纯碱生产过程中热量的回收利用

2016-03-26陈秀营

纯碱工业 2016年1期

关键词：回收塔纯碱母液

陈秀营

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

纯碱生产过程中热量的回收利用

陈秀营

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

结合实际生产，介绍了纯碱生产过程中重灰炉气、化灰机余热及生产反应热的回收利用情况，为氨碱法纯碱生产企业节能降耗及低品位热能的回收利用提供参考。

余热；反应热；回收利用；重灰炉气；化灰机

唐山三友化工股份有限公司生产纯碱采用氨碱法生产工艺，原设计能力年产纯碱60万t。经过不断的发展、技术改造，总体技术装备水平达到了国际先进水平，纯碱生产能力已达到231万t/a。

氨碱法纯碱生产工艺余热均为低品位热能，回收利用较困难，但从改进工艺、节能降耗等方面深入探讨，能量的综合利用有很大的发掘潜力。

1 重灰炉气回收利用

我公司5台重灰煅烧炉可产生炉气量50 t/h左右，其温度约93 ℃。改造前，重灰煅烧炉炉气进入洗涤塔洗涤后经扩容器放空，存在大量的热量浪费现象。为充分回收生产过程产生的废热，实施了重灰炉气用于三效蒸发浓缩母液、剩余热量加热冬季采暖水。

1.1 三效蒸发浓缩母液

采用三效四体热泵蒸发工艺对母液进行蒸发浓缩。母液经挥氨塔除去其中的游离氨后，依次进入三效、二效B、二效A、一效蒸发装置，与蒸汽逆流加热蒸发，逐渐提高母液的温度及浓度。重灰炉气从二效B进入蒸发系统，前一效分离室产生的二次蒸汽作为后一效的热源，生蒸汽作为热泵的动力汽，抽出第一效蒸发器的二次蒸汽用于挥氨塔的汽源，节省了挥氨塔生蒸汽的消耗。浓缩后的母液进入固定铵蒸馏系统，采用灰粉负压蒸馏技术回收母液中的氨，得到了高浓度的钙液，减少了废液量。

1.2 加热冬季采暖水

三效蒸发系统挥氨塔出气及富余废热重灰炉气可利用低品质热量10 t/h以上，未能充分回收利用。因此，实施厂区废热回收采暖改造，增设废热回收集中供暖站，重新铺设主管网管道，将蒸汽采暖系统改为水暖，统一由厂区的废气换热产生的65 ℃以上低温热水供暖，回收废热用于采暖，提高经济效益。

废热回收采暖系统以软水为采暖循环水，经冷水泵输送至新增波纹管换热器，与三效挥氨塔82 ℃高温出气进行初步换热；然后，采用新型高效的喷射式混合加热器利用重灰炉气与采暖水直接接触再次加热升温，二次回收废热炉气热量，采暖水经分配器进入供暖管网。采暖系统供水温度达到65～70 ℃，回水温度52～55 ℃，供水量达到370 m3/h以上，完全满足供暖要求，室内采暖效果良好。

2 化灰机余热回收利用

在氨碱法纯碱生产中，化灰工序是将石灰石煅烧制得的生石灰与水在化灰机内进行消化反应，制备合格的灰乳，供母液蒸馏与盐水精制使用[1]。化学反应如下：

从上式可以看出，石灰消化放出大量的热量，由于化灰时的热损失及化灰机排出的水蒸汽带走的热量等，约有1/2热量损失。化灰机出气中含水蒸汽60%～80%，温度80～95 ℃，可利用这部分废热加热化灰水，可使消化反应速度加快，石灰粒子爆发，分散程度大，制得的灰乳粒子细腻、粘稠性好、分散均匀、不易沉淀，便于输送。因此，对化灰机的热回收塔进行改型，内部加装喷头、气液分离器、集液槽等，通过预热化灰水达到回收热量的目的。新型热回收塔结构如图2所示。

化灰水从新型热回收塔顶部进入，通过两层喷头喷淋，在塔内均匀分布。热回收塔底部的蒸汽经过均布器与化灰水逆流直接接触，有效提高了换热效率；换热后的化灰水经回流管进入化灰机内。

热回收塔上层喷淋为较清的杂水，可对下层喷淋装置、塔体、均布器进行洗涤，减缓结疤的形成。均布器的支撑由下部支腿型改为上部拉杆型，这样可以有效避免形成的结疤影响蒸汽的分布，而且，在液体的洗涤下，起到冲洗结疤的作用。塔体顶部安装抑气装置，中间开有孔洞，周围均布溢流孔，可有效抑制蒸汽蒸腾，增加气体回流率[2]。

3 生产反应热回收利用

浓海水综合利用项目是将曹妃甸工业区海水淡化项目副产的浓海水用于纯碱生产中化盐水，回收利用浓海水中的氯化钠和水，降低纯碱生产消耗。在纯碱产量不变的情况下，化盐水量是一定的，为了最大限度的利用浓海水中的盐分，需进一步提高浓海水的浓度，从而增加海水用量。

在纯碱生产过程中，精盐水吸氨为放热反应，是非等温吸收过程，为了控制反应过程的温度，在吸收过程设置冷却装置。氨盐水碳酸化是一个伴随化学反应及气体吸收的结晶过程，碳化过程的主要反应都是放热反应，为了降低碳酸氢钠的溶解度，增加析出量，提高氯化钠的利用率，碳化塔下部通入一定量的冷却水来降低碳化取出液温度[1]。

上述反应热是通过淡水冷却降温，其中的热量全部损失，又增加了淡水的消耗。为了很好的利用生产中的反应热，还可以提高海水的利用量，我公司增加2台海水凉水塔，同时将2台淡水凉水塔改造成海水凉水塔，将浓海水用作循环冷却水，用于碳化塔及吸收塔的冷却，充分利用生产反应热，实现海水进一步蒸发浓缩。增浓后的海水用于纯碱生产，可降低纯碱原盐的消耗，节约淡水资源。