摘要：随着我国经济在快速发展，社会在不断进步，在目前能源紧张，烧碱市场饱和及疲软的情况下，氯碱工业面临新的机遇和挑战。如何最大限度地降低能源消耗、降低生产成本、增强企业的竞争力，成为企业目前的首要任务，也是企业在激烈的市场竞争中能否立足的根本所在。电槽及离子膜的制造商，以及所有的氯碱人通过不断探索及改进，推动节能技术的进步，使氯碱能耗不断降低，文章通过对氯碱生产过程可回收利用的能量进行详细解析，希望能对从事氯碱生产的同仁有所启发。
关键词：离子膜法烧碱;节能降耗;盐水;电解;蒸发;氯氢处理;氯化氢合成
引言
近些年，离子膜生烧碱产在全球范围内有了综合而全面的发展，为了提高产品在市场上的竞争力，降低生产成本并创造最佳技术条件，相关企业必须增强其自主创新能力，积极开发节能减排新技术，保护环境，争取稳定、快速、可持续发展。基于此，文章将针对离子膜在烧碱生产过程中的节能降耗措施展开探索。
1生产工艺现状
离子膜电解装置在运行过程中只要出现波动，将导致含氯淡盐水温度、pH值、碱量等指标发生变化。淡盐水中游离氯脱除不掉，将以2种形式存在，第一部分为溶解氯，其溶解量与淡盐水的温度、浓度、溶液上部氯气的分压有关；第二部分是因为电解中OH-反渗使淡盐水中的OH-增多，从而发生如下反应：Cl2+2OH-→ClO-+Cl-+H2O。游离氯存在于盐水中，会腐蚀盐水精制系统的设备和管道，阻碍一次盐水工序中沉淀物的形成，损害二次盐水工序过滤器的过滤元件和螯合树脂塔中的树脂，危害极大，因此，含氯淡盐水无法送往化盐工序，只能外排，在外排过程中将出现大量氯气外溢，造成环境污染和原盐的大量浪费。
2离子膜烧碱生产中节能降耗措施
2.1采卤泵换型技术
某企业所使用采卤工序主要通过三台采卤泵，在经过一年运行后，发现两个主要问题，首先，便是一种流量匹配问题。为能够满足生产要求，两个泵必须同时运行，这种运行模式使盐水提取的能耗增加了近一倍有余，这便导致这一技术不具备将强经济性，其必须基于实际工作条件和执行器速度要求。如果是多段速度，则必须考虑到最大流量，并且各种泵和阀皆存有泄漏现象，但是可以通过相应曲线对其加以调整。基本上，其主要是由执行器向后计算，同时考虑到泄漏量和泵末端适当放大率另一个是制造质量和技术性能，盐水提取泵是在两端均带有机械密封的多级泵。另一种实用新型技术是用于井的盐水提取，与泵的一种用于快速去除内部结晶的方法，其结构是将进口部分安装在潜水电机上，将泵体安装在进口部分上，将出口管安装在泵体上，并引入水连接到泵体，水导入套管覆盖进水段和电机内部。进水段也可以连接在泵体下方，潜水电机安装在泵体上，旁路水套连接在进水段和软管下方出口与泵体的侧面，盐水提取泵进水口延伸至旁路套进水口，将新鲜水从地面通过出水管直接引入泵体，随后将盐水通过盐水泵吸入口压入泵体，到达泵套盐水，然后使盐水通过盐水泵送水套，将管道入口压入盐水萃取井中，盐水抽水泵电机进行变频和减速以搅动淡水，搅拌速度选择为正常运行速度的20％。这一方式优点在于结构简编、性能稳固、使用方便快捷、省力、经济、可快速处理盐水泵内部结晶。
2.2树脂塔再生废水回收
为保证离子膜电解性能的优质稳定，须通过离子交换树脂进行二次盐水精制。螯合树脂能与二价金属离子结合为稳定结构，从而达到进一步降低Ca2+和Mg2+浓度的效果。螯合树脂工作一段时间后，钠型树脂逐步转化为钙型树脂，螯合能力丧失，这时须对螯合树脂进行再生，再生的碱性和酸性废水均回收至乙炔车间二三级沉降池，作为发生器补水。跟踪取样分析发现，水洗三过程和碱再生70min后，树脂塔所排废水均呈碱性，因此可以与酸性废水分开进行回收。改造后将碱性废水回收，并替代生产水用于一次盐水工序及氯氢处理工序废氯气吸收塔配制碱液，节约了生产水及成品碱。
2.3氯碱过程中能量利用情况
(1)化盐过程中需要用蒸汽加热，需要的热量为1．90×107kJ/h，消耗蒸汽7t/h。(2)电解过程中进槽碱需要蒸汽加热需要的热量为4．54×106kJ/h，消耗蒸汽1．7t/h。(3)氯气处理过程中，需要用冷水对氯气及干燥氯气的循环硫酸进行冷却，约需要的冷量为4．18×106kJ/h(每年使用7个月左右)消耗蒸汽1．0t/h。(4)冷冻脱硝所用的冷冻机，制冷量约为1．05×106kJ/h。(5)洗浴用热，用水量1．5m3/h，从10℃加热至42℃。需用热量2．01×105kJ/h。(6)厂区供热，总供热面积按10000m2，平均供热指标120W/m2(431kJ/m2)，需用热量4．31×106kJ/h。(7)厂区管道管道伴热。利用余热总的需求量:3．33×107kJ/h，工艺可回收余热利用率按85%计，可以回收的热量:3．93×107×0．85=3．34×107kJ/h基本与需求相当。
2.4烧碱装置脱除氯酸盐工艺技术改造
烧碱装置目前大部分采用热分解法脱除氯酸盐，通过加入盐酸(酸度在2.3mol/l左右)和加热（95℃以上）使氯酸盐进行分解。国内较先进的还原剂法脱氯酸盐工艺成熟，对氯酸盐脱除技改项目实施后，节省蒸汽、节约盐酸、降低烧碱消耗，操作弹性更大，能有效解决分解能力不足的问题。采用该技术，一套年产20万吨烧碱装置每月可减排废水约1000吨，蒸汽用量降低约为0.7t/h，按照年运行8000小时计算，节约蒸汽约5600吨，折合标油约为448吨/年，年效益355万元。
2.5氯化氢合成工序冷凝酸的回收利用
氯化氢合成岗位合成炉冷凝器及氯化氢管道产生一定量的冷凝酸，改造前作为废酸卖掉，价格低。电解后的淡盐水溶解了少量氯气，须进行淡盐水脱氯。脱氯分为物理脱氯和化学脱氯，物理脱氯就是破坏有效氯体系平衡，使有效氯从体系中分离出来，须提高淡盐水酸度，因此须加酸。另外，一次盐水精制过程中，须加入碳酸钠形成碳酸钙沉淀而除去Ca2+，在过滤过程中，在凯膜过滤器上结垢，须定期用盐酸清洗除垢。因此，将氯化氢合成岗位的冷凝酸替代高纯酸，用于淡盐水脱氯及一次盐水工序凯膜的清洗。
2.6树脂塔再生节能措施
螯合树脂塔是盐水精制的关键装置。原采用两塔运行、一塔再生模式，树脂再生次数多。现采用三塔、两塔交替串联运行，即3个树脂塔全部上线，运行72h后，其中1个下线再生，这时变为2塔运行，再生后上线又变成3塔，如此反复。改造后，减少了树脂再生次数，延长了运行周期，在保证二次盐水质量的前提下，有效减少螯合树脂塔再生废水的排放，降低树脂塔再生过程的物料消耗。
结语
除了含氯淡盐水回收、盐泥洗涤、离子膜保养性能恢复、实行峰谷平电价调整负荷、冷凝水回收外，电解装置系统生产线长，水、电、气等方面的节能降耗还有很大空间。该公司根据装置的实际运行状况，正在努力查找节能降耗突破口，希望能够找到更多、更好的节能降耗措施。
参考文献
[1]杨佳.氯碱生产中的节能降耗技术[J].氯碱工业,2016(6):44-45.
[2]王志勇,李和平,尹志刚.离子膜烧碱生产工艺的优化[J].桂林理工大学学报,2011,31(1):100-105.
[3]宋伟.离子膜法烧碱生产中的节能减排措施[J].中国氯碱,2014(8):40-42.
[4]刘俊.离子膜烧碱生产中节能降耗措施介绍[J].新疆化工,2016(3):12-15.