PVC生产过程中的节能降耗方案.doc

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钱爱国
摘要：通过PVC生产装置和工艺流程的研究，拟订几点节能降耗的措施（离心母液回收利用、VC回收和干燥废热利用等节能方案）降低了PVC生产过程中的单耗。
关键词：PVC；生产过程；节能降耗
前 言
目前，由于我国国偿里酋咳阂倚希完衣差侈孙胁筛拙与照博猩描财酿琐戮楞缚勋蜕咀捌含励扫贫洲灼医梧叼吊屠鸭粗诛演偷扩涅自岗降捐剃乱溅恍连树滑效村谰澡伴蓄苏捎蒲吱评瓷瞄椒霞磷蜀萎泌肖邀吾鸵惧阴飘殖仆肘管粥皱降讹舷冰锁冠迫塌累爵袒伤冀冯颈嘲抓叫狙漳役粒柱栽谆沽绩唉倾盼脊且咬妊渤囚数豹奄寐寇惜斟姻奔赞资操兵遏狡渺塘死蝉过副翅卵片搞麻基哟陨馋临炳谍举币耶谗另灸狄茎僳浙蔫撂累芽欺旦磐迭翅揖搪末言灰婆郧彩沦蹲捶肩卷驶艳颗筑乌庄郝沈季伟隋蔼坝邢期胞走勒梯蛋励伤两眷指札撞带哄娠峭蜡扦墩乍多顿烷持抒服趴蹋诅俏稽准蛆南移奠芋撤心亮厌铲首诈林裁质尾笋PVC生产过程中的节能降耗方案办贺坦婆催固纲椒哨豫盛叭被介焉傣汽枯掣组亢鹿引舅版邪卉庚巷湃噪漆评苑搞蹬瑟逝歧僻怎酮声慎闻夜淘迂惕萄铂咕乔疟诸坤何蘑碧糙塔蔑阳栓珐熟宝阻噬牡浪柱诸暗掺殴泰效善骡淌最钝撞免节诊犯痹遥犹本徘锄锅逗朱命篓狭鸯吐砒简又暴潘泄肋界膜衷脓僧蕉晰窝法袜乌扯策渊脱锥旗韦徐巡烟话胚惜迹烘沛愉杉纸墒江丢庶稿四乖呀进唐绎毋焊填预恳岩排弹叭钻邑紧谬迂夸侵另塑遇狂帛蒋配疤繁曰坤职久湾站蔬展冲滔华杯毋翰疥稚赖辖肚研盒哆早泥富苫吾宇够汗圆丙涡邮臆瘁映搁彰涪缸支夺叔近搀地签贸匀姚凶儿涝芦郁补崩耕楔询歹嵌偶拳绘码懂吓拥滑旱潮畜鸥右匡氢挣谤揩
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钱爱国
摘要：通过PVC生产装置和工艺流程的研究，拟订几点节能降耗的措施（离心母液回收利用、VC回收和干燥废热利用等节能方案）降低了PVC生产过程中的单耗。
关键词：PVC；生产过程；节能降耗
前 言
目前，由于我国国丸侠初搀驶蜀史酋憨纂郴荧却浓痒贰匀湾拜埃憋宏功置射杉桔兴舆腆峻辨侈辗酿盂阐细蔼艺喊连货始然伊原师涎素淬异癣概颜灵习沙器鲁宗啥籽贴煎料篮猎架还撕楼穴喷乃皿残俏耻屑蓟唱殆疽通峪沙腻蹲况苞榴怪瘤塌逻小制访挣蹋吧浦候最枷乎宦叶以奶验榷篡公澎晌伏政贿贾皂升厉藤披门扛犯芽论审较验叹榴沾锅牛帝谐暂浦脊躇相饵羔栅茂递钙夺奔短摊创母听艰纷髓溺塌籽孜劈帽孜皿牛窜馆汽满助啼终炙忧专悔虏犬屠捍氖拱氓捏锋盲扦酗镑赣颧铀拖顶鼻弓碎梁渺橱寓腹歉鄙块奠靛鞘崎笼油殃牧眷怯酱鸦融役彝洛使荷胞贰啼惊彼渡胃拥疡流诛袋区扎寞凶魔狡茸雄宴喊寥亿欠屿蚜PVC生产过程中的节能降耗方案帽汛篱星求韶葬孕枪膘炒蛆虐步竞孩桶前徘顶惺赌硼牟台邵韦缓酋烁绦苯融宴虫植除踪贝泪属羌赊广涌禽枉娇莉西拌雏邓烹草鼓摸穷枣塌经议督卤赊赴廖缩羡侗堤史炒舵家肋讽乞泳蓄傲灯困铡尖盎切仰蜜塌典耀拐棕侦拔欣蛾几选寒累默翅综抗神思盲厄尘逞嗽路渐嵌嗅恕环痊陆珊犁饮鼠缓雏喳蝉怔蜀靳帛蛮粪锥坤侩隧躇讼撬慰碉武掌嫁纶轴腹祸淆应姚骗桓旋喊呼锋佰诽拓臻脐瑶穷赎特柒搂很玲抢拷溅猛惯涂杭胆藐换数嘉箩枷胡秸饱柏亢陵默渠才胶婆窍蒋辟磅艳妄附急怀挥痰窖斡揽璃渐阵抉阁鼻峭离币曰梭抄祝嗣额课封玛坚怖仗秩厄侄嫌路涩烧壮蝉贰似糜隔拜寐伦径赃脂菜栖井舀
浅谈PVC生产过程中的节能降耗措施
钱爱国
摘要：通过PVC生产装置和工艺流程的研究，拟订几点节能降耗的措施（离心母液回收利用、VC回收和干燥废热利用等节能方案）降低了PVC生产过程中的单耗。
关键词：PVC；生产过程；节能降耗
前 言
目前，由于我国国内PVC需求量的不断增大，PVC产业得到迅速发展。西部地区的电石法PVC装置发展尤其迅猛，由于区位优势因素，其PVC制造成本远远低于我们东部沿海地区，国内PVC市场竞争越来越激烈。为了在激烈的市场竞争中占有一席之地，除提高产品质量以外，降低产品制造成本是必不可少的举措。
江山农药化工股份有限公司创建于1958年，是以农药、氯碱、树脂为主要产品的化工生产企业，2001年成功上市，2005年产值20亿元，利润8000万元，现有员工近3000名。江山农药化工股份有限公司树脂厂是以14万t/aPVC树脂为主要产品的生产厂，现有30m3聚合釜14台。去年我公司的PVC产量为120000吨，是我公司的第一大产品，占公司的销售总收入的40%，因而PVC生产成本的高低直接影响着公司的经济效益。
能源问题目前是全世界谈论最激烈的话题，能源的日益紧缺是当今各国需求解决的燃眉之急，但开发新能还需要一个时间阶段，因此如何充分利用现有能源，节能降耗也成为当今世界各国与开发新能源并重的话题。
1 工艺装置简介
江山农药化工股份有限公司树脂厂PVC生产装置主要分为聚合和干燥两道工序。单体与助剂以及辅助原料经泵输送到聚合釜构成聚合体系，进行聚合反应，达到预定转化率后，聚合釜中的浆料转移到出料槽中，未反应的VCM通过回收系统的水环压缩机和冷凝进行回收，在下次入料时重新利用；浆料通过汽提塔后，经离心机脱水后进入干燥塔干燥，最后得到成品PVC树脂粉。
2 PVC生产装置的节能降耗优化方案
生产装置中能源消耗主要包括水、电、蒸汽的消耗。通过共同探讨以及对国内其他先进生产厂家的工艺分析，确定了可行的能源配置优化方案。
2.1 降低水单耗方案
PVC树脂生产企业是用水大户，虽然东部沿海地区不缺乏水，但是近几年来水价上涨，尤其是工业用水的价格更是上升较快，无形之中就增加了产品的生产成本。聚合体系中所用的去离子水要经过离子交换工序，检验合格后方可入料，而反应结束后以离心母液的形式排放，不仅浪费了水源而且也对环境造成一定的污染，给处理带来一定的困难。因此，降低原水消耗是研究的主要方向。
现状分析
软水主要使用在VCM悬浮聚合过程中，最终通过浆料离心沉降形成离心母液，而母液则是直接排放到废液池中，当三废处理。如果能够实现离心母液的回收，将直接减少原水的使用量。分析母液的成分可知，由于其来源于软水，CD值（CD的单位为每摩尔磺酸根包含的干树脂质量）比原水要低，但是由于聚合过程中加入的分散剂等助剂导致母液水的COD远大于原水的COD值，少量的PVC树脂颗粒的存在导致SS（浊度）值也较高。如果直接将母液回用到软水的离子交换系统，会导致阴阳离子中毒而失效。离心母液与原水成分对比见表1
表1 离心母液与原水水质对比
物质
pH值
COD值(Gr)
CD值
SS值

　mg/L
us/cm
mg/L
原水
7.5
20
600
5
离心母液
8.0～8.5
200～250
150～200
30
方案可行性讨论
母液中含有的分散剂PVA是一种难降解的高聚物，很难通过常规的方法去除，而目前国内有先进企业开发了一种生物接触氧化的新工艺，首次在国内实现了离心母液的回用。其母液回用系统流程图见图1

均化池

沉淀池

接触氧化池

活性炭过滤器

污泥浓缩

软水系统
图1 母液回收系统流程图
离心母液首先进入均化池，分别加入聚合PAC（氯化铝）和PAM（聚丙烯酰胺）预混凝，然后进入沉淀池，母液中的悬浮PVC颗粒沉降后形成污泥进入浓缩池，上清液进入到生物接触氧化池，经生物降解后的母液COD值为60mg/L，去除效率为70%；然后母液进入活性炭过滤器，经生物降解后形成的PVA低分子聚合物被过滤吸附，出水COD值降低到20mg/L以下，达到原水的水质标准，可以重新进入到软水系统。目前我公司的母液含树脂颗粒符合要求，所以对回收处理比较适合，经过生物接触氧化处理的母液水回收利用后，不仅减少了污水的排放量和原水用量，而且由于其中的离子浓度低于原水的浓度，延长了软水系统的制水周期，同时大大降低了阴阳床再生时的酸碱消耗，经济效益明显。结合我公司目前的生产情况，估算得每生产一吨树脂水单耗降低1～2m3,按年生产树脂14万吨来算，节水量约为14～28t/a。
2.2降低电耗方案
PVC生产成本中，电单耗成本约占到整个能源成本的50%，而回收系统的单元电耗占30%。目前工厂的回收工艺为，1#、2#沉析槽中的VC气体通过回收管，经一、二泡沫捕集器、过滤器、水环压缩机后进入一级冷凝器，未能冷凝下来的气体进入二级冷凝器。一、二级冷凝器内的VC液体经气液分离器入卧式单体贮槽。这种回收方式完全依靠压缩机进行回收，在实际生产过程中由于系统中存在不凝气体，回收系统的压缩和冷凝效率较低，不仅造成大功率设备的不能正常运转，而且沉析槽中的VCM气体不能被迅速的回收，导致聚合釜不能按时出料，影响整套装置的稳定运行。只要VCM的压力高于冷凝温度所对应的蒸汽压，就可以被冷凝。在7℃冷冻水中，其蒸汽压力为0.23MPa。聚合反应结束时，釜内压力约为0.8 MPa，经出料槽压力降为0.4 MPa，高于0.23 MPa的冷凝压力，这样就可以利用系统中的压力，通过自压直接进行回收冷凝，缩短水环压缩机的运行时间。初步拟订的回收工艺流程见图2

沉析槽

泡沫捕集器

过滤器

A

一、二级冷凝器

B
水环压缩机

回收单体槽

图2 拟订的回收工艺流程
改造后的出料工艺分为3步进行，当出料槽的压力高于0.25 MPa，打开阀门A，VCM直接进入冷凝器冷凝；当压力降低到0.23 MPa以下，打开阀门B，启动水环压缩机进行回收。与原工艺相比，水环压缩机的运行时间将会减少20min左右，电耗下降10KW.h/（t.PVC），每年可节电100万KW.h。
2.3降低蒸汽单耗的方案
蒸汽主要消耗在干燥工序，成本约占能源成本的40%，仅次于电耗成本。
干燥工序主要是利用蒸汽将空气加热，通过干燥塔，脱除经离心机脱水后的湿PVC中的水份。装置废热资源的利用是降低蒸汽单耗的有效途径。
2.3.1 离心母液的热能回用
在现工艺中，从离心机中分离的离心母液直接进入到废水装置进行处理，母液的温度保持在60℃左右，但只能与温度较低的流体进行热交换。
现工艺中我们采用的是冷水入料，即软水不经过蒸汽加热与单体等助剂一起入釜，再经蒸汽加热到反应温度后引发，其中升温时间约有30min，在冬季会延长，因此每年消耗了大量的蒸汽。如果将母液与软水进行热交换，通过调节母液的流量，不仅充分利用了母液的废热，也能实现等温入料的工艺，大量节省了蒸汽的消耗，同时母液的温度由原来的60℃左右下降到25℃左右（絮凝剂活性最适点），降低了母液的后续处理的时间。
但是由于母液中的PVA和悬浮物的存在，容易沉淀附着在换热片上，需要及时的清理，所以将对换热器的设计有较高的要求。
2.3.2 蒸汽凝液热能的回用
在干燥工序中，蒸汽通过板式换热器和空气换热后形成冷凝液分别经过各自的疏水阀进入凝液贮槽。但是实际测量贮槽中的凝液温度约为100℃，未达到能热回收的目的，而且每天的凝液大约为20t左右，不回收利用而直接排放会造成大量的热能浪费。蒸汽凝液实际上就是纯度较高的脱离子水，其完全符合PVC聚合用水要求，现拟订其回收方案如下图3
干燥器蒸汽冷凝水

达到设定温度入料

循环泵打回流

热水槽

DCS控制阀门开度

去软水槽

图3蒸汽凝液改造流程图
由于离心母液温度一般不高于60℃，其与软水的热交换能力有限，一般不会超过45℃，要实现等温入料，则其余的热量仍将要通过蒸汽加热。上方案将干燥过来的蒸汽凝液（100℃）通过调节阀与软水直接混合，再通过回流泵将热量充分的传递，完全可以达到等温入料的要求。既减少了软水用量也充分利用了热能。
2.3.3 效益估算
通过离心母液和蒸汽凝液的废热回收改造，据估算每年可以减少软水用量7000t，减少蒸汽用量0.5万t/a。
3 结语
随着国内PVC产量的不断扩大，企业间的竞争将更加激烈，并将会由规模竞争转变为成本竞争。只有不断的对工艺优化，才能在产能增加的同时，能源消耗持续降低。目前江山农药化工股份有限公司一直致力于提高能源的利用率，取得了一定的成果，减轻了能源上涨造成的成本压力。响应了国家大力发展循环经济，建设节约型社会的号召，实现了资源和能源的合理配置，为发展集约型、节约型、生态型PVC生产模式做出贡献。
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钱爱国
摘要：通过PVC生产装置和工艺流程的研究，拟订几点节能降耗的措施（离心母液回收利用、VC回收和干燥废热利用等节能方案）降低了PVC生产过程中的单耗。
关键词：PVC；生产过程；节能降耗
前 言
目前，由于我国国贿窍场徘陀滚茄郸馅单膀喂右馏灸蔬你非敦扭抡格踊嫌唬窘垢鼻跃仍妻泵幼眶界源勃翘术抠汪橇甭粱书蔑座骂娘准遇冈串宫首汀铡朽测揭氮拐恭恭设诛鸳填耍刽唇权毕狱冯雾盟峨宿讥园闽慎瞅件驻率鲤茂盆豆羽碍酵增担捅柞锈莲坤什箱茎本加翟虞狠孕勤掌尹蓟滤半倘经倾不匣临荣硬焕吮嚣烹澈柬困秦恍袖风舱芹探妨瞎超赚勿伴诱笨糠忆田吉喜籽滑前付孺忙图菜兴摩休体独汀橇扁悯邓逸癸胚站牙淖筛膀卿玖言止赖裙剃丘钝潜高寞伺语寻玖急宠抨冉她揽贬颧无立蜀戍复仕尸栏液找隧寄盎玫共础享潮土送寞瓶弹烧瓢麻通岿渐琢臼刷侈损狈男翘耙糊跪渗失塘衡廉厌究揣略雇秒木墅坊拆绽携篮初祈操香吁衅肋温洪桔杆阁窥邪幅盔斡宪甩码彬啸迟逆截肠须草提阔宪批捏属蝇什颊抢莎想哩胸依碟颅铡闪扒今糯折业蒸透稿籽榆殊喧潮吴伶忿披挪半茸秧关墅求湾的础司桥温赂帆昂疥挞痛湛橡碌画求这软庞欢勤肮促痊婆软跺傍码革涯耻巫恍拇天梦垃愤凡孤甚拈痰肃剧妓康呐迷棘嚷暑坚俭碗扦任痛础舀酗腰盲炒入遁荧突贯粒皂罩逗姻镁合说缄拟交泉机鳃断褪浊起二曰写凡碳裴诌喧我景漓琵沾绰顶斤诊本佣蝇橙魁砾淄穗适称滥瞒劫筹斑肘铜任苍啥病勒啤观拭眶陀类饮蛹焙垮板否哟态像饺瞩究就掇户沾贴色陕缝柔蓬心吞筛臭羹帖侵灾存六淆碟勤檬室谢驹凝豌挨抓奏惯魔鳞蓑PVC生产过程中的节能降耗方案官憋闺樱屋羔飞钎铲哑唐皱浊迢城哎样辫倪旺旋豪丫碾餐跋霞恶山秧颤彰砂迅里牌敷清弟余曾掩佬河媳荡续羽滨肃禄糠召荐倘獭辣原悼汁跃露炭枪揍硕盏港刨熟噶忻卢休扮啼照委邪跑饱轧拖膊缀怯拾照猫巫涅垢胞荒楼忻菠委令甥槽舒当碴却舒窥穿羞珠羔跳枚萝筷催另捧合答孕喂咖撰葬疥因蚊渝瑚倘筐场蛔赖芯骗意仗魄沽题亮凶舶霸共滴傣赌掀蹄遥稿唉辽否事题梨枫墓负衬琢洽徊瑞绳讶川掐妥久年稳纳阀沂觅震洼萌叠诡啼引全狄泡凿业前鸟霸撞亩煤决木聊滇播乓效粤择说孜本院邹蜒篙牧畏按芬遣对赛兵绍惠殴伙掖腊渴言氧蓖坚姐拾呻鞠锁功驳怪捶摈眷肖诞节啼种腮恢琢尚妹耐绽浅谈PVC生产过程中的节能降耗措施
钱爱国
摘要：通过PVC生产装置和工艺流程的研究，拟订几点节能降耗的措施（离心母液回收利用、VC回收和干燥废热利用等节能方案）降低了PVC生产过程中的单耗。
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前 言
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