聯(lián)堿不冷碳技術(shù)簡(jiǎn)化工藝降低能耗

【摘要】純堿生產(chǎn)主要分為氨堿法和聯(lián)堿法，但不論是氨堿法純堿還是聯(lián)堿法純堿，都是耗能型產(chǎn)品。2003年聯(lián)堿能耗平均為310千克/噸，2013年平均為206千克/噸，10年間聯(lián)堿能耗下降了33.5%，可見(jiàn)聯(lián)堿工藝的技術(shù)進(jìn)步是巨大的，而不冷碳化工藝的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用就是其中一個(gè)典型范例。

    純堿生產(chǎn)主要分為氨堿法和聯(lián)堿法，但不論是氨堿法純堿還是聯(lián)堿法純堿，都是耗能型產(chǎn)品。2003年聯(lián)堿能耗平均為310千克/噸，2013年平均為206千克/噸，10年間聯(lián)堿能耗下降了33.5%，可見(jiàn)聯(lián)堿工藝的技術(shù)進(jìn)步是巨大的，而不冷碳化工藝的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用就是其中一個(gè)典型范例。對(duì)于60萬(wàn)噸/年的聯(lián)堿企業(yè)來(lái)說(shuō)，與外冷碳化聯(lián)堿工藝相比，不冷碳化技術(shù)不僅可減少4000萬(wàn)元投資，每年節(jié)約1.3萬(wàn)噸標(biāo)煤，還可以實(shí)現(xiàn)廢水零排放。

　　能效領(lǐng)跑者活動(dòng)已經(jīng)舉辦了兩屆，上榜企業(yè)除了實(shí)施節(jié)能技改，降低噸產(chǎn)品綜合能耗外，大膽創(chuàng)新，采用新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，也是他們實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的重要法寶。連續(xù)兩年的聯(lián)堿法純堿企業(yè)標(biāo)桿——河南金山化工集團(tuán)，就是通過(guò)采用不冷式碳化塔這種新型變換氣制堿設(shè)備和工藝，取得了很好的節(jié)能效果。在不冷碳化技術(shù)等節(jié)能措施的作用下，其噸純堿綜合能耗已從2011年的168千克標(biāo)煤下降到目前的159千克標(biāo)煤，在能耗已經(jīng)較低的情況下再度減少了5.4%。

　　據(jù)了解，不冷式碳化塔是上世紀(jì)末期國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)的一種新型設(shè)備。使用該設(shè)備后，碳酸氫鈉結(jié)晶粒徑大，液體在塔體內(nèi)部貫通下降，物料不結(jié)疤，運(yùn)行周期可達(dá)45天以上。河南金山化工集團(tuán)通過(guò)使用不冷式碳化塔，采用不冷工藝流程，不僅從源頭杜絕了廢水的產(chǎn)生，還在降低能耗方面表現(xiàn)十分突出。

　　據(jù)金山化工集團(tuán)副總經(jīng)理霍小永介紹，1865年比利時(shí)索爾維公司的工程師建成第一套氨堿法純堿生產(chǎn)裝置，1941年我國(guó)科學(xué)家侯德榜博士研究發(fā)明了聯(lián)合制堿純堿生產(chǎn)技術(shù)。聯(lián)堿法分為Ⅰ和Ⅱ兩個(gè)過(guò)程，Ⅰ過(guò)程制取純堿，Ⅱ過(guò)程制取氯化銨。這種生產(chǎn)方法雖然已誕生了半個(gè)多世紀(jì)，歷經(jīng)幾代科學(xué)家、工程師及生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)人員前赴后繼的努力，聯(lián)堿法純堿工藝不斷取得突破，技術(shù)及操作控制發(fā)生了巨大變化。但由于索爾維制堿理論的權(quán)威性，制堿的心臟——碳酸化重堿結(jié)晶過(guò)程仍一直延續(xù)中下部冷卻、控制中部溫度的方法，塔內(nèi)設(shè)置水箱換熱進(jìn)行溫度控制成為塔內(nèi)結(jié)疤的“元兇”。

　　金山公司擁有專利權(quán)的不冷工藝，摒棄了傳統(tǒng)的“中部溫度”觀點(diǎn)，按照鹽類溶液工業(yè)結(jié)晶過(guò)程的觀點(diǎn)實(shí)施碳酸化重堿結(jié)晶過(guò)程操作，以獲得質(zhì)地優(yōu)良的重堿結(jié)晶，實(shí)現(xiàn)離心機(jī)直接分離重堿。這種改變簡(jiǎn)化了工藝，降低了生產(chǎn)能耗。同時(shí)由于碳化塔內(nèi)不再有任何形式的冷卻器，根除了結(jié)疤問(wèn)題最嚴(yán)重的部位，塔內(nèi)構(gòu)件少而簡(jiǎn)單，塔內(nèi)容易造成結(jié)晶堆積的死角減少，延長(zhǎng)了碳化塔的作業(yè)周期，使其實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而不必輪作清洗，大幅降低了洗塔次數(shù)，從而顯著減少了污水排放量。

　　中國(guó)純堿工業(yè)協(xié)會(huì)技術(shù)咨詢部部長(zhǎng)齊玉娥告訴記者，不冷碳化技術(shù)除具備上述特點(diǎn)外，還有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修簡(jiǎn)便、投資省，操作簡(jiǎn)單，重堿結(jié)晶質(zhì)量好，母液收縮等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)離心機(jī)分離，大大降低煅燒蒸汽消耗。與常規(guī)聯(lián)堿生產(chǎn)工藝比較，不冷碳化技術(shù)具有工藝先進(jìn)、流程簡(jiǎn)短、建設(shè)費(fèi)用少、產(chǎn)品質(zhì)量高以及原料和能量消耗低等優(yōu)點(diǎn)，氣液調(diào)節(jié)異常簡(jiǎn)單，為真正意義上的自控提供了條件。運(yùn)用該工藝技術(shù)可從源頭杜絕洗塔廢水的產(chǎn)生，降低氨的消耗，節(jié)能顯著。

　　“聯(lián)堿不冷碳化技術(shù)用于聯(lián)堿法制堿項(xiàng)目中的碳化工序，替代了傳統(tǒng)碳化塔生產(chǎn)過(guò)程中必須使用的冷卻水箱，實(shí)現(xiàn)了不冷碳化。目前國(guó)內(nèi)只有河南金山化工有限責(zé)任公司一家企業(yè)擁有此項(xiàng)專利技術(shù)并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，因此有很好的推廣前景。對(duì)于60萬(wàn)噸/年的聯(lián)堿企業(yè)來(lái)說(shuō)，與外冷碳化聯(lián)堿工藝相比，該技術(shù)不僅可減少4000萬(wàn)元投資，每年節(jié)約1.3萬(wàn)噸標(biāo)煤，還可以實(shí)現(xiàn)廢水‘零排放’?！饼R玉娥強(qiáng)調(diào)。

　　據(jù)齊玉娥介紹，“十二五”期間，行業(yè)的節(jié)能減排工作成為協(xié)會(huì)各項(xiàng)工作的重中之重。為逐步實(shí)現(xiàn)純堿行業(yè)清潔生產(chǎn)，促使行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展，保護(hù)環(huán)境和人體健康，純堿協(xié)會(huì)制訂了《純堿污染防治技術(shù)政策》。該《技術(shù)政策》包括原輔料選擇、生產(chǎn)過(guò)程、廢棄物處理處置及資源化、二次污染防治、運(yùn)行管理、監(jiān)督管理及鼓勵(lì)研發(fā)與推廣技術(shù)7個(gè)方面，其中鼓勵(lì)研發(fā)與推廣的聯(lián)堿技術(shù)有：新型變換氣制堿術(shù)、聯(lián)堿不冷碳化技術(shù)等，目前此《技術(shù)政策》已編制完成并上報(bào)環(huán)保部。