浅谈纯碱生产过程中低品位热能的回收利用

李俊杰，匡勇娇，李岸芷

（广东南方碱业股份有限公司，广东 广州 510760）

广东南方碱业股份有限公司原设计年产20万t纯碱，是广州市“八五”期间重点建设项目之一。自配3台65t／h锅炉，2台6000kW发电机，采用卤水精制、冷冻提硝、真空制盐和利用含硝矿盐为原料的氨碱法盐碱联合纯碱生产企业。公司主要工艺技术是引进比利时索尔维公司的真空蒸馏、盐水精制和化灰三项技术，也是当时国际上纯碱生产较先进的工艺技术。经过多年技术创新、挖潜改造，现公司纯碱生产能力为600kt／a，无水芒硝85kt／a。

1 纯碱生产过程中低品位热能分析

纯碱生产中蒸汽加热点较多，蒸汽消耗量大，蒸汽冷凝水直排，尾气、锅炉烟气、废液带走热量；另一方面，系统生产换热设备多，生产过程中产生大量的工艺热能需及时移走，同时还消耗大量的循环冷却水。纯碱生产中低品位热能包括高温废气余热、冷却介质余热、化学反应余热、废汽废水余热、高温产品和炉气余热等。我司技术中心组织对全厂范围内进行了一次低品位热源的初步调研。目前我司纯碱生产过程中部分可利用低品位热源及其热值如表1所示。

从上表中热值的数据显示，热能损失最大的是重碱蒸馏、碳化反应过程大量冷却水带走热量，其次是清废液排放、炉气、CO2压缩机及后冷循环冷却水带走热量，损失热量最小是重灰流化床尾气带走的热量。

表1 纯碱生产主要低品位热源可利用热值表

2 低品位热能综合利用情况

2.1 乏汽和蒸汽冷凝水余热的回收利用

1）汽轮机乏汽经过减温减压之后进入蒸汽管网，产生约20t／h、0.3MPa低压蒸汽用作蒸吸工序、盐硝制盐和提硝工序的热源。

2）CO2压缩机乏汽回收用作蒸馏塔热源，蒸氨后的废淡液（75℃50m3／h）送到石灰化灰用作化灰水用；3t／h 80℃锅炉连排水回收至化灰。

3）煅烧炉冷凝水及硝干燥空气加热器冷凝水经过一次、二次闪发之后，产生的二次蒸汽并入低压蒸汽管网，冷凝水送回电站锅炉，流程如图1。

图1 乏汽和蒸汽冷凝水余热回收

2.2 利用煅烧炉部分炉气热能预热锅炉脱盐水

煅烧炉气降到60℃以下经压缩机送碳化使用，需大量循环水带走炉气的热量，增大了循环水系统的负荷。而脱盐水需要加蒸汽预热到104℃才能进锅炉汽包，如果用炉气的热量把脱盐水预热，其节能量十分可观。

现将一台波纹管换热器脱盐水代替循环水，脱盐水经炉气预热后再送去锅炉，这样利用预热锅炉脱盐水的方式达到炉气降温的目的。

图2 炉气热能预热锅炉脱盐水

2.3 利用CO2压缩机后冷器预热反渗透进水

东江水经水处理后进入反渗透装置制脱盐水供公司锅炉用水，因冬季气温较低，进水温度低于30℃时，反渗透产水率下降明显。因此，在反渗透进水管加装一台管道泵，把反渗透进水送至重碱一台CO2压缩机后冷器换热，然后，送回热电反渗透装置。输送直流水约90m3／h，温度可以从16℃升高到41℃，压缩出气温度指标控制正常，反渗透装置产水量增加明显，单台反渗透装置每小时产水多5～10t，产水率提高20%～30%。

2.4 化灰排气筒余热回收

化灰机内石灰消化产生大量的热量，蒸汽附带着细小颗粒从化灰机尾部排气筒排入大气，对环境造成一定的影响。

在化灰排气筒上增加喷淋和回收装置，用直流水进行两层喷淋，加入直流水30～40m3，水温从23℃升到80℃，有效地对化灰机排气筒排出的尾气进行冷却降温，回收化灰尾气余热，升温后的直流水用于化灰，每小时可节约蒸汽3t。同时，减少排气筒排出的粉尘，改善了现场环境。

2.5 真空吸收塔上部冷却水热量回收

氨盐水在真空吸收塔内吸氨反应产生热量，由循环水经冷却水箱换热后（温度48～55℃）送至化灰水槽，对其热量进行回收利用，化灰低压蒸汽消耗降低3～5t／h，年节约运行成本462万元。同时，减少高温水返回循环水水场，水场温度下降0.5℃左右，提高循环水的品质。

3 低品位热能利用的展望

我司近几年在节能降耗方面取得了显著地成绩，今后继续在低品位热源的综合开发利用上进一步挖潜。目前，我司正在积极地寻找途径，开发利用余热回收新技术，在未来几年内将实现煅烧炉气、清废液等低品位热源的热量回收利用，为我司节能降耗作出贡献。