酸計量槽，經(jīng)分析合格后，由酸泵打入鹽酸貯罐待售。 鹽酸工段工藝示意圖見圖1。

2 合成爐結(jié)構(gòu)

圖1 鹽酸工段工藝示意圖

合成爐是該工序的重要設(shè)備，它是集氯化氫氣體合成、冷卻于一體，具有容量大，生產(chǎn)能力大，熱交換充分，使用壽命長等特點。 合成爐由燃燒段和冷卻段組成，在合成爐頂部裝有的防爆膜采用耐高溫、耐腐蝕的材料制作，底部裝有鋼制或石英玻璃制的燃燒器（燈頭），燃燒器內(nèi)外3 層套裝而成，內(nèi)層是圓筒形氫氣套筒，與外層套筒進入的氯氣在內(nèi)外套筒間的流道內(nèi)均勻混合形成氫包氯向上燃燒合成氯化氫氣體，燃燒火焰呈青白色，其中心火焰溫度可達2 500 ℃。

3 供暖機組工藝流程

合成爐冷卻段由中心循環(huán)水池提供的循環(huán)水進行循環(huán)降溫，燃燒段由熱水（去離子水）進行循環(huán)降溫，熱水溫度控制指標≤95 ℃，合成爐燃燒段換熱夾套產(chǎn)生的熱水，夏季去溴化鋰機組換熱滿足溴化鋰的供熱需求，冬季去供暖機組換熱供全廠供暖使用。 冬季供暖期二合一爐熱水回水一部分進熱水罐，由熱水泵泵出循環(huán)給燃燒段降溫，一部分進入到供暖機組，給供暖換熱器交換熱量，供暖機組工藝流程示意圖見圖2。

圖2 供暖機組工藝流程示意圖

4 原供暖機組工藝存在的缺點

供暖回水先經(jīng)過臥式列管換熱器，通過二合一爐熱水與暖氣水換熱， 然后再進入板式換熱器，用蒸汽繼續(xù)給供暖水加熱，達到85 ℃左右，最后再經(jīng)過400 m2的立式列管換熱器，而換熱介質(zhì)同樣是二合一爐熱水， 這種工藝方式一旦到了冬季供暖期，熱水換熱溫度不夠， 需通過補加蒸汽給暖氣水提溫，可是將暖氣水提溫后，與二合一爐熱水換熱又提高了熱水溫度，溫度升至95 ℃以上，嚴重影響二合一爐的爐溫和氯化氫溫度的操作控制，這樣又需向熱水中添加7 ℃冷凍水降溫，反反復(fù)復(fù)過程中，造成了蒸汽和7 ℃冷凍水的大量浪費。 若不用蒸汽加熱，部分崗位的暖氣水溫度較低，嚴重影響工作環(huán)境和員工工作心情，每到冬季供暖期，這都是一個非常棘手的問題。

5 工藝改造方案

通過技術(shù)人員現(xiàn)場仔細查看和分析，提出工藝及設(shè)備改造方案，將原來的臥式換熱器改為立式換熱方式，提高換熱效率，同時將原來送出的暖氣水與400 m2的換熱器與二合一爐熱水換熱，改為暖氣回水先與400 m2換熱器換熱，再經(jīng)過蒸汽板式換熱器繼續(xù)換熱，然后送至各用暖崗位，可以根據(jù)暖氣溫度隨時調(diào)節(jié)蒸汽用量， 新增管件閥門全部利舊，改造后工藝流程示意圖見圖3。

6 效果分析

自2017 年10 月中旬給各崗位送暖后，改造效果良好，不僅大大節(jié)約了蒸汽用量，也解決了二合一爐熱水溫度不易控制的難題。

圖3 改造后供暖機組工藝流程示意圖

按供暖期2017 年10 月中旬至第二年4 月中旬計算，供暖期共計6 個月。 2017 年之前，每年冬天氣溫最低時（1-2 月），每天約使用20 m3蒸汽，其余4個月（10 月、11 月、3 月、4 月）每天約用7 m3蒸汽，改造后氣溫最低時（1-2 月），每天約使用5 m3蒸汽，其余4 個月（10 月、11 月、3 月、4 月）均不需要使用蒸汽， 僅使用二合一爐產(chǎn)生的熱水換熱即可滿足供暖需求。 每年（供暖期）可節(jié)約蒸汽用量：2×30×（20-5）+4×30×7=1 740（m3），蒸汽每立方單價按照50 元計算，每年可節(jié)約費用1 740×50=87 000（元）。

7 結(jié)語

氯堿工業(yè)開展節(jié)能降耗工作，是緩解行業(yè)能耗約束的必經(jīng)之路， 是提高自身經(jīng)濟效益的途徑，也是提高國民生存環(huán)境的必要措施，企業(yè)只有把節(jié)能降耗工作擺在事關(guān)企業(yè)生存的位置，并且切實采取有效措施，才能實現(xiàn)從傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)濟向循環(huán)經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型。 該企業(yè)通過從小工段的點滴之處著手，通過實際的有效的優(yōu)化措施， 將原來供暖機組效率較低，實際生產(chǎn)較難控制，供暖影響員工健康的問題，通過進行工藝技術(shù)改造，很大程度上降低了工人的勞動強度，優(yōu)化了工藝，保障了生產(chǎn)系統(tǒng)的安全平穩(wěn)連續(xù)運行。