离子膜法烧碱生产中的节能降碳措施

离子膜法烧碱生产中的节能降碳措施

徐明

安徽华塑股份有限公司氯碱分公司  安徽省定远县  邮编233200

摘要：随着全球对环境保护和可持续发展的重视，氯碱行业作为高耗能行业，面临着严峻的节能降碳挑战。离子膜法烧碱生产是氯碱行业的核心工艺之一，其节能降碳措施的实施对于整个行业的绿色发展至关重要。本文主要探讨了离子膜法烧碱生产中的节能降碳措施，包括提高装备水平、优化工艺流程、利用余热余压以及推广应用节能新技术等方面，旨在为氯碱行业的节能降碳提供理论支持和实践指导。

关键词：离子膜法；烧碱生产；节能降碳；装备升级；工艺优化

引言：

氯碱产业乃国计民生之基石，其产物广泛渗透于多样领域。然则，氯碱制造流程中凸显的高能耗与高碳排放问题，业已成为阻碍该产业可持续进阶的主要瓶颈。离子膜法制烧碱，作为氯碱产业中的核心技术环节，其节能减排措施的贯彻，不仅能够促进生产成本的削减与企业竞争力的增强，更是解锁行业绿动低碳转型的密钥。因而，深化探索离子膜法制烧碱过程中节能减排的具体举措，对于撬动整个氯碱产业向绿色发展迈进拥有举足轻重的意义。

一、提高装备水平

1.1 关键设备升级换代

在制备烧碱的工业流程中，离子膜电解槽连同其配套的离子膜组成了生产环节的核心组件，它们的性能参数对整个生产线的能源消耗水平起着决定性作用。为了达成节能减排的目标，采纳薄膜间隔的离子膜电解技艺成为了一项行之有效的策略。此技术通过缩减正负电极间的间距，有效减低了电解工序中的槽内电压，进而减少了电能的消耗量。另外，推动离子膜电解槽制造的本地化进程，不仅能够削减设备购置的开销，还能够增强设备维修的时效性和运行的稳定性。离子膜严格按照计划运行周期换膜，不仅可有效降低烧碱工艺电耗1%-3%，而且稳定了烧碱质量。

1.2 自动化、智能化节能改造升级

当今工业生产的进步中，自动化与信息化技术的实施是提升能源利用效率不可或缺的工具。将这些先进技术融合于烧碱制造流程之中，我们能够达成能耗的持续监控及精细化运营目标。自动化控制系统确保了生产参数的精准调节，保障设备在最优状态下运行，从而缩减因人为失误或设备老化而引发的不必要能源消耗。同时，信息化技术的渗入使得生产环节的各项数据能够被即刻搜集并深入剖析，经由数据导向的决策辅助系统，生产管理者能迅速调整生产计划，优化能源分配策略，推动能源使用效率更上一层楼。

二、优化工艺，减少设备运行负荷

2.1 稳定生产负荷，减少开停车频次

在制备烧碱的过程中，生产任务的稳定性与能耗之间存在着直接的关联。实现生产过程的精细化管控和技术创新，能够有力地保障生产任务的稳定，缩减设备启动与停机的频次。精细化管控涵盖了生产流程各阶段的精密调节，以确保原材料供给、生产操作及产品输出的连贯性和可靠性。技术创新，则可能涵盖既有设备的性能提升，部署更加高效的控制系统，以及改进生产工艺流程，使之能灵活应对生产任务的变动。这些策略的执行，有效缓解了由频繁启停造成的能源消耗和设备磨损问题，进而削减了总体能耗。

2.2 工艺操作优化与指标控制

氯碱装置实现高效稳定运行的关键在于工艺操作的精细化管理和工艺指标的严格控制。通过对操作程序的优化，能够有效降低不必要的能源消耗，并提升整体生产效能。具体而言，通过调适反应环境、精炼原料配比及革新作业流程，促使化学反应更为高效，同时减少能源的无谓损耗。此外，对工艺指标实施精确化管理，保障所有参数维持在最优区间，能大幅度削减系统能耗。这一过程涉及对诸如温度、压力、流量等核心参数的持续监测与适时调节，确保生产流程的稳健性与高效性。采纳这些策略，不仅能够预防非预期停机情况的发生，还能够缩减因操作失误或设备故障引发的设备损害及原料损耗，进而促成生产流程的长期、满负荷、优质运行。

三、富余能源回收利用

3.1 余热回收利用

在合成氯化氢的过程中，反应所释放的热量作为一种关键的副产物，其有效回收及再利用对于增进能源利用效率至关重要。通过精心规划的余热回收体系，可将此过程生成的热能转变化学工业中宝贵的蒸汽资源，进而驱动涡轮发电装置或充当工艺过程中的热能供给，大幅度削减对外部购入或自行生产的蒸汽依赖。这一能源循环策略不仅缩减了生产成本，同时减轻了对化石燃料的消耗量，对遏制温室效应气体排放、顺应可持续性发展理念有着积极作用。此外，对蒸汽冷凝液的循环再利用策略同样是提升资源使用效益的关键一环。鉴于冷凝液蕴含高热值及水质纯净的特点，借助回用系统将其重新纳入生产循环中，既是对水资源的有效节约，也缓解了废水处理及排放的环境负担，进一步抑制了环境污染问题。

3.2 合成炉升级改造

为深化余热利用效能，现有副产低压蒸汽氯化氢合成炉的改造升级工作显得尤为重要，具体策略是转向采用副产中压蒸汽合成炉技术。此技术允许在增强的压力及温度条件下作业，所生成的中压蒸汽因能级密度提升，而更适宜于高强度设备驱动或实施热电联供，进而在宏观层面上增强能源使用的综合效率。这一改造举措，不仅削减了企业对购入或自制蒸汽的依赖度，缩减了能源开支，还经由提升蒸汽的工作压力与温度阈值，拓宽了蒸汽在工业流程中的应用范畴，增强了生产的灵活性及能源使用的多元性。另外，中压蒸汽合成炉在常态运行下展现出更高的稳定性特质，同时加之较低的维修开销，共同助力提升了生产体系的稳健性与经济效益。

3.3富余氢气再利用

氯碱生产中，根据实际需要，需生产部分液氯，造成氢气富余。不仅回收了清洁能源，而且创造了可观的经济价值。

四、推广应用节能新技术

4.1 蒸发技术的升级

在制备烧碱的过程中，蒸发环节是能耗密集的重点阶段。为了缓解蒸汽消耗并增强能源使用的经济性，采纳前沿的蒸发技术，诸如四效逆流蒸发工艺，正逐渐成为业界的一项关键发展趋势。此技术通过构建多阶蒸发序列，保障每层级产生的蒸汽能在随后的步骤中得到充分再利用，大幅度削减了对新鲜蒸汽的需求。其运作机制为蒸汽沿逆向逐级传递，每一阶段的冷凝热为下一蒸发器所吸纳，这一策略确保了热能的高度回收及循环使用。与传统的单一效果或双重效果蒸发技术相比较，四效逆流蒸发技术在显著削减蒸汽使用量、缩减能源开支的同时，也有利于缩减冷却水的耗用，缓解水资源的压力。另外，该技术的实践还有助于提升产物的浓缩水平，缩减后续加工步骤，进而在增强生产效能和压缩运营成本方面发挥积极作用。

4.2 通用设备能效提升

于工业制造领域，通用机械设备的能耗效率直接关乎整个生产体系的能量消耗及经济效应。推广使用高效节电型电机等通用设备，成为了增强企业能源使用效能与缩减生产开支的有力策略。此类高效节电电机，得益于创新材质与设计的应用，能在维持相同输出功率的同时削减电能消耗，或在等量电能输入下提供更优的输出表现。这不仅有助于企业降低电费支岀，还有效缓解了因电机工作效率偏低而引发的能源损耗问题。另外，高效节电电机的应用还能缩减温室气体排放量，与环境保护及可持续性发展目标相契合。经由在生产流程中广泛部署这些高效节能设施，企业不单能增强自身的市场竞争地位与盈利潜力，同时也为社会与环境的可持续发展添砖加瓦。因此，推动高效节电型电机等通用设备的应用普及，对于促进工业生产的绿色变革与增强企业综合竞争力具有深远意义。

4.3进行循环水合同能源管理

循环水工序为烧械各工序生产提供冷量，循环水耗用量大，用能较多。为响应国家政策，减少这部分的能源损耗，可引入节能服务公司进行节能管理。其运作模式主要是节能服务公司与用能单位约定节能目标，由节能公司提供增加变频器、改叶轮、改风机角度等优化改造等服务，用能单位与技能服务公司共享节能利润。节能合同一般签订3-10年，项目节能率一般为5-40%。

加强节能管理

加强节能管理，主要体现在以下几个方面：

从节水、节电、节气、节汽等方面逐项梳理各装置节能控制点，并针对这些控制点逐项制定、落实管控措施;

在生产工艺许可的情况下，稳定生产负荷，提高生产效率，稳产高产。主要生产设备的开停，根据生产实际情况统一安排，按“避峰填谷，经济运行”的原则执行，最大限度地节约电能和费用支出。严禁动设备大马拉小车和长期空运行现象，最大限度地节约电能和费用支出。

有计划组织“跑冒滴漏”自查工作，发现隐患第一时间消缺；对不能及时消缺的，建立“跑冒滴漏”缺陷台账，计划性消缺。

结语

节能减碳技术在离子膜法烧碱制造过程中的应用构成了一个全方位的系统工程，囊括了装备革新、工艺流程优化、余热回收利用及新兴技术融入等多维度策略。氯碱产业通过不懈的科技创新与管理模式精进，预示着能效显著增长和碳排放的有效监管将成为可能，为铺设绿色低炭发展路径奠定了稳固的基石。

参考文献

[1]陈志新. 板式换热器在离子膜法烧碱生产中的应用 [J]. 氯碱工业, 2022, 58 (11): 16-19.

[2]王宏叶,段海燕,钱荧辉,等. 离子膜法烧碱生产中的节能降碳措施 [J]. 氯碱工业, 2022, 58 (11): 29-31.

[3]邱紫奇. 离子膜烧碱生产中能耗问题分析 [J]. 氯碱工业, 2022, 58 (04): 11-13+37.