氯酸鈉生產工藝節能降耗方法

導語：氯酸鈉生產工藝節能降耗方法一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】本文對江西省內一家中鹽化工企業氯酸鈉生產過程中能耗影響因素進行了分析和闡述，結合企業的實際情況，對其節能降耗途徑進行了成功的探討，并提出了切實可行的節能降耗方法。

【關鍵詞】氯酸鈉生產；電解工序；能耗分析；工藝控制；節能降耗

1引言

氯酸鈉(NaClO3)是一種危險化學產品，主要用于造紙行業的紙漿漂白、飲用水消毒、水質處理、除草劑、印染、鞣革、炸藥、印刷油墨制造、金屬制品、鈾礦加工、二氧化氯、亞氯酸鈉、高氯酸鹽制造及其他氯酸鹽等領域。該產品的物理性質呈固體狀態，白色或略帶黃色晶體，味咸而涼，其相對密度為2.49g/cm³，熔點255℃，加熱到300℃以上，易分解出氧氣，有潮解性。其化學性質表明，在中性或弱堿性中氧化能力較弱，在酸性或有誘導氧化劑存在時，為強氧化劑，與酸類作用放出二氧化氯；與硫、磷及有機物混合或受撞擊易引起燃燒和爆炸。氯酸鈉的生產是通過電化學反應實現的，其化學反應略述如下：鹽或氯化鈉(NaCl)與水(H2O)在電能的作用下化合生成氯酸鈉(NaClO3)和氫氣(H2)，反應同時放出熱量，熱量被認為是一種廢品，但在結晶工藝中發揮關鍵的作用。該化學反應可以由以下的化學反應方程式表示:NaCl+3H2O→NaClO3+3H2+熱量真實的工業化生產中的化學反應不僅是以上化學反應方程式所表示的那么簡單，還受很多因素影響。不同的條件、不同的工藝參數是氯酸鈉生產中能耗指標高低的重要影響因素。本文就江西省內某中鹽化工企業近年來對氯酸鈉生產中的一些節能降耗技術方法進行分析和闡述。

2節能降耗主要方法

氯酸鈉的生產是連續性的自動化生產工藝。其主要工序由制鹵、電解、脫次、結晶干燥，產品包裝幾個部分組成，其中耗能量（本工藝中的能量全部是電能）最大的是電解工序。根據該企業多年運行的統計數據得知，電耗（電能消耗量）占到氯酸鈉生產成本的80%以上（其中電解工序的電耗又是占了氯酸鈉電耗的90%）。因此，降低電耗成為氯酸鈉節能降耗、降本增效的重要環節，降低電解工序的電耗更是節能降耗的重中之重。

2.1控制槽壓

通過控制電解槽的槽電壓，進而提高電效。氯酸鈉生產工藝中的電解槽由覆蓋有二氧化釕的鈦制陽極板及鋼制的陰極板組合而成。在電解工序生產過程中，如果有雜質沉積在電解槽上的極板上，就會增大電解槽的電壓（在電解電流相同的情況下），從而增加電耗。因此，必須采取措施，降低電解液中的雜質含量。2.1.1相關指標控制加強制鹵系統鹵水的氫氧化鈉和碳酸鈉過量、脫次反應罐出口pH值、脫次緩沖罐進口pH值指標的控制；通過加強對母液、鹵水過濾系統的操作和維護，周期性對母液、鹵水過濾器進出口硬度取樣進行檢測，控制好精鹵鈣鎂硬度、出母液過濾器母液鈣鎂硬度。2.1.2微量元素控制控制電解液中的微量元素。主要控制原輔材料的質量指標，包括直接進入系統的化學品酸、堿、雙氧水、重鉻酸鈉等的微金屬含量，嚴格執行化學品原材料采購標準，加強對原輔料品質的監控，減少原輔料帶入電解系統的雜質。加強對原材料入廠的檢查力度，確保原材料合格入廠。嚴格控制工藝水品質，針對出現的水質電導率高的情況，及時進行分析，查清原因和處理，并周期性對工藝水中鈣鎂含量、電導率數據進行跟蹤、檢測和分析。2.1.3優化工藝參數控制優化電解系統工藝參數控制指標?？刂齐娊庖簠?如電解液pH值、電解氯化鈉含量、電解重鉻酸鈉含量、電解氧含量等，并且保持電解槽溫度在最優范圍；調控好鹵水洗滌塔進口pH值、母液硫酸鈉含量、母液高氯酸鈉含量。同時，每月定期組織召開工藝參數分析會，對控制參數進行分析、討論，提高了各項工藝參數合格率，使電解槽處于最佳環境，不斷提高電解效率，實現降低電耗的目標。2.1.4控制鉀離子含量控制母液中鉀離子的含量。母液中鉀離子含量直接影響電解槽槽壓及母液中高氯酸根含量。根據對母液、電解液、鹵水、結晶器供料罐中鉀離子含量進行測量、分析，使鉀離子含量嚴格控制在最優范圍。2.1.5控制高氯酸根含量母液中的高氯酸根含量影響電解槽槽壓及產品主含量。通過適當增加電解循環流量，減緩電解系統高氯酸根的生產，同時根據環境氣溫調節母液硫酸鹽排液流量及控制母液硫酸鹽澄清器溫度，確保母液中高氯根含量在上年度的基礎上，逐步降低到本年度科學合理的數據。2.1.6加強母液過濾系統維護因結晶區的設備很多采用不銹鋼材質加工，給系統帶來一些不溶雜質，通過加強對母液過濾系統的操作和維護，定期對母液過濾器膜進行檢查，可以延緩電解槽槽電壓的上漲速度。2.1.7降低電解槽連接電阻由于電解槽正常運行時，必須通過大約90KA大數值的直流電流，電解槽整體正負極之間回路的電阻大小，直接影響了直流電功耗的大小。每組電解槽之間的連接是采用軟連接銅片來進行連接的，通過經常檢測這個軟連接銅片與電解槽正極或負極之間連接電阻的大小，來判斷其接觸電阻產生的電耗大小。電耗一旦達到一定的量級，就必須進行處理。其處理方法是拆下軟連接銅片，對兩個接觸面進行打磨、清洗，然后再涂上優質導電膏，重新安裝，測量接觸電阻，合格后再投入生產運行；投運后再測量和驗證接觸電壓，以確保檢修質量符合要求。

2.2加強脫水干燥系統的控制

通過加強電加熱的溫度控制等舉措降低動力系統電耗。一是調節離心機的產品沖洗水量，以使產品顏色微白最佳，減少產品帶入干燥床的水分，從而降低電加熱器的電能消耗。二是控制干燥床的上層溫度，降低因上層溫度過高而帶來多余的電能消耗。對干燥床風帽及時修理、補充。調節干燥床擋板高度，降低料層高度，盡可能減少電能的損失。三是通過變頻調節手段，適當調低B-2540送風機的風量，以減少風機電能消耗，降低電耗。四是提高結晶的粒度，控制結晶的密度，減少因粉塵過多，產品被風機抽帶出去進入到干燥洗滌塔而重新進行結晶。五是控制干燥流化床的出口壓力，保持出口為微負壓，使熱空氣通過產品將水分蒸發后迅速用風機抽出去，減少水分在干燥床中的滯留時間，以提高熱空氣的熱效率。六是調節離心機傳動皮帶的松緊度，確保轉鼓的轉數，穩定離心機的分離因數，以達到減少離心機功率消耗，從而降低電耗。七是采取有力措施，充分提高電加熱管熱效率。維護好保溫層，減少熱量損耗。實現加熱溫度自動控制。及時更換老化的絕緣管。加強管理，及時調整和維護，提高加熱效率，減少不必要的損耗。電壓應控制在適當的額定電壓所需范圍。

2.3提高冷卻塔冷卻效果

及時更換電解循環水冷卻塔的填料，對冷卻塔風葉、減速機設備進行維護，經常檢查和校正，電解冷卻塔冷卻效果得到提高，從而減少了電解風機的運行時間（或降低其運行轉速），降低了電耗。

2.4推進均衡生產

通過嚴格的過程控制，持續推進電解及結晶整個系統的均衡生產。一是電解系統產生的料液在結晶系統及時的產出，對降低電解槽槽壓上升的速率、減少原輔料的消耗有極大的作用。目前，該企業相關部門已對保持結晶器進料、結晶器出料、結晶器溫差、電解鹵水加入量平穩等做出了相關規定。二是嚴密組織部署檢修工作，確保安全工作和檢修質量同步推進，嚴格按照時間進度節點完成各項檢修工作，以減少因檢修延誤而影響生產。

2.5大力推行變頻調速

該企業通過科學分析、計算和論證，對氯酸鈉生產工藝中存在變頻電氣節能空間的水泵、風機類設備全面進行變頻調速技術改造。同時引進目前較為先進實用的合同能源管理體系，企業甲方不用投資，全部由乙方投資和維護，而節能成果實行比例分成的方法，確保了變頻節能方案的長期安全穩定運行和節能效益的充分發揮。變頻調速的推廣，改閥門（風門）機械調節為變頻電氣智能調節，既有利于工藝參數的科學控制與精準調節，又產生了較好的節能效益。據統計，該公司通過技術改造，共加裝變頻調速裝置40臺，其中實行合同能源管理的有32臺，每年產生的節能效益在200萬元以上。

2.6改造無功補償

無功補償是企業提高電氣節能效益的重要方法之一。該企業始終將無功補償抓好抓實，自2011年投產以來，一直能使月平均功率因數保持在COS￠≥0.91至COS￠≥0.92（滯后）之間，每年都能得到國網供電部門的功率因數調整電費的獎勵大約30多萬元。尤其是2020年，該公司通過大量的分析、考察與論證，在原有的無功補償較好效果的基礎上，繼續加大技術改造力度，淘汰以往落后的電容補償設備，采用新型的智能化高、低壓電容無功補償裝置，并不斷優化電解整流控制系統的電氣調節，將整流運行控制角保持在盡可能低的角度，使無功補償的效益達到了新的水平，由以往的月平均功率因數COS￠≥0.92（滯后），提高到了COS￠≥0.94（滯后）。據統計，在原有節能效果的基礎上，每年國網供電部門的獎勵再增加50多萬元、降低高低壓線路及電氣設備損耗效益再增加60萬元。

3結語

節能降耗是企業永恒的主題。如何通過科學手段，認真分析、正確判斷、精準決策，并認真組織實施，使能耗不斷降低，是人們一直追求的目標。安全、質量與成本是企業生產經營賴以生存的硬性指標，上述節能方法是某氯酸鈉生產企業生產運行多年來節能途徑的成功探討，也是節能降耗的經驗總結，值得同行企業參考與借鑒。至于工藝參數的控制指標，各單位要根據自身的實際情況，經反復驗證后再確定，并且可能還可能要經常修改，以實現最佳節能效果。

參考文獻

[1]施恭盛：氯酸鈉生產中電解電耗的影響因素及降低電耗的措施，《化學工程與裝備》（2014.2）：71-75。

作者：龔永建 黃龍林 龔炳林