摘要：氯碱生产属于基础性化工产业之一，它在近年来我国化工产业体系中得以快速发展，为了响应国家绿色环保生产政策号召，氯碱生产中也开始大量融入节能环保技术改造。本文中泛谈了国内化工企业氯碱生产中所应用到的节能设备与节能技术，并结合案例对某B化工厂氯碱生产中所应用的节能技术改造体系进行介绍分析。
关键词：氯碱生产；节能技术改造；节能设备；低压节电装置
一、氯碱生产中的节能设备与节能技术分析
（一）氯碱生产节能设备的技术应用分析
目前国内化工企业中比较常见的氯碱生产节能设备就包括了膜极距电解槽和氧阴极电解槽，下文将结合这两项设备进行设备节能效应分析。
1膜极距电解槽节能设备技术应用分析
膜极距电解槽采用了离子膜电技术，它是从低电密逐渐转化为解槽利用技术形式，其技术雏形为离子膜烧碱生产技术。目前在氯碱生产节能设备中膜极距电解槽节能设备的应用效率较高，这主要是因为它的槽电压、电耗都相对偏低，可实现对旧型电解槽的有效改造，同时为离子膜电解槽大量节能，可有效助力氯碱生产技术提高生产效率。
2氧阴极电解槽节能设备技术应用分析
在国内氯碱生产工业中存在至少5%~8%的无用电能消耗，这一电能浪费大大削弱了氯碱倡导绿色环保生产的现实意义。究其原因，氯碱工业生产中主要的耗能位置就是离子膜电解槽。所以目前国际上已经研发推广了全新型的离子膜电解槽——氧阴极电解槽。新的电解槽专门利用氧气电极还原反应，所以它在阴极部分不会析出氢气，由此实现电压有效降低，同时达到降低电耗的目的。在测试中也发现，应用该设备可为化工厂氯碱生产降低电耗超过35%以上，深度推动化工企业的节能减排生产进程[1]。
（二）氯碱生产节能技术的应用分析
为了有效缓解化工企业生产经济压力，有效解决供求矛盾问题，国内大量氯碱行业也纷纷引入了先进节能技术，例如干法乙炔氯碱生产技术、煤制乙炔氯碱生产技术以及二氯乙炔、乙炔制氯乙烯氯碱生产技术等等。下文简单分析了这3种节能技术的应用。
1煤制乙炔技术应用分析
煤制乙炔技术主要是在等离子氢施加特殊条件之后所采用的节能技术，该技术能够和煤粉共同发生化学反应获得乙炔混合气，该混合气在经过气体分离和浓度提取操作后最终会产出乙炔。煤制乙炔技术的最大优点就是可大量节约电力，降低生产成本。同时，该技术不但可确保氯碱生产高效还具有一定的清洁生产属性，生产过程中对周边环境的影响非常之小，是不折不扣的绿色节能环保氯碱生产技术。
2干法乙炔技术应用分析
干法乙炔技术的关键就在于采用电石水分解技术，该技术应用中应用水分较少所以称之为“干法”，其中所获得的电石渣含水量只有最多10%左右。该技术的优点就在于能够最大限度规避传统氯碱生产中所存在的电石渣浆现象，所以整体来讲它在氯碱生产中大量节约了水土能源，有效降低了氯碱生产成本。
3二氯乙烷和乙炔制氯乙烯技术应用分析
二氯乙烷和乙炔制氯乙烯技术的基本应用原理就是二氯乙烷与乙炔二者之间进行深度接触并产生化学反应。该技术应用非汞类物质作为氯碱生产催化剂，同时在生产过程中最大限度降低电石消耗，减少整个生产过程对电石的依赖性，间接降低生产成本。在生产过程中还能有效解决汞污染问题，所以为国内绝大部分化工企业所青睐，大量投入应用于氯碱生产活动中。
二、某B化工厂氯碱生产中的节能技术改造应用案例
在我国，化工企业生产氯碱用电耗能极大，其电力能耗约占到全国总电力能耗的1/10，所以作为用电能耗大户，B化工厂必须思考在氯碱生产中融合节能技术改造思维，为企业生产氯碱开辟新路径。
（一）引入低压节能装置实现技节能技术设备改造——有效降低负载功率
B化工厂在2018年引进了低压节能装置，目的就是将其安装于氯碱生产照明系统中投入生产应用。在引入设备之前，B化工厂的单体车间现场生产环境相当恶劣，光源整流器运行不稳定，为氯碱生产施工人员增加大量劳动强度与负担。特别是在防爆区检修工作因为照明系统运行不利更为生产设备检修人员带来更大危险。究其原因，主要是因为B化工厂生产车间中的原有光源及整流器寿命较短，晚间车间内电压较高且三相电流不够平衡，电源侧侵入容易侵入高次谐波。在使用了全新的低压节能装置后，氯碱生产照明系统的光源系统运行寿命有所延长，相比于普通电能半年的运行寿命延长3倍左右。从节电装置技术应用角度分析，B化工厂所引入的低压节能装置在氯碱生产照明系统中发挥了以下3点技术作用：
它降低了氯碱生产设备的负载功率，节电装置本身设置了多个档位进行降压，通过降低负载电压有效索取电网功率，可实现至少10%~30%左右的降压，为氯碱生产照明系统节省电能消耗。同时，该低压节能装置是不扩充电容的，即在完全不增加主变压器容量的基础上优化调整氯碱生产用电设备数量与布局[2]。
（二）有效稳定生产供电电压
它稳定了氯碱生产设备的供电电压。由于B化工厂的生产电压普遍较高（特别是晚间），所以其灯具与整流器一直处于额定高电压状态下运行，容易导致设备过度发热，寿命严重缩短，且会形成较大的能源浪费。另外在超压供电状态下氯碱生产设备的负荷电流也会增加，电能消耗相应增加。所以B化工厂在低压节能装置中专门设置了自动控制节电装置，除稳定供电电压以外，还降低了不必要的供电损耗，合理满足了氯碱生产节能要求。再一点，它保护了终端设备，为终端设备使用寿命延长3~4倍左右。
（三）有效抑制高次谐波问题
最后，B化工厂采用该低压节能装置有效抑制了氯碱生产设备中所产生的高次谐波，封闭了电源侧高次谐波侵入路径，如图1。
图1 B化工厂低压节能装置高次谐波滤波效果示意图
如图1，B化工厂在氯碱生产过程中会产生大量高次谐波，其中以三次、五次谐波最多，频率大约为150周和250周，这严重影响了氯碱生产设备的整体运行效能。在使用B化工厂所引进的低压节能装置后，氯碱生产中所产生的高次谐波被有效抑制，例如其中面向电网传送的谐波成分有所减少，大量干扰谐波被该装置完全过滤掉，真正起到了电网清洁的良好作用，为氯碱生产过程大量节电节能[3]。
总结：
综上所述，目前国内氯碱化工行业正在突飞猛进向前发展，所以针对氯碱化工生产的节能技术改造必不可少，它不但迎合了国家绿色环保工业生产发展政策倡议，也为企业节能高效生产建立了新技术、新设备体系，实现了化工企业的科学高效稳定可持续发展态势。
参考文献
[1]孔凡锦.浅析节能技术改造在氯碱生产中的应用[J].化工管理,2014(17):220-220.
[2]蔡治通,吴斌,刘军民.节能技术改造在氯碱生产中的应用[J].纯碱工业,2009(1):41-43.
论文作者:颜丙玲 李伟
论文发表刊物:《新材料.新装饰》2018年10月上
论文发表时间:2019/6/24
标签：氯碱论文; 节能论文; 电解槽论文; 乙炔论文; 谐波论文; 化工厂论文; 技术论文; 《新材料.新装饰》2018年10月上论文;