氯化氢合成装置废热优化利用
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摘 要：介绍了溴化锂制冷技术一直是氯碱生产中一项重要技术，本文便是从实际出发，介绍了吸收式溴化锂制冷机的工作原理以及在氯碱生产中所起到的作用，同时对其在生产中所出现的问题进行了深入浅出的分析和探究并提出了相应的解决措施。该工艺的节能降耗产生的经济效益、环境效益和社会效益。
关键词：吸收式制冷 应用 溴化锂 氯碱生产 节能降耗 经济效益
一、溴化锂吸收式制冷机组的工作原理
溴化锂吸收式制冷机组是一种复合型的工程机械，可以将制冷、制热以及提供生活热水集于一体的新型工程机械，一种可以将热能转化为驱动力、把水当做制冷剂、用溴化锂溶液作为吸收剂的吸收式制冷工程机械。此项设备可以完成制冷的原理便是利用了溴化锂溶液能够吸收和产生制冷剂蒸汽的特点，通过多种循环流程来进行制冷和制热又或是提供热水的循环。现在的机组大都是热水型吸收式制冷机组（见下图），其工作原理便是把热水作为动力，制冷剂为纯水，溴化锂为吸收剂的一种综合型机组。其中下简体由蒸发器和吸收器组成，上简体由冷凝器和发生器组成，其余的机组由溶液交换机、冷凝泵、溶液泵等协同构建成。在工作时的制冷机组，它的主体是处在一种真空的状态下的。
机组在工作时各个系统都是在不停的协调：蒸发器中，存在于冷凝器中的低温冷剂水吸收掉来自于其他工作系统的冷媒水中所含有的热量，使得高温冷媒水变成低温冷媒水；这个过程同时也使得冷剂水吸收了大量的热量蒸发成为冷剂蒸汽。吸收器中，高浓度的溴化锂溶液吸收到由冷剂水蒸发成的冷剂蒸汽，变成浓度较低的溴化锂溶液；然后浓度较低的溴化锂溶液在溶液泵的运输作用下，在溶液交换器里进行加热升温之后，再运送到发生器进行二次的加热。在发生器中，浓度较低的溶液通过高温的热水的加热，再次成为温度较高的浓溴化锂溶液，同时在这个过程中会产生许多的含有热量较多的冷剂蒸汽。温度高的浓溴化锂溶液通过和稀溴化锂溶液发生了热传递过程，便再次进入吸收器。在冷凝器中，上一个过程产生的高温冷凝蒸汽进行冷却，释放大量的热量成为低温的冷凝水。这时冷剂水经过降压的过程之后再进入蒸发器，这样一个吸收式制冷工艺循环便完成了。
二、溴化锂制冷技术在公司应用情况
1.全公司溴化锂机组制冷能力
中泰化学股份有限公司制7℃冷冻水的溴化锂机组采用二种机型，一种为氯化氢合成和氯乙烯转化副产的热水型溴化锂机，另一种为中压蒸汽两效溴化锂机组。根据工艺用量，7℃冷冻水选2台蒸汽型溴化锂机组550万kcal/h；8台热水型溴化锂机组，单台制冷能力300万kcal/h，总制冷量为3500万kcal/h。系统分两套，一套为氯乙烯冷冻，由氯乙烯转化副产热水负荷的热水型溴化锂机组3台及蒸汽型溴化锂机组2台；另一套为氯碱冷冻，由氯化氢合成副产热水负荷的热水型溴化锂机组5台。
2.改造前7℃冷冻水各系统消耗热量和冷量负荷
2.1利用氯乙烯合成热水7℃冷冻水系统：实际运行中氯乙烯副产热水负荷的7℃冷冻水系统因冷量需求大，热水型溴化锂机组无法满足生产需求，蒸汽型溴化锂机组耗蒸汽在8～12吨/小时。
2.2利用氯化氢合成热水7℃冷冻水系统：目前3#装置氯化氢合成炉生产时循环热水带到氯碱冷冻的热量为1.6×107kcal/小时。每台溴化锂机组所需的热量为4.2×106kcal/小时，配套的溴化锂机组为5台300万 摘 要：介绍了溴化锂制冷技术一直是氯碱生产中一项重要技术，本文便是从实际出发，介绍了吸收式溴化锂制冷机的工作原理以及在氯碱生产中所起到的作用，同时对其在生产中所出现的问题进行了深入浅出的分析和探究并提出了相应的解决措施。该工艺的节能降耗产生的经济效益、环境效益和社会效益。
关键词：吸收式制冷 应用 溴化锂 氯碱生产 节能降耗 经济效益大卡的机组，因此溴化锂机组能消耗完氯化氢合成产生的热量。
氯碱冷冻工序下游冷量负荷为：1、离子膜、氯氢和整流用量在1000万大卡左右，而氯化氢合成热量通过板换给氯碱冷冻的溴化锂机组的热量能产生的冷量为1142万大卡，因此就存在氯碱冷冻下游负荷低无法消耗完氯化氢合成产生的热量的情况，为控制氯化氢合成炉采用的温度，只有采用部分合成炉循环热水与其它循环水系统换热的方式带走多余的热量，该控制方式不但造成热量的浪费同时增加了循环水的负荷。
3.解决系统不平衡方案
为解决氯碱冷冻装置下游负荷低造成氯化氢合成热量无法完全利用的情况，结合氯乙烯冷冻负荷高的情况，特对以下工序和设备的冷量进行测算：
（1）、乙炔车间3#装置清净负荷为83万大卡/小时；（2）、电解车间3#装置盐酸氯化氢冷却器负荷为11.4万大卡/小时。（3）、乙炔车间2#装置清净工序用冷量为：冷却乙炔用量7.6万大卡/小时，冷却乙炔气中水蒸气用量为29万大卡清净合计36.6万大卡/小时。以上各处冷量合计131万大卡/小时，与目前富裕热水热量制冷量142万大卡/小时相匹配。
以上工序中中乙炔车间2、3#清净工序用氯乙烯冷冻7℃冷冻水，电解车间3#装置盐酸氯化氢冷却器用PVC冷冻装置氨制冷产生的-35℃冷冻水。将以上各处改造为氯碱冷冻负荷后，将降低氯乙烯冷冻的负荷，减少其蒸汽消耗，减少氨制冷机组的用电量，使装置在更低的能耗中运行。
三、改造前后效果比较
改造前氯化氢合成富裕的热量采用与循环水换热，不但浪费了2.0×106kcal/小时的热量，还增加了循环水负荷，该热量在循环水系统中仅蒸发就需要3.4吨/小时的水量，同时原乙炔清净工序的冷量采用蒸汽型溴化锂制冷，需消耗大量的蒸汽，电解车间3#装置盐酸氯化氢冷却器采用的氨制冷的冷冻需也需要消耗大量的电能。
改造后，不但节约了以上部分的能耗和水耗，优化了装置，同时解决了氯化氢合成热量富裕的问题，使装置在更节能更清洁中运行。
四、节能降耗核算
1.氯乙烯冷冻减少负荷节约的蒸汽量：改造完成后减小氯乙烯冷冻负荷为119.6万大卡/小时，节约氯乙烯冷冻1.0MPa饱和蒸汽消耗3.5吨/小时，年运行8000小时计算，年节约蒸汽28000吨。
2.PVC冷冻减少负荷节约的电量：改造后减少PVC冷冻负荷11.4万大卡/小时，由于PVC冷冻采用的氨制冷其能耗为6.7Kw·h/万大卡，年运行8000小时计算，年节约电611040kw·h。
3.改造前与水因蒸发消耗的水量：装置投用后，减少循环水蒸发量3.4吨/小时，年节约水量为27200吨。
五、结束语
溴化锂吸收式机组不仅在能源上做到了节约使用，而且对工业生产周围的环境也进行了保护。为了响应国家科学发展经济，可持续利用资源的号召，很多企业也开始更换传统效率低下的工业设备，越来越重视溴化锂机组的工业成效。氯碱的制作工艺本身需要大量的热水，而且有很多低品质的热能可以使用，与此同时在企业的生产过程中要消耗大量的冷水，而氯碱可以合理使用在合成盐酸过程中产生的热水进行制冷，进行系统性的分配和合理布置，这不仅降低了氯碱制作工业中能源的消耗，而且有利的保护了周围的环境不受污染，并且在很大程度上降低了工业制作的成本，是氯碱企业节约能源、减少成本的有效措施。
参考文献
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