云南三环中化硫酸生产能源综合利用优化

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【摘 要】硫磺制酸作为磷酸二铵生产的重要的能源输出装置，对其副产的高、中、低位热能的分级、对口使用，从技术节能、管理节能的途径加强管理，降低能源消耗、提高能源的利用效率进行分析，为节能减排工作提供借鉴依据。

【关键词】硫酸生产；能源；综合优化

1 概述

硫酸，化学式为H2SO4。是一种无色无味油状液体，是一种高沸点难挥发的强酸，易溶于水，能以任意比与水混溶。硫酸是基本化学工业中重要产品之一。

节能减排是我国的基本国策，硫磺制酸厂既是硫酸的生产厂，也是不排放二氧化碳的绿色能源加工厂。在硫酸生产过程中，始终贯穿着能量的产生。含硫原料的燃烧、二氧化硫的氧化以及三氧化硫的吸收三个主要过程，均伴有大量化学热能释放出来。燃烧和氧化过程中产生的高、中温位余热利用均已有较为成熟的工艺，并得到很好的利用，但是对于数量可观的干吸循环酸系统中的低温位余热，则是通过冷却水或空气带走，还没有充分利用。再加上《硫酸工业污染物排放标准》和《工业硫酸单位产品能源消耗限额》等一系列强制性标准的公布实施，提高硫酸行业整体的节能减排水平势在必行。

2 技术节能

2.1 高温位热能的利用

高温位热能是较高温度的热能，即过热蒸汽的热能，按照硫酸满负荷运行情况计算，为371.68×106KJ/h，折标煤12.68t/h，约占65%。目前，高温位热能一般多用于供暖（冷）的热能，实现建筑物冬季供暖、夏季供冷和常年供生活热水等。

2.2 中温位热能的利用

化工行业将温度在500℃以上的热能称为高温热能，温度在250～500℃的热能称为中温位热能，二者之间可以通过技术互相转化的，低于此温度的热能称为低温位热能。

目前，对于公司的中温位热能还没有成熟的使用案例，一般通过减温减压实现低位低压后进行使用。

2.3 低温位热能的利用

世界硫酸工业低温位热能回收利用技术产业化历史约20年，到目前为止，国内已有3套低温位热能回收利用装置建成投运，其中江苏省100万吨/年、湖北省60万吨/年硫磺制酸装置的低温位热能回收利用装置系全套引进，造价相对较高；浙江省30万吨/年硫磺u制酸装置的低温位热能回收利用装置，系国内开发的技术，造价相对较低，作为整个行业的节能降耗来说，效益可观。我公司年产80万吨硫磺制酸装置，目前也正在上马此项目，到了技术论证、施工阶段。

2.4 循环冷却水热能的回收利用

循环冷却水的正常温度在80℃左右，目前，考虑靠循环水泵的压力降、温差等能量，选择靠循环水泵输出的位能及热水的能量回收，驱动水轮机来降温，既达到降温的目的，也将余热余能进行充分回用。

2.5 节能电机和电机节能技术的应用

高效节能电机采用新型电机设计、新工艺及新材料，通过降低电磁能、热能和机械能的损耗，提高输出效率。与标准电机相比，使用高效电机的节能效果非常明显，通常情况下效率可平均提高4%。电机节能技术应用主要是对有节能潜力的电机加装变频器。在日常管理中，还加装了无功补偿装置，主要目的是在电子供电系统中起提高电网的功率因数的作用，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。

3 管理节能

3.1 引入能源管理体系

能源管理体系简单的说，就是把生产企业的那些消耗如：水、电、汽（气）、风的使用过程数据，监测、记录、分析、指导，实时监控企业各种能源的详细使用情况，为节能降耗提供直观科学的依据，为企业查找能耗弱点，促进企业管理水平的进一步提高及运营成本的进一步降低。

3.2 建设能源管理中心

能源管理中心的建设是一个能源管理、控制、优化的信息化系统，通过建设集中统一的企业能源管理中心，将分布在现场的能源数据采集站、现场控制站、能源管理中心的操作站以及管理站等联系起来，完成能源的分散控制和集中管理。

3.3 实现系统节能

作为从事生产、经营高浓度磷复肥和化工产品的国有大型企业，三环中化生产技术水平处于国内领先地位，公司以“节能降耗减排”、“推动新装置、新产品项目建设”和“优化技术管理”为重点，努力开展技术创新活动，加快分公司新装置、新产品立项和实施步伐，优化技术管理流程，提高工作效率，取得了较好成效。但是，在能源管理、综合利用、能耗指标等方面依然存在不足，主要表现在：

（1）现有装置均采用国内外知名控制系统与工艺设备，自动化程度高。但没有统一的信息平台对现有的各装置的能源与生成工况信息进行整合与分析，没有进一步发挥公司自身优势，没有进一步发挥能源管理信息化辅助能源业务管理的优势。

（2）部分能源计量仪表欠缺，数据计量不准确；部分二级计量器具、三级计量器具配备不足，需要进一步补充完善。

（3）水、电、汽等各系统发展不平衡，自动化程度高低不一，少部分系统仍为手动操作，距离三环中化完全自动化、信息化的要求有一定差距。

（4）缺乏多系统统一的指挥调度平台，数据监视与操作控制不能集中统一，使生产调度命令的执行环节有所增加，在出现能源事故时，无法实现事故的快速处理。

（5）生产数据与能源数据停留在生产控制系统中，未对关键能源数据进行数据挖掘，企业生产任务决策不够科学，还可优化。

（6）能源的循环利用、余压余热余能仍还有流失，没有全部进行回收利用。

三环中化需要在强化能源生产、管控合一的管理体系，健全经济责任制的同时，充分运用现代控制技术、信息技术、计算机技术、智能模型技术等，建设一个具有分布控制、集中调度与管理功能的现代能源管理系统。对用能设备实现能源输送分配、转化使用等环节进行系统管控，做到能源科学分析与管理，合理调配利用能源，减少能源浪费；并回收利用企业的二次能源及余压、余热资源，在进行全厂能源介质平衡的基础上，搞好各种能源介质的综合利用，进而优化企业的能源结构。

4 结论

节能减排工作是企业赖以生存、发展的主要途径，通过对高、中、低位热能的回收利用、循环冷却水的热能回收及加装电机变频器等节能技术手段，达到节能环保、减少损失等目的，实现了清洁生产，且减少了排污费等，产生可观的经济效益，且效果明显，达到推广应用的作用。

参考文献：

[1]叶树滋.浅谈小硫酸生产中的节能问题[J].广东化工，1980（04）.

[2]段秀琴.硫酸生产中余热回收与节能[J].太原科技，2004（02）.

[3]曹向东.硫酸生产中高温位余热利用的方案比较和中低温位余热的回收. 能源研究与利用[J].2001（04）.