盐酸供暖机组工艺优化措施

张永慧，聂常昆

（新疆天业汇合新材料有限公司，新疆 石河子832000）

氯碱化工主要有电解工段、 盐水精制工段、氯氢处理和盐酸工段。 盐酸工段以生产氯产品为主，主要有盐酸、液氯、次氯酸钠和氯化氢气体，其作为氯碱化工的核心工段， 主要职责包括氯化氢合成、中心循环水制水、 溴化锂机组7 ℃制水和冬季供暖机组，供暖机组承担着全厂冬季的冷暖调控，关系工人的操作和工作环境。 为优化工艺和操作，切实做好节能降耗工作， 实现资源的有效综合利用，企业从细微之处着手，改造了原供暖机组工艺流程和设备布置。 优化后的装置运行安全稳定，节能效果明显。

1 盐酸工段流程概述

来自氯氢处理工序合格的氯气和氢气按一定的配比（1∶1.05～1∶1.10）进入二合一合成炉（多余的氢气进行放空处理）。 这两种气体在石墨合成炉内的石英灯头中充分燃烧生成HCl 气体， 生成的HCl气体从合成炉的冷却段底部导出， 温度在30 ℃以下，进入氯化氢分配台，一部分供后续工段生产聚氯乙烯树脂， 一部分去吸收塔生产盐酸或高纯酸。去吸收的氯化氢气体经吸收塔吸收后，进入尾气塔再吸收，尾气自然放空，成品酸从吸收塔底部进入盐酸计量槽，经分析合格后，由酸泵打入盐酸贮罐待售。 盐酸工段工艺示意图见图1。

2 合成炉结构

图1 盐酸工段工艺示意图

合成炉是该工序的重要设备，它是集氯化氢气体合成、冷却于一体，具有容量大，生产能力大，热交换充分，使用寿命长等特点。 合成炉由燃烧段和冷却段组成，在合成炉顶部装有的防爆膜采用耐高温、耐腐蚀的材料制作，底部装有钢制或石英玻璃制的燃烧器（灯头），燃烧器内外3 层套装而成，内层是圆筒形氢气套筒，与外层套筒进入的氯气在内外套筒间的流道内均匀混合形成氢包氯向上燃烧合成氯化氢气体，燃烧火焰呈青白色，其中心火焰温度可达2 500 ℃。

3 供暖机组工艺流程

合成炉冷却段由中心循环水池提供的循环水进行循环降温，燃烧段由热水（去离子水）进行循环降温，热水温度控制指标≤95 ℃，合成炉燃烧段换热夹套产生的热水，夏季去溴化锂机组换热满足溴化锂的供热需求，冬季去供暖机组换热供全厂供暖使用。 冬季供暖期二合一炉热水回水一部分进热水罐，由热水泵泵出循环给燃烧段降温，一部分进入到供暖机组，给供暖换热器交换热量，供暖机组工艺流程示意图见图2。

图2 供暖机组工艺流程示意图

4 原供暖机组工艺存在的缺点

供暖回水先经过卧式列管换热器，通过二合一炉热水与暖气水换热， 然后再进入板式换热器，用蒸汽继续给供暖水加热，达到85 ℃左右，最后再经过400 m2的立式列管换热器，而换热介质同样是二合一炉热水， 这种工艺方式一旦到了冬季供暖期，热水换热温度不够， 需通过补加蒸汽给暖气水提温，可是将暖气水提温后，与二合一炉热水换热又提高了热水温度，温度升至95 ℃以上，严重影响二合一炉的炉温和氯化氢温度的操作控制，这样又需向热水中添加7 ℃冷冻水降温，反反复复过程中，造成了蒸汽和7 ℃冷冻水的大量浪费。 若不用蒸汽加热，部分岗位的暖气水温度较低，严重影响工作环境和员工工作心情，每到冬季供暖期，这都是一个非常棘手的问题。

5 工艺改造方案

通过技术人员现场仔细查看和分析，提出工艺及设备改造方案，将原来的卧式换热器改为立式换热方式，提高换热效率，同时将原来送出的暖气水与400 m2的换热器与二合一炉热水换热，改为暖气回水先与400 m2换热器换热，再经过蒸汽板式换热器继续换热，然后送至各用暖岗位，可以根据暖气温度随时调节蒸汽用量， 新增管件阀门全部利旧，改造后工艺流程示意图见图3。

6 效果分析

自2017 年10 月中旬给各岗位送暖后，改造效果良好，不仅大大节约了蒸汽用量，也解决了二合一炉热水温度不易控制的难题。

图3 改造后供暖机组工艺流程示意图

按供暖期2017 年10 月中旬至第二年4 月中旬计算，供暖期共计6 个月。 2017 年之前，每年冬天气温最低时（1-2 月），每天约使用20 m3蒸汽，其余4个月（10 月、11 月、3 月、4 月）每天约用7 m3蒸汽，改造后气温最低时（1-2 月），每天约使用5 m3蒸汽，其余4 个月（10 月、11 月、3 月、4 月）均不需要使用蒸汽， 仅使用二合一炉产生的热水换热即可满足供暖需求。 每年（供暖期）可节约蒸汽用量：2×30×（20-5）+4×30×7=1 740（m3），蒸汽每立方单价按照50 元计算，每年可节约费用1 740×50=87 000（元）。

7 结语

氯碱工业开展节能降耗工作，是缓解行业能耗约束的必经之路， 是提高自身经济效益的途径，也是提高国民生存环境的必要措施，企业只有把节能降耗工作摆在事关企业生存的位置，并且切实采取有效措施，才能实现从传统工业经济向循环经济的转型。 该企业通过从小工段的点滴之处着手，通过实际的有效的优化措施， 将原来供暖机组效率较低，实际生产较难控制，供暖影响员工健康的问题，通过进行工艺技术改造，很大程度上降低了工人的劳动强度，优化了工艺，保障了生产系统的安全平稳连续运行。