聯堿不冷碳技術簡化工藝降低能耗

【摘要】純堿生產主要分為氨堿法和聯堿法，但不論是氨堿法純堿還是聯堿法純堿，都是耗能型產品。2003年聯堿能耗平均為310千克/噸，2013年平均為206千克/噸，10年間聯堿能耗下降了33.5%，可見聯堿工藝的技術進步是巨大的，而不冷碳化工藝的開發(fā)和應用就是其中一個典型范例。

    純堿生產主要分為氨堿法和聯堿法，但不論是氨堿法純堿還是聯堿法純堿，都是耗能型產品。2003年聯堿能耗平均為310千克/噸，2013年平均為206千克/噸，10年間聯堿能耗下降了33.5%，可見聯堿工藝的技術進步是巨大的，而不冷碳化工藝的開發(fā)和應用就是其中一個典型范例。對于60萬噸/年的聯堿企業(yè)來說，與外冷碳化聯堿工藝相比，不冷碳化技術不僅可減少4000萬元投資，每年節(jié)約1.3萬噸標煤，還可以實現廢水零排放。

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

　　據了解，不冷式碳化塔是上世紀末期國內開發(fā)的一種新型設備。使用該設備后，碳酸氫鈉結晶粒徑大，液體在塔體內部貫通下降，物料不結疤，運行周期可達45天以上。河南金山化工集團通過使用不冷式碳化塔，采用不冷工藝流程，不僅從源頭杜絕了廢水的產生，還在降低能耗方面表現十分突出。

　　據金山化工集團副總經理霍小永介紹，1865年比利時索爾維公司的工程師建成第一套氨堿法純堿生產裝置，1941年我國科學家侯德榜博士研究發(fā)明了聯合制堿純堿生產技術。聯堿法分為Ⅰ和Ⅱ兩個過程，Ⅰ過程制取純堿，Ⅱ過程制取氯化銨。這種生產方法雖然已誕生了半個多世紀，歷經幾代科學家、工程師及生產經營人員前赴后繼的努力，聯堿法純堿工藝不斷取得突破，技術及操作控制發(fā)生了巨大變化。但由于索爾維制堿理論的權威性，制堿的心臟——碳酸化重堿結晶過程仍一直延續(xù)中下部冷卻、控制中部溫度的方法，塔內設置水箱換熱進行溫度控制成為塔內結疤的“元兇”。

　　金山公司擁有專利權的不冷工藝，摒棄了傳統(tǒng)的“中部溫度”觀點，按照鹽類溶液工業(yè)結晶過程的觀點實施碳酸化重堿結晶過程操作，以獲得質地優(yōu)良的重堿結晶，實現離心機直接分離重堿。這種改變簡化了工藝，降低了生產能耗。同時由于碳化塔內不再有任何形式的冷卻器，根除了結疤問題最嚴重的部位，塔內構件少而簡單，塔內容易造成結晶堆積的死角減少，延長了碳化塔的作業(yè)周期，使其實現長周期連續(xù)運轉而不必輪作清洗，大幅降低了洗塔次數，從而顯著減少了污水排放量。

　　中國純堿工業(yè)協會技術咨詢部部長齊玉娥告訴記者，不冷碳化技術除具備上述特點外，還有設備結構簡單，維修簡便、投資省，操作簡單，重堿結晶質量好，母液收縮等優(yōu)點，可實現離心機分離，大大降低煅燒蒸汽消耗。與常規(guī)聯堿生產工藝比較，不冷碳化技術具有工藝先進、流程簡短、建設費用少、產品質量高以及原料和能量消耗低等優(yōu)點，氣液調節(jié)異常簡單，為真正意義上的自控提供了條件。運用該工藝技術可從源頭杜絕洗塔廢水的產生，降低氨的消耗，節(jié)能顯著。

　　“聯堿不冷碳化技術用于聯堿法制堿項目中的碳化工序，替代了傳統(tǒng)碳化塔生產過程中必須使用的冷卻水箱，實現了不冷碳化。目前國內只有河南金山化工有限責任公司一家企業(yè)擁有此項專利技術并實現了工業(yè)化生產，因此有很好的推廣前景。對于60萬噸/年的聯堿企業(yè)來說，與外冷碳化聯堿工藝相比，該技術不僅可減少4000萬元投資，每年節(jié)約1.3萬噸標煤，還可以實現廢水‘零排放’。”齊玉娥強調。

　　據齊玉娥介紹，“十二五”期間，行業(yè)的節(jié)能減排工作成為協會各項工作的重中之重。為逐步實現純堿行業(yè)清潔生產，促使行業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展，保護環(huán)境和人體健康，純堿協會制訂了《純堿污染防治技術政策》。該《技術政策》包括原輔料選擇、生產過程、廢棄物處理處置及資源化、二次污染防治、運行管理、監(jiān)督管理及鼓勵研發(fā)與推廣技術7個方面，其中鼓勵研發(fā)與推廣的聯堿技術有：新型變換氣制堿術、聯堿不冷碳化技術等，目前此《技術政策》已編制完成并上報環(huán)保部。