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摘要:介紹了近幾年的節能減排技術,包括:二級反滲透濃水回收利用、循環水泵三元流葉輪改造、二次鹽水樹脂塔再生廢水回收利用、固堿蒸發二次蒸汽冷凝水回收利用、膜法除硝系統工藝優化改造。
關鍵詞:節能;減排;反滲透濃水;回收利用;冷凝水;除硝;樹脂塔再生廢水
天能化工有限公司(以下簡稱“天能化工”)的氯堿裝置自投運以來,持續推進節能減排技術改造,降低了企業能耗,減少了污水排放量,降低了企業生產成本,產生了可觀的經濟、社會及環境效益,為企業可持續發展、健康穩定生產提供了助力。
1二級反滲透濃水回收利用
天能化工純水工序反滲透制純水裝置產生的二級濃水,通過增加1套100m3/h的二級反滲透濃水回收利用裝置,回收率約為60%,脫鹽率≥97%,產生的純水可用于氯乙烯分廠合成熱水槽和精餾蒸發冷補水、鹽酸車間熱水槽補水、公用工程冷凍蒸發冷補水、聚合干燥沖洗水。產生的三級濃水用于綠化及廁所沖洗水,節約一次水用量51萬m3/a。
2循環水泵三元流葉輪改造
天能化工采用葉輪三元流設計理論,重新設計葉輪進行替換,不需改動原電動機及水泵基礎,不改動管網,改動小,改造周期短。通過對24臺循環水泵進行三元流葉輪改造,在滿足工藝需求的情況下,提高了泵的運行效率,年節電約3200萬kW•h,折標煤3930t。
3二次鹽水樹脂塔再生廢水回收利用
鹽水中鈣、鎂離子和其他多價金屬離子對膜電解工藝的破壞性很大,通常在一次鹽水精制中這些多價金屬離子通過化學處理和沉淀能夠除掉到一定程度。為了膜電解的穩定,需要通過離子交換樹脂進行二次鹽水精制。在二次鹽水精制過程中的樹脂塔的作用主要是通過塔內的離子交換樹脂吸附金屬陽離子,去除精鹽水中的金屬陽離子,以減少金屬陽離子對離子膜的破壞,吸附飽和后進行再生;通過加入的酸中的氫離子將吸附金屬陽離子的從樹脂中置換出來,再加入堿把樹脂從氫形置換成鈉形。樹脂再生的步驟的一次水洗、反洗、鹽水置換等3個步驟中:一次水洗排放的精鹽水、反洗和鹽水置換排放的純水回收至再生鹽水罐,用泵輸送至一次鹽水化鹽;酸再生、二次水洗、堿再生、三次水洗等4個步驟中排放的廢水排放至中和池中和后排放。通過技術改造,將二次鹽水中和池中廢水,送至一次鹽水配水罐,回用于一次鹽水化鹽,二次鹽水樹脂塔再生廢水中含有的二價金屬鹽離子及鈣、鎂等,在一次鹽水處理過程中,富集到一定程度,會被帶入鹽泥,流出系統,經過兩年的運行情況來看,不會對樹脂塔及離子膜電解槽產生影響。通過對二次鹽水樹脂塔再生廢水的回收利用,每年可回收再生廢水約10萬m3,回收了再生水中的鈉鹽,產生了可觀的經濟效益。
4固堿蒸發二次蒸汽冷凝水回收利用
固堿蒸發產生80m3/h二次蒸汽冷凝水,原設計是將含堿的二次蒸汽冷凝水回用至一次鹽水化鹽池,而化鹽池使用的化鹽水已足夠,富余的40m3/h的二次蒸汽冷凝水外排至廢水處理設施,經檢測分析,二次蒸汽冷凝水除pH值超標外,總硬度、總堿度等指標均優于一次水,排至廢水處理設施既增加了處理負荷,又造成了資源浪費。通過分析,二次蒸汽冷凝水pH值一般在9.0~11.0,溫度約80℃,使用鹽酸調節pH值后,氯離子含量約為50mg/L,與化鹽水換熱后可作為循環水補水使用。經過技術改造,將需排放的二次蒸汽冷凝水回用至循環水補水,既回收了二次蒸汽冷凝水余熱,又降低了一次水的使用量和廢水處理設施負荷。年節約一次水約34萬m3,節約蒸汽約1.9萬t。
5膜法除硝系統工藝優化改造
天能化工除硝系統采用膜法+雙循環冷凍除硝法,除硝系統于2010年建成運行,該系統主要包括預處理單元、膜過濾單元及冷凍單元。除硝系統運行四年后,關鍵設備老化,冷凍單元換熱效率逐漸降低,除硝能力逐漸下降,能耗增加。為了提高除硝系統的除硝能力,降低能耗,針對目前除硝系統存在的問題進行技術改造,具體情況如下。(1)沉降器內部結構改造。改造后沉降器內部新增了斜板,在斜板的作用下,沉降器內部被隔成更多單元,降低沉降速度,有利于芒硝的沉降效果。(2)新增板式換熱器。在技改過程中,新增1臺山東布萊恩公司提供的寬流道板式換熱器,該換熱器具有流道通道大、不易堵塞、清洗時間短的特點。(3)新增切斷閥6臺及變頻設備。在冷凍鹽水、低硝鹽水、清洗水管線的進出口分別增加切斷閥一臺,在DCS控制下,根據不同設定值,切斷閥自動轉換閥門狀態,冷凍循環泵增加變頻控制及自動啟停,實現鹽水循環板換的自動下線清洗,自動上線運行的功能。(4)新增離心母液罐和離心母液泵。離心母液被重新送回沉降器內,母液中的芒硝顆粒被進一步冷卻沉降,離心母液的冷量得到利用。(5)工藝變更。技改前除硝冷凍工藝為兌鹵槽和沉降器雙循環冷凍,技改后將兌鹵槽拆除,沉降器進行循環冷凍。改造后,運行情況良好,鹽水系統及低硝液中硫酸根含量均有下降。改造前,因鹽水系統硫酸根含量高,需要開啟兩套膜裝置,改造后正常生產時,開啟一套膜裝置即可滿足生產需求,年節約用電約300萬kW•h。
6結語
氯堿行業在當前的形勢下,必須注重節能減排措施的應用和發展,在生產過程中創新節能技術,通過對各類資源的回收再利用,能有效的降低能耗,節約成本,提高氯堿企業的清潔生產水平,為氯堿行業的可持續發展提供動力。
作者:劉俊杰 黃富銘 單位:天能化工有限公司