氯堿生產(chǎn)節(jié)能降耗措施探討

時間:2022-08-02 09:31:41

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氯堿生產(chǎn)節(jié)能降耗措施探討

摘要:氯堿生產(chǎn)以蒸汽能、電能、煤炭、天然氣等動力能源為支撐,能源消耗量大,對自然環(huán)境也產(chǎn)生一定的負面影響。以氯堿生產(chǎn)過程中如何實現(xiàn)節(jié)能降耗為主題,在理論研究和實際考察的基礎(chǔ)上,提出相應(yīng)的解決措施,旨在提高氯堿生產(chǎn)的能源利用效率,促進氯堿工業(yè)的健康長遠可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞:氯堿生產(chǎn);節(jié)能降耗措施

近年來,國家提出建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的目標。相較于農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè),工業(yè)生產(chǎn)造成的環(huán)境污染更為嚴重,響應(yīng)國家節(jié)能降耗的號召義不容辭。在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)、行業(yè)競爭壓力大的嚴峻形勢下,氯堿生產(chǎn)企業(yè)必須走節(jié)能環(huán)保的發(fā)展道路。一方面,有利于提高動力能源利用效率,減少有害廢棄物的排放,節(jié)約生產(chǎn)成本、排污費用,增加經(jīng)濟效益,提升企業(yè)的核心競爭力;另一方面,承擔社會責任,樹立良好的企業(yè)形象,爭做行業(yè)內(nèi)節(jié)能環(huán)保先鋒,推動工業(yè)社會的可持續(xù)發(fā)展。

1氯堿生產(chǎn)的概述及能耗情況

簡單來說,氯堿生產(chǎn)是對高濃度的NaCl溶液進行電解,制取NaOH、Cl2、H2等,再以其為工業(yè)原料生產(chǎn)相關(guān)的化工產(chǎn)品,構(gòu)成了完整的、綜合的氯堿工業(yè)。氯堿工業(yè)在化學工業(yè)中占有舉足輕重的地位,為化工產(chǎn)品制造加工企業(yè)準備了工業(yè)原料。從以下幾個方面對氯堿生產(chǎn)做出具體概述[1]。1)原材料。NaCl、C2H3Cl、電石是氯堿生產(chǎn)最常用的原材料。2)資源和能源。水資源是氯堿生產(chǎn)必不可少的資源。電能、天然能以及燃燒煤炭產(chǎn)生的蒸汽能是氯堿生產(chǎn)需要的動力能源。綜合對比下,電能的消耗量占比最大,高達60%;水資源、煤炭資源位居其次,各占比20%左右。天然氣作為一種新型能源、清潔能源,在工業(yè)企業(yè)中應(yīng)用范圍較小,占比不足10%。3)制成品。氯堿生產(chǎn)的產(chǎn)品種類豐富,第一產(chǎn)品包括NaOH、Cl2、H2等工業(yè)主要原料,最終產(chǎn)品包括氯乙烯、聚氯乙烯、次氯酸鈉、鹽酸、純堿、PVC材料等工業(yè)產(chǎn)品。另外,走入人們?nèi)粘I?、為人們所熟知的有小蘇打、漂白粉、84消毒液等。

2氯堿生產(chǎn)實現(xiàn)節(jié)能降耗的意義

1)微觀層面。減少污染物的排放,節(jié)約原材料、水資源和動力能源,提高資源利用率,實現(xiàn)物料的重復(fù)循環(huán)利用,盡量做到零污染、零排放,節(jié)省成本,增加經(jīng)濟效益[2]。2)中觀層面。在氯堿生產(chǎn)制造過程中,實施節(jié)能減排,生產(chǎn)綠色產(chǎn)品,有利于增強企業(yè)的核心競爭力,淘汰落后產(chǎn)能,推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級,促進氯堿行業(yè)的長遠發(fā)展。氯堿企業(yè)承擔應(yīng)有的社會責任,幫助樹立積極正面的企業(yè)形象。3)宏觀層面。單個企業(yè)、單個行業(yè)的積極作為也會影響整個社會和國家的發(fā)展。氯堿生產(chǎn)實現(xiàn)節(jié)能降耗有助于在全社會掀起節(jié)能環(huán)?;顒樱鰪娙癍h(huán)保意識,踐行綠色低碳生活。推動國家節(jié)能減排工作的進展,珍惜和節(jié)約社會資源,減少環(huán)境污染和環(huán)境破壞。

3氯堿生產(chǎn)過程中節(jié)能降耗的具體措施

3.1采用先進的離子膜法工藝路線。英國、德國等老派工業(yè)國家,大力發(fā)展以離子膜法電解技術(shù)為代表的清潔生產(chǎn)技術(shù),節(jié)能型氯堿工業(yè)發(fā)展較為成熟。其中又以高電流密度復(fù)極式零極距自然循環(huán)電解槽為最佳。與傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝相比,離子膜法電解技術(shù)有不可比擬的優(yōu)勢[3]。1)減少耗電量,節(jié)約電能。隔膜法是比較傳統(tǒng)落后的氯堿生產(chǎn)工藝,電解過程對電能的最低要求是2350kW•h/t。新型的離子膜法節(jié)能降耗的功能明顯,將電耗控制在2200kW•h/t~2300kW•h/t區(qū)間。另外,降低蒸發(fā)工序的汽耗,平均噸堿綜合能耗降低約30%,折合節(jié)電約1000kW•h。2)提高提取物的純度、濃度和質(zhì)量。采用離子膜法電解NaCl原材料,制取的NaOH、Cl2、H2的濃度、純度都更高,質(zhì)量更佳。出槽電解液中含NaCl質(zhì)量濃度一般在20mg/L~35mg/L,含鹽量低。與之相反,NaOH純度高達30%~35%,氯氣高達98.5%~99.0%,氫氣純度達99.9%,接近百分之百。3.2因地制宜,選擇合適的電解槽。一般而言,電解槽的耗電量與其規(guī)模容量成反比。越來越多的氯堿企業(yè)選擇大規(guī)模的電解槽,為氯堿生產(chǎn)節(jié)能降耗找到了突破口。更多的采用大型電解槽,在保持總?cè)萘坎蛔兊臈l件下,縮減了電解槽數(shù)量。一方面,節(jié)約廠房建設(shè)和維護成本,減少支出,集中管理,提高管理和作業(yè)效率,為工人提供更好的作業(yè)條件。另一方面,大型電解槽性能更佳,與中小型電解槽相比,對電能、水資源的消耗更少,以同樣的投入獲得的產(chǎn)量更高[4]。3.3節(jié)水措施。水資源是工業(yè)生產(chǎn)的重要資源之一,更是人類社會賴以生存和發(fā)展的生命之源。氯堿生產(chǎn)是一個系統(tǒng)、綜合的過程,工序之間直接或間接的聯(lián)系,某一工序結(jié)束后的水資源也可以再次進入系統(tǒng)其他工序,這有助于減少直流水的消耗,實現(xiàn)水資源的重復(fù)循環(huán)使用。具體節(jié)水措施如下。1)電解的淡鹽水、樹脂塔的再生廢水、鹽泥壓濾和氯氫處理的廢水全都返回用于化鹽;2)燒堿裝置的工藝冷凝水、蒸汽冷凝水可回收至鍋爐房,或補給電解槽的水資源,節(jié)約脫鹽水;3)機封水、冷卻水雜質(zhì)少,過濾消毒后可澆灌樹木。3.4降低亞硫酸鈉消耗。采鹵工序是脫氯工序的緊后工序。電解降低了氯化鈉的鹽度,濃度降低后的氯化鈉可以投入采鹵工序繼續(xù)使用。新型的脫氯技術(shù),如真空脫氯、化學脫氯,越來越受到企業(yè)的采納。這兩種脫氯技術(shù)進一步使溶液的pH值降到更低,游離氯含量急速降低且多為Cl2,同時減少亞硫酸鈉的使用量。3.5合理運用新型節(jié)能設(shè)備。1)氧陰極電解槽。利用陰極不析出H2的原理,通過氧氣電極還原反應(yīng),可以有效降低電壓和電解過程的能耗。這種電解槽適用于既消耗氯氣又副產(chǎn)氯化氫產(chǎn)品的工廠,對副產(chǎn)物氯化氫進行有效利用。降低生產(chǎn)成本總額,實現(xiàn)經(jīng)濟效益與環(huán)保效益的雙豐收。2)膜極距電解槽?,F(xiàn)階段,我國氯堿企業(yè)加大對離子膜法的研究,已經(jīng)取得一定的理論成果,并大范圍推廣運用。膜極距電解槽是離子膜法的衍生物,與傳統(tǒng)的電解槽相比優(yōu)勢明顯,對電壓、電能的要求量更低,符合節(jié)能降耗的主題[5]。3.6余熱再利用。高溫水不僅是水資源,還包含動力能源。氯堿生產(chǎn)提取HCl的過程中,工序結(jié)束后排出高溫度的熱水,可再次投入其他生產(chǎn)設(shè)備中,繼續(xù)作為動力能源發(fā)揮作用。選購適應(yīng)性高、性能更好的蒸汽爐,重復(fù)使用多余的蒸汽能源可以為工廠生產(chǎn)設(shè)備提供能源。同樣,氯乙烯熱水的余熱可以維持溴化鋰機組正常工作。3.7減少污染物排放的技術(shù)措施。鹽酸是氯堿生產(chǎn)的副產(chǎn)物之一。所謂垃圾是沒有找到家的資源,只要合理利用鹽酸,也能為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益。鹽酸可以合成有機氯化物。越來越多的企業(yè)研發(fā)MVR技術(shù),安裝反滲透裝置。提高廢水回收利用率,實現(xiàn)廢水零排放、零污染,節(jié)約廢棄物排放成本。

4結(jié)語

氯堿工業(yè)為居民生產(chǎn)和生活提供便利的同時,不可避免的存在浪費資源、污染環(huán)境的弊端。氯堿工業(yè)的節(jié)能降耗工作不僅是從企業(yè)本身考慮,更是為社會、人民和國家著想,發(fā)展新型的清潔生產(chǎn)技術(shù),在氯堿生產(chǎn)制造過程中實施節(jié)能降耗對每一個氯堿企業(yè)至關(guān)重要。氯堿企業(yè)要把握好社會經(jīng)濟發(fā)展的機遇,積極迎接技術(shù)上的難題和挑戰(zhàn),走出一條正確的發(fā)展道路。

參考文獻:

[1]侯亞楠,李濤.氯堿生產(chǎn)中節(jié)能降耗[J].中小企業(yè)管理與科技,2010(28):234-235.

[2]王金柱,楊永杰.氯堿企業(yè)節(jié)能降耗措施研究[J].中國化工貿(mào)易,2014(15):285.

[3]侯穎.淺談氯堿生產(chǎn)過程中的氯化鉀鹽水除氨[J].黑龍江科技信息,2013(2):76.

[4]劉自珍,錢永純,趙國軍.我國氯堿工業(yè)節(jié)能技術(shù)的進展與發(fā)展方向[J].氯堿工業(yè),2013(7):1-6.

作者:譚虎旺 單位:山西興新安全生產(chǎn)技術(shù)服務(wù)有限公司