摘要：现阶段，节能环保受到越来越多人们的重视，政府部门陆陆续续出台了各种节能环保的政策与方案，企业也开始转为节能环保型发展。根据烧碱生产过程中存在的冷却、加热交叉需求，且温度区间重合度较大等特点，通过工艺优化达到低温热能资源化利用的目的。
关键词：低温热能；综合利用；资源化；节能减排
引言
当前，科技技术不断升级，利用各种形式改进生产设备、提高工艺流程成为了企业的第一目标。但是，在烧碱蒸发工艺的操作过程中，有许多过度消耗能源的现象，这损害了我国的经济利益，也阻碍了烧碱蒸发工艺技术的发展。因此，急需要科研人员开发创新进行节能改造提高。
1我国烧碱蒸发工艺的现状
1.1隔膜烧碱蒸发工艺
隔膜烧碱蒸发工艺是我国企业生产中最常用的烧碱蒸发技术之一，据相关资料显示，目前，我国隔膜烧碱蒸发工艺的生产总量每年可以高达六百五十万吨，隔膜烧碱蒸发工艺的生产量大约为我国烧碱蒸发总量的一半，这个数据已经明显的说明隔膜烧碱蒸发技术在我国应用之广。隔膜烧碱蒸发工艺技术的主要生产流程包括三个环节，烧碱蒸发的产物是各种烧碱产品，烧碱产品的主要组成物质是氯化钠，烧碱产品中氯化钠的含量基本上都是30%左右，含量高的氯化钠产品很少。氧阴极技术是我国自主研发的烧碱蒸发工艺技术，这种工艺技术就是三效逆流降膜蒸发工艺，生产设备也是我国企业自主研发制造的，目前，三效逆流降膜蒸发工艺和技术的发展相对较成熟些。隔膜烧碱蒸发工艺的大力发展，是在我国可持续发展的社会背景下产生的，是具有时代特点的工艺技术，当今社会中很多企业不仅利用隔膜烧碱蒸发工艺获得了丰厚的经济利润，还使得企业转型为绿色环保性企业。
1.2新兴烧碱蒸发工艺
在烧碱蒸发工艺的发展过程中，隔膜蒸发工艺是技术支撑。我国科学技术的不断提高和我国经济及综合国力的不断发展带来了我国的烧碱蒸发工艺的不断发展和提高，产生了新的研发成果，在现代科学技术的基础上，我国自主研发出各种新型的烧碱蒸发工艺流程，例如零距离子膜电解槽工艺、氧阴极工艺和新型蒸发工艺，这些都极大地促进了我国的工业化程度，尤其是零极距离子膜电解槽工艺。从新型的烧碱蒸发工艺产生到现在，我国的烧碱蒸发产品产量基本实现了烧碱行业二百万吨的产能升级和改造，新开发的烧碱工艺技术将会节约能源，减少浪费和污染，可以带动我国经济利益的提高和发展。
2烧碱低温热能回收利用可行性分析
烧碱生产工艺中，盐水精制系统需要将温度控制在60℃左右，主要原因是既要提高原盐溶解速度，也要缩短盐水精制反应时间，还要保证下游螯合树脂反应活性。烧碱正常生产中，精盐水在电解反应中损耗50%氯化钠和20%的水，需在化盐操作过程中补足。其中20%的水分损耗主要通过补充常温生产水实现。补充的原盐和生产水均为常温，通过化盐操作不仅将其融入生产系统，还需要通过热水或副产蒸汽加热提温至65℃。与此同时，电解工序成品烧碱浓度32%，温度在80℃左右，需通过循环水冷却降温，降低烧碱对管道、设备的腐蚀。从工艺需求上分析，生产水需要从25℃（常温）被加热至55℃左右，32%成品烧碱需从80℃冷却至45℃以下。理论上，用生产水冷却成品烧碱，同时被成品烧碱加热提温在理论上完全可行。根据系统水平衡计算，烧碱系统需补充新鲜生产水在150m3/h左右，为保证操作性能，引出140m3/h生产水用于冷却烧碱。生产水从25℃提温至55℃，再进入化盐水系统，只需少量补充蒸汽即可确保生产工艺需求。项目有效利用烧碱余热即为节约蒸汽热量和生产水提温吸收热量140×（50-20）×1=420（万kcal/h）。根据生产运行数据，现有烧碱生产装置可回收32%成品烧碱产品低温热能35℃×（88+74）t/h×0.864kcal/kg.℃=489（万kcal/h），完全能够满足生产水提温需要。
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3烧碱蒸发工艺的技能改造建议
3.1传统工艺的改造创新
传统的烧碱蒸发工艺为强制性的循环工艺，企业要把其转变成三效逆流工艺，三效逆流工艺在一定程度上可以减少对环境的污染，但是其生产活动的能耗相对较高，生产工艺技术有一定的局限性，像是氯化钠含量在45%以上的烧碱产品，传统工艺是无法实现的。根据烧碱产品的生产流程可以得知，45%的烧碱溶液，生产中最少消耗蒸汽能量3600KG/吨，如果改用三效逆流工艺，生产浓度在59%的烧碱溶液，其蒸汽消耗总量大约为3000KG/吨，因此，可以得出，生产相同数量、相同浓度的烧碱溶液，传统的三效顺流工艺技术比三效逆流工艺技术的耗能更多，资源浪费的多。因此，企业的生产活动中，要把三效顺流工艺变成三效逆流工艺，在资源节约方面，提高企业的生产效率，为企业获取更多的经济效益。
3.2直接接触式冷凝设备的应用
直接接触式冷凝装备的工作原理是充分利用本身的的多块筛板，直接接触的冷凝设备再搭配高压蒸汽喷射泵，提高直接接触的冷凝设备的真空度，用这种方式，会大大减少耗电量，并且它们的构造相对来说比较简单和单一，对水的压力没有特别高的要求，可以实现节能生产。
3.3离子膜法蒸发工艺和泵法烧碱技术
传统烧碱电解工艺的使用范围比较窄，适用于那些对烧碱产品浓度要求不高的企业，隔膜法烧碱电解工艺生产出的烧碱产品中氯化钠含量一般在30%到32%之间，产品中含水量很大，有些烧碱产品中的水分含量甚至超过70%，不利于产品的长途运输，运输成本也相应的增加了。50%浓度的烧碱产品是最合适的，运输费用也是最低的，例如日本、法国等发达国家，对这类产品采取泵法生产烧碱，这种生产工艺生产出的产品浓度大约为45%左右，通过不断改进，用新型的离子膜法烧碱蒸发工艺进行烧碱产品的生产，氯化钠浓度也已达到48%和50%左右，这种生产工艺还实现了三种烧碱产品共存生产。因此，我国烧碱企业在生产中也可以采取离子膜法烧碱蒸发工艺技术，一种工艺实现多种浓度产品的同时生产，不仅有利于企业的经济效益发展，还可以提高企业的生产效率，实现企业绿色健康可持续发展。
4低温热能利用推广
在现有工艺中，离心式空压机需要通过多级循环水冷却移出压缩热，同时采用电加热方式催动仪表气再生干燥器恢复工作性能。停用离心式空压机末级冷却器，节省循环水消耗；终极压缩后的高温工艺空气代替热再生气进入再生干燥器（改型为热压缩空气再生干燥器），充分利用工艺气压缩余热对仪表气设备进行干燥脱附，减少了电能消耗，降低仪表空气制造成本。
结语
化工企业尤其是高耗能企业需积极优化生产工艺，采用能量优化利用原则合理组织能量多次利用，高能高用，低能低用，按质用能，按需供能。具体说来就是对热资源要尽量先产功再用热，即使对热量利用也要按能级高低分别回收使用，高温热源加热高温物料，低温热源加热低温物料，构成按能量等级高低综合利用的总能体系，从而达到较高的能量利用效率，实现节能和经济发展的有效平衡。
参考文献
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[4]韩艳利．烧碱蒸发碱性冷凝液回用电解槽运行总结．中国氯碱，2016（5）：1－4．
论文作者:权晓飞
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第12期
论文发表时间:2019/9/25
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