青海盐湖“金属镁一体化”100万t／a纯碱项目优势特点

2014-03-28张晓明

纯碱工业 2014年3期

张晓明

（青海盐湖集团纯碱厂，青海格尔木 816000）

1 企业、项目概况

青海盐湖工业集团股份有限公司始建于1958年，位于中国最大的干涸内陆盐湖——察尔汗盐湖，是中国唯一的大型钾肥工业基地，是青海省四大优势资源型企业之一。前身为青海钾肥厂，1996年作为青海省的首批现代企业制度试点单位，进行了公司制改造，更名为现名称。1997年将氯化钾生产经营主业重组为青海盐湖钾肥股份有限公司，“盐湖钾肥”股票在深圳证券交易所上市。目前公司的注册资本为30.6762亿元人民币，现有职工8913人.现全集团有5个控股子公司，4个分公司，3个全资子公司，3个参股子公司，1个国家级技术中心。青海盐湖工业集团股份有限公司企业实力雄厚，发展前景广阔。

根据青海省“十一五”规划、柴达木循环经济试验区优势产业发展规划和盐湖股份公司自身发展需要，以镁盐综合开发为主的三期工程“金属镁一体化项目”（以下简称：项目）于2008年正式启动，2010年7月正式开工。该项目通过电解氯化镁得到金属镁，同时产生大量的氯气，为平衡氯气延伸出了充分利用本地资源，集生态、环保、节能、减排为一体的产业链。建设总体规模为年产40万吨金属镁、240万吨甲醇、280万吨 MTO制烯烃、200万吨PVC、200万吨纯碱、240万吨焦炭、200万吨电石及配套供热中心。项目立足察尔汗盐湖并依托柴达木盆地丰富的矿产资源，以生产氯化钾所产生的大量“废液”老卤及废渣盐为原料，以金属镁为核心、以钠资源利用为副线、以氯气平衡为前提、以煤炭为支撑、以天然气为辅助，生产出市场前景好、附加值高的金属镁、聚丙烯、聚氯乙烯、纯碱等系列产品。本期项目建成投产后每年可实现销售收入98亿元，利润25亿元。全部建成后每年实现产值400多亿元。项目的实施，有力提升了柴达木循环经济试验区金属镁产业的发展。

2 100万t／a纯碱项目工艺特点

青海盐湖金属镁一体化纯碱项目设计能力100万t／a纯碱，采用氨碱法生产。以原盐为主要原料，石灰主要来自PVC生产的废料电石渣，原料二氧化碳来自甲醇和电石生产中排放的二氧化碳废气，原料氨来自焦化附产品氨，减少了氨的运输和贮存。本项目与PVC、电石、甲醇、焦化有机结合在一起，形成大的产业链，是金属镁一体化实现循环经济，减少排放的一个重要环节。

主要设备有筛板式蒸氨塔，笠帽式碳化塔，20m2滤碱机，轻灰自身返碱煅烧炉，轻灰凉碱炉。重灰选用固相水合工艺，内返碱回转炉干燥，粉体流凉碱流程。压缩采用650螺杆压缩机。石灰纯碱法盐水精制。

3 引进行业先进设备的特点

3.1 粉体流凉碱机

在重灰工段引进加拿大SOLEX公司的粉体流凉碱机替代传统的流化床应用于重质纯碱冷却，粉体流凉碱机的优势体现如下：

①设备紧凑，空间利用率高；模块化结构，现场安装就位方便。

②能耗为3kWh，再无额外风机能耗要求，而同等规模处理的流化床则需要200～250kWh。除此之外，无需安装引风机及过滤系统。

③主体结构没有运动部件，则在运行过程中设备的维护保养工作量显著降低，这对于大规模级别纯碱连续生产尤为重要。

④冷却器的侧立门可以打开，这样很方便进行内部传热板板片的内部清理工作；通过简单的温度反馈来实现出料速率的调整，运行平稳，与上下游的生产容易实现自动化连续操作；冷却水在传热板内部形成高速湍流运动，经过长时间运行，传热板仍可以保持良好的传热效能。

⑤物料通过粉体流凉碱机时自上而下缓慢地流动，使其磨损降至最低，密相输送设计确保物料颗粒磨损均匀，同时物料颗粒均匀受热，使最终成品纯碱的品质得以改善。

⑥由于粉体流凉碱机无需进气处理单元，并没有空气与待冷却纯碱进行接触。消除了传统工艺冷风所带出的粉尘对环境污染的可能。

3.2 重质碱碱筛

在重灰工段引进ROTEX公司的三层碱筛替代国内普遍采用的碱筛，具有如下优势：

①设备体积小、重量轻、振动小，处理量大，精简布置，减少了相应建筑结构投资。

②采用三层筛网，可以筛分出不同粒径的重质纯碱，提高产品质量。

③采用304不锈钢筛网，相对于国内碱筛使用寿命长，检查维护方便。

4 主要节能措施

本项目能耗的降低主要在工艺流程的选择、选用高效设备及建筑物、能源的综合利用方面采取了相应的措施，其特点如下：

4.1 工艺技术中采用的节能措施

1）盐水精制采用石灰纯碱法，流程短，效率高。化盐采用了地下盐池，减少了运输设备，有利于降低装置的综合能耗。

2）利用PVC废弃的的电石泥作为原料，减少了碳酸钙的煅烧，由此可每年节省石灰石113万t、焦炭8.4万t，同时减少电的消耗。

3）用甲醇排出的二氧化碳气和电石排放的窑气作为碳化用气，不仅仅减少环境污染，还可减少纯碱生产过程的窑气净化过程，节省装置的一次性建设投资，还能节水节电。

4）采用真空蒸馏工艺，其废液通过二次闪发回收其热量。闪发的蒸汽用于淡液蒸馏，可回收低压蒸汽150～200kg／t碱，真空蒸馏可回收低压蒸汽200kg／t碱，与传统的蒸馏相比，汽耗较低。

5）热能的综合利用：对于有热源的介质和需要热源的介质作到互相利用，化盐水和化灰水的加热利用了蒸氨气体的热量，冷母液的预热利用了炉气的热量等。

6）轻灰、重灰根据热平衡合理利用蒸汽，并将冷凝水回到锅炉。

4.2 设备选型中采用的节能措施

1）在换热设备的选择中，采用了波纹管换热器，如压缩工段的后冷器及轻灰工段和重灰工段的炉气冷凝塔等，与传统的换热设备相比，该设备换热效率高，体积小、重量轻，而且汽液分离效果好。

2）机泵选用节能型设备，设计中生产装置、辅助生产装置和公用设施所选用技术先进、性能可靠、材料优良、结构合理、运行稳定、机械强度高、使用寿命长的节能型机电设备。

3）选用大型螺杆压缩机，并压缩工段的二氧化碳压缩机和真空机选用汽轮机驱动，二次乏汽还可利用。

4）机运设备选型时尽量选择节能型设备，运输设备布置尽量简化流程，缩短运输距离，在满足生产要求的前提下尽量选择能耗较低的胶带输送机。

4.3 建筑物节能措施

本工程的综合楼和门卫等建筑按民用公共建筑考虑，建筑所属地区为属寒冷（VIID）气候地带，根据《民用建筑热工设计规范》要求和《公共建筑节能设计标准》GB50189－2005进行节能设计。具体节能措施如下：

建筑布置尽量做到南北向，充分利用自然能源；保温材料性能优良：复合压型钢板屋面采用100mm厚的玻璃棉填充；平屋面考虑造价的因素，采用80 mm或100mm厚挤塑聚苯板保温的传统做法。民用建筑外墙粘贴50mm厚挤塑聚苯保温板。窗采用铝塑窗，对保温要求高的做双层玻璃，并在能够满足保温要求的前提下增大采光面积，尽量做到不设黑房间，节约电能。以上措施均能达到良好的保温隔热效果，使建筑的冷热负荷均可在较小范围内调节。

4.4 空调系统

在重要的办公室以及控制室、机柜间内，为满足设备散热和操作人员的人体舒适要求，考虑节省投资，采用分体空调。所有的设备均选用能效比高的空调机组。

4.5 采暖通风系统

对于工艺生产装置和辅助装置建筑内某些有采暖要求的房间，由于它们比较分散，且单个系统的负荷比较小，从节省投资方面考虑采用蒸汽采暖。对于厂前区的综合楼（包括食堂、浴室）、中央控制楼等布置比较集中的建筑，从采暖的舒适性和节能考虑采用热水采暖。

对于主要消除余热的建筑物，如石灰工段的化灰机间，优先考虑采用自然通风系统。所有的通风设备均选用高效率的风机。

4.6 电气节能

1）选用SC低损耗环氧树脂干式变压器和S11系列油浸节能变压器；

2）配电设备、灯具选用国家认证产品，为低损耗、节能型。

3）提高设备的自然功率因数，对电气设备采用集中补偿。

4）照明采用光色及显色性好的荧光灯作为光源，其灯具控制采用按区域集中控制。

5）配电柜深入负荷中心，减少线损。

6）对于功率较大的电动机，采用变频器或软起动器控制。

7）提高功率因数在变电所的10kV及0.4kV母线上，设置电力电容器补偿装置，以提高全厂的功率因数。

8）降低线损以经济电流密度来选择电缆，合理选择电缆路径以降低线路的损耗。

4.7 能源选择的合理性

纯碱生产要消耗二次能源的蒸汽、电等。蒸汽的作用有两方面：一是动力用汽，驱动压缩工段的二氧化碳压缩机、真空机的汽轮机。另一是加热用汽，主要用于轻灰煅烧炉、重灰煅烧炉淡液蒸馏以及母液蒸馏。

4.8 能源利用的合理性

本工程根据碱厂生产特点，对蒸汽进行了多次利用并采用了节能降耗工艺及设备，主要特点如下：

为降低单位产品能耗，必须做好全厂性蒸汽系统平衡；本工程根据蒸汽的使用特点，驱动压缩机和真空机的汽轮机需要加热蒸汽3.6MPa，该过热蒸汽送至压缩工段驱动二氧化碳压缩机、真空机的汽轮机作功，作功后的乏汽去蒸吸作为加热热源。轻灰煅烧炉的加热蒸汽为3.1MPa之间，冷凝水闪蒸的蒸气可作为重灰炉的加热蒸气；重灰煅烧炉的加热蒸汽可用1.4MPa以上等级的蒸汽，冷凝水闪蒸的蒸气也用于蒸吸作为加热热源。