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[摘 要]随着商品销售市场对氯碱工业产品的需求日益增加，我国氯碱生产行业的规模不断扩大。虽然氯碱制造为人们的生活和工作带来了许多便利，但在实际生产过程中，氯碱制造会产生大量的电能、蒸汽、天然气等能源消耗。为了控制氯碱制造的耗能情况，提高能源的利用率，本文就氯碱生产过程中节能降耗的措施进行探讨。
[关键词]氯碱 生产 节能降耗 措施
中图分类号：te08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0263-01
前言
氯碱企业面临产能严重过剩、行业内部竞争、国家宏观调控等巨大压力。节约能源、降低消耗、减少排放，从而降低生产成本，已成为氯碱企业生存和发展、提高经济效益、实现可持续发展的根本保证。
1、氯碱生产的概述及能耗情况
氯碱生产概括来说，是运用高饱和度的工业盐水炮制纯H2、Cl2和其他工业原料的过程。氯碱生产领域中，通常采电解方式来分解纯氯化钠，制造氢氧化钠、氯气和氢气，然后再运用这些工业原料制造其他化工材料。这一系列工业生产活动综合起来就是氯碱工业。氯碱工业是当前工业加工制造领域中最主要的化学工业，运用氯碱制造技术生产的产品被广泛运用于各个工业生产行业，氯碱生产使用的主要原材料有：工业NaCl、电石、C2H3Cl等；运用氯碱技术制成的产品主要有：NaClO、不同纯度不同状态的Na（OH）2、H2、Cl2、PVC材料等。在运用氯碱技术制造化工产品的过程中，会消耗大量的能源，其中消耗量最大的能源主要有：水资源、电能、天然气燃料、煤炭燃料等，其中消耗量最大的能源是电能，约占氯碱制造能耗的59%，其次是水资源消耗，约占总能耗的21%，煤矿消耗约占17%，天然气消耗约占3%。
2、氯碱生产实施节能降耗的意义
氯碱生产是高能耗、高物耗、高污染的“三高”行业。创建节能型氯碱企业，推行清洁生产，节能降耗、减少污染排放，从而降低生产成本，已成为氯碱企业生存和发展、提高经济效益、实现可持续发展的根本保证。作为节能减排的重点行业，节能减排任务完成情况如何，直接影响到国家整体节能减排的实现，所以在氯碱行业进行能量系统优化工程，有利于节约资源、降低能耗。节能降耗从企业的角度来讲，就是要在生产过程中有效节水、节电、降低煤耗、降低天然气耗、降低蒸汽耗、节约资源，提高单位能源的综合利用率，进而用最少的资源产生更高的利润。因此，实施节能降耗势在必行。
3、氯碱生产过程中节能降耗的具体措施
3.1 采用先进的离子膜法工艺路线
离子膜法电解技术是当今世界各国氯碱工业大力发展的清洁生产技术，其中又以高电流密度复极式零极距自然循环电解槽为最佳。采用离子膜法生产烧碱具有三点显著优势。①可大幅降低电耗，一般大中型厂隔膜法金属阳极电解工序的直流电耗最低为2350kW.h/t，而采用离子膜法的电耗为2200-2300kW.h/t，显然，离子膜法烧碱的直流电耗远远低于隔膜法。②碱浓度大幅提高且品质好，出槽的NaOH 浓度高，目前可达30%-35%（质量分数）；大幅降低蒸发工序的汽耗，平均吨碱综合能耗降低约30%，折合节电约1000kW.h；出槽电解液中含NaCl质量浓度一般在20-35mg/L，含盐量低，应用广泛。③生产的氯气及氢气纯度高，氯中含氧、含氢量小。氯气纯度达98.5%-99.0%，氢气纯度达99.9%。
3.2 因地制宜，选择合适的电解槽
氯碱生产节电的途径主要集中在电解槽，不同类型的电解槽用电量存在很大差异，槽型规模大型化，可增大电解槽容量，有利于技术管理，减少环境污染，改善劳动环境。使用的电解槽数量少，可减小电解厂房面积、降低电解槽维修费用，而且在相同产量的情况下，一台大电解槽比多台小电解槽散热少，有利于降低能耗。复极槽电极的有效面积较大。电极面积越大，离子膜的利用率越高，维修费用越省，电解槽厂房面积亦可相应减小。
3.4 节水措施
对于可以尽量循环使用的水源（ 如化盐、循环冷却水） ，从可研性报告阶段，就要考虑循环利用，减少生产直流水的用量，提高水的重复使用率。根据生产过程中产生的不同性质的污水、废水，采取不同的处理方式处理后统一回收利用。①电解的淡盐水、树脂塔的再生废水、盐泥压滤和氯氢处理的废水全都返回用于化盐。②烧碱装置的工艺冷凝水、蒸汽冷凝水全部回收综合利用。碱浓缩和蒸发的生蒸汽冷凝水可回收至锅炉房，二次蒸汽冷凝水可用于电解槽的补水，正常操作时可以减少脱盐水的消耗，整个化工装置的蒸汽尽量回收。③机封水、设备冷却水等循环利用，生化水回收后补加循环水，清净下水回收后用于植被、树木的绿化。
3.5 降低亚硫酸钠消耗
采用全卤制碱，电解装置淡盐水经过脱氯工序后直接送往采卤工序循环使用，脱氯装置
采用真空脱氯联合化学脱氯的方法除去淡盐水中的游离氯。在进行脱氯时，降低淡盐水pH值，可有效减少游离氯的含量，而且使存在的游离氯大部分以Cl2的形式存在，有利于真空脱氯，并降低亚硫酸钠消耗。
3.5 节约水蒸气的方法
通过HCl合成锅炉产生的热量来制造水蒸气，每小时能够节省新鲜蒸汽24-25t。在对碱水进行蒸发处理时，可以运用三效逆流降膜技术。采用这种技术蒸发碱水，可以大幅减少水蒸气消耗。相对传统的双效降膜技术而言，三效逆流降膜技术蒸发每吨碱水能够节省约200kg水蒸气。在采用降膜技术对碱水进行蒸发处理时，可以在热气输入熔炉之前，利用烟道气的剩余温度进行预热，同时收集蒸汽冷却的冷凝水，这样不但可以节约水蒸气还能节约大量的天然气。
3.6 合理运用新型节能设备
①氧阴极电解槽。这是一种新型的电解槽，其主要是采用氧气电极还原反应，由于阴极没有氢气析出，所以可以有效降低电压和电解过程的能耗。这种电解槽适用于既消耗氯气又副产氯化氢产品的工厂，不仅可以能够对副产物氯化氢进行有效利用，总的生产成本也随之大幅下降，节能效益十分显著。②膜极距电解槽。目前，国内大部分氯碱生产中，采用的都是离子膜工艺，这种生产工艺的发展进一步推动了离子膜电解槽的发展，膜极距电解槽便是较具代表性的产品之一。这种电解槽最为显著的应用优势在于较低的槽电压和电耗，它的节电效果十分显著，现阶段已有部分氯碱企业进行了成功应用，取得了一定的成效。
3.7 余热再利用
在氯碱生产中，当合成HCl时，热水的送出温度一般会高于要求温度，多余的热水则可作为其他机组的动力源，这样可以使余热获得有效利用。同时可适用不同型号的蒸汽炉，对蒸汽进行回收再利用，以此来补给厂区供热。此外，在转化器运行过程中，氯乙烯热水的余热可以确保溴化锂机组的正常运转。
3.8 减少污染物排放的技术措施
在氯碱生产中会产出大量的盐酸，为了提高这种副产物的利用价值，应当将其高效合成有机氯化物。此外，还可以联合使用MVR与高回收率的反渗透装置，降低废水预热能耗，有效处理含盐量高的水质，大幅度提升水回收率，从而降低氯碱装置运行成本，实现废水零排放。
4、结束语
综上所述，能耗过高是氯碱生产中普遍存在的问题，这一问题在一定程度上影响了氯碱行业的发展。为此，必须在氯碱生产中，采取合理可行的方法和技术措施，降低电耗、水耗等，并减少污染排放，这对于推动我国氯碱行业的发展具有非常重要的现实意义。
参考文献：
[1]侯亚楠，李涛.氯碱生产中节能降耗[J].中小企业管理与科技，2010（28）：234-235
[2]王金柱，杨永杰.氯碱企业节能降耗措施研究[J].中国化工贸易，2014（15）
[关键词]氯碱 生产 节能降耗 措施
中图分类号：te08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0263-01
前言
氯碱企业面临产能严重过剩、行业内部竞争、国家宏观调控等巨大压力。节约能源、降低消耗、减少排放，从而降低生产成本，已成为氯碱企业生存和发展、提高经济效益、实现可持续发展的根本保证。
1、氯碱生产的概述及能耗情况
氯碱生产概括来说，是运用高饱和度的工业盐水炮制纯H2、Cl2和其他工业原料的过程。氯碱生产领域中，通常采电解方式来分解纯氯化钠，制造氢氧化钠、氯气和氢气，然后再运用这些工业原料制造其他化工材料。这一系列工业生产活动综合起来就是氯碱工业。氯碱工业是当前工业加工制造领域中最主要的化学工业，运用氯碱制造技术生产的产品被广泛运用于各个工业生产行业，氯碱生产使用的主要原材料有：工业NaCl、电石、C2H3Cl等；运用氯碱技术制成的产品主要有：NaClO、不同纯度不同状态的Na（OH）2、H2、Cl2、PVC材料等。在运用氯碱技术制造化工产品的过程中，会消耗大量的能源，其中消耗量最大的能源主要有：水资源、电能、天然气燃料、煤炭燃料等，其中消耗量最大的能源是电能，约占氯碱制造能耗的59%，其次是水资源消耗，约占总能耗的21%，煤矿消耗约占17%，天然气消耗约占3%。
2、氯碱生产实施节能降耗的意义
氯碱生产是高能耗、高物耗、高污染的“三高”行业。创建节能型氯碱企业，推行清洁生产，节能降耗、减少污染排放，从而降低生产成本，已成为氯碱企业生存和发展、提高经济效益、实现可持续发展的根本保证。作为节能减排的重点行业，节能减排任务完成情况如何，直接影响到国家整体节能减排的实现，所以在氯碱行业进行能量系统优化工程，有利于节约资源、降低能耗。节能降耗从企业的角度来讲，就是要在生产过程中有效节水、节电、降低煤耗、降低天然气耗、降低蒸汽耗、节约资源，提高单位能源的综合利用率，进而用最少的资源产生更高的利润。因此，实施节能降耗势在必行。
3、氯碱生产过程中节能降耗的具体措施
3.1 采用先进的离子膜法工艺路线
离子膜法电解技术是当今世界各国氯碱工业大力发展的清洁生产技术，其中又以高电流密度复极式零极距自然循环电解槽为最佳。采用离子膜法生产烧碱具有三点显著优势。①可大幅降低电耗，一般大中型厂隔膜法金属阳极电解工序的直流电耗最低为2350kW.h/t，而采用离子膜法的电耗为2200-2300kW.h/t，显然，离子膜法烧碱的直流电耗远远低于隔膜法。②碱浓度大幅提高且品质好，出槽的NaOH 浓度高，目前可达30%-35%（质量分数）；大幅降低蒸发工序的汽耗，平均吨碱综合能耗降低约30%，折合节电约1000kW.h；出槽电解液中含NaCl质量浓度一般在20-35mg/L，含盐量低，应用广泛。③生产的氯气及氢气纯度高，氯中含氧、含氢量小。氯气纯度达98.5%-99.0%，氢气纯度达99.9%。
3.2 因地制宜，选择合适的电解槽
氯碱生产节电的途径主要集中在电解槽，不同类型的电解槽用电量存在很大差异，槽型规模大型化，可增大电解槽容量，有利于技术管理，减少环境污染，改善劳动环境。使用的电解槽数量少，可减小电解厂房面积、降低电解槽维修费用，而且在相同产量的情况下，一台大电解槽比多台小电解槽散热少，有利于降低能耗。复极槽电极的有效面积较大。电极面积越大，离子膜的利用率越高，维修费用越省，电解槽厂房面积亦可相应减小。
3.4 节水措施
对于可以尽量循环使用的水源（ 如化盐、循环冷却水） ，从可研性报告阶段，就要考虑循环利用，减少生产直流水的用量，提高水的重复使用率。根据生产过程中产生的不同性质的污水、废水，采取不同的处理方式处理后统一回收利用。①电解的淡盐水、树脂塔的再生废水、盐泥压滤和氯氢处理的废水全都返回用于化盐。②烧碱装置的工艺冷凝水、蒸汽冷凝水全部回收综合利用。碱浓缩和蒸发的生蒸汽冷凝水可回收至锅炉房，二次蒸汽冷凝水可用于电解槽的补水，正常操作时可以减少脱盐水的消耗，整个化工装置的蒸汽尽量回收。③机封水、设备冷却水等循环利用，生化水回收后补加循环水，清净下水回收后用于植被、树木的绿化。
3.5 降低亚硫酸钠消耗
采用全卤制碱，电解装置淡盐水经过脱氯工序后直接送往采卤工序循环使用，脱氯装置
采用真空脱氯联合化学脱氯的方法除去淡盐水中的游离氯。在进行脱氯时，降低淡盐水pH值，可有效减少游离氯的含量，而且使存在的游离氯大部分以Cl2的形式存在，有利于真空脱氯，并降低亚硫酸钠消耗。
3.5 节约水蒸气的方法
通过HCl合成锅炉产生的热量来制造水蒸气，每小时能够节省新鲜蒸汽24-25t。在对碱水进行蒸发处理时，可以运用三效逆流降膜技术。采用这种技术蒸发碱水，可以大幅减少水蒸气消耗。相对传统的双效降膜技术而言，三效逆流降膜技术蒸发每吨碱水能够节省约200kg水蒸气。在采用降膜技术对碱水进行蒸发处理时，可以在热气输入熔炉之前，利用烟道气的剩余温度进行预热，同时收集蒸汽冷却的冷凝水，这样不但可以节约水蒸气还能节约大量的天然气。
3.6 合理运用新型节能设备
①氧阴极电解槽。这是一种新型的电解槽，其主要是采用氧气电极还原反应，由于阴极没有氢气析出，所以可以有效降低电压和电解过程的能耗。这种电解槽适用于既消耗氯气又副产氯化氢产品的工厂，不仅可以能够对副产物氯化氢进行有效利用，总的生产成本也随之大幅下降，节能效益十分显著。②膜极距电解槽。目前，国内大部分氯碱生产中，采用的都是离子膜工艺，这种生产工艺的发展进一步推动了离子膜电解槽的发展，膜极距电解槽便是较具代表性的产品之一。这种电解槽最为显著的应用优势在于较低的槽电压和电耗，它的节电效果十分显著，现阶段已有部分氯碱企业进行了成功应用，取得了一定的成效。
3.7 余热再利用
在氯碱生产中，当合成HCl时，热水的送出温度一般会高于要求温度，多余的热水则可作为其他机组的动力源，这样可以使余热获得有效利用。同时可适用不同型号的蒸汽炉，对蒸汽进行回收再利用，以此来补给厂区供热。此外，在转化器运行过程中，氯乙烯热水的余热可以确保溴化锂机组的正常运转。
3.8 减少污染物排放的技术措施
在氯碱生产中会产出大量的盐酸，为了提高这种副产物的利用价值，应当将其高效合成有机氯化物。此外，还可以联合使用MVR与高回收率的反渗透装置，降低废水预热能耗，有效处理含盐量高的水质，大幅度提升水回收率，从而降低氯碱装置运行成本，实现废水零排放。
4、结束语
综上所述，能耗过高是氯碱生产中普遍存在的问题，这一问题在一定程度上影响了氯碱行业的发展。为此，必须在氯碱生产中，采取合理可行的方法和技术措施，降低电耗、水耗等，并减少污染排放，这对于推动我国氯碱行业的发展具有非常重要的现实意义。
参考文献：
[1]侯亚楠，李涛.氯碱生产中节能降耗[J].中小企业管理与科技，2010（28）：234-235
[2]王金柱，杨永杰.氯碱企业节能降耗措施研究[J].中国化工贸易，2014（15）