国家重点节能技术技术报告(第二批)(7)

2019-04-21 21:33

13、新型高效节能膜极距离子膜电解技术

一、技术名称:新型高效节能膜极距离子膜电解技术 二、适用范围:化工行业氯碱生产

三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状:

2008年我国烧碱产量(折100%,下同)为1852万t,居世界第一位。我国烧碱消费以轻工、化工、纺织行业为主,预计今后几年,我国烧碱市场需求将保持继续增长的态势。目前我国烧碱生产工艺主要有两类:离子膜法工艺和隔膜法工艺。其中,单位产品隔膜法烧碱的电和蒸汽消耗量要高十离子膜法烧碱。 四、技术内容: 1.技术原理

离子交换膜法制氢氧化钠和氯气、氢气的电解原理: 电解反应方程式:2NaC1+2H20→2NaOH+Cl2↑+2H2↑ 2.关键技术

离子膜法制烧碱技术经历了从普通强制循环到高电流密度自然循环两个阶段。为了进一步降低电耗,目前国内外均已研发出的膜极距离子膜电解槽技术,通过减小极间距达到降低电耗的目的。关键技术为电解槽设计制造技术、电极制造技术。 3.工艺流程

离子交换膜法制烧碱的工艺流程主要包括3个工序:①二次盐水精制工序;②电解工序(电解和电解液循环);③淡盐水脱氯工序。 五、主要技术指标:

设计电流密度(kA/m2):6.0; 运行电流密度(kA/m2):5.5; 单元槽电压(V):2.98; 直流电耗(DC-kWh/MT): 2080; 烧碱浓度(Wt%):32。 六、技术应用情况:

2008年,该技术通过中国石油和化学工业协会组织的行业专家评定。引进的膜极距离子膜电解装置在国内部分氯碱企业已投入运行,利用国内自主开发技术新建或改造现有装置的一些企业正在开展项目前期工作。江苏安邦电化有限公司20万t/a新型膜极距离子膜法替代原隔膜法烧碱节能改造项目已获中国化工集团批准立项。巴陵石油化工有限责任公司、上海天原华胜化工有限、浙江善高化工有限公司、河南焦作宇航化工公司均在开展试验工作。 七、典型用户及投资效益:

典型用户:江苏安邦电化有限公司、河北冀衡化学股份有限公司、宁波东港电化有限责任公司、河北黄骅氯碱责任有限公司

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建设规模:20万t/a新型膜极距离子膜法替代原隔膜法烧碱节能改造项目。主要改造内容:对原有16万t/a隔膜法烧碱生产装置改造成膜极距离子膜烧碱装置,具体改造内容包括:整流、盐水精制及电解、氯氢处理、氯气液化及包装、合成盐酸、蒸发固碱、卤水脱硝、变配电及配套公用工程。节能技改投资额50270万元,建设期2年。与隔膜法烧碱相比,每年可节能6.8万tce,取得节能经济效益8046万元,投资回收期5.4年。 八、推广前景和节能潜力:

目前国内隔膜法烧碱产能约为800万t/a,如果2015年新型高效节能膜极距离子膜电解技术在替代隔膜法烧碱产能方面推广至50%(推广400万t/a规模),则可形成约90万tce/a的节能能力。

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14、全预混燃气燃烧技术

一、技术名称:全预混燃气燃烧技术 二、适用范围:通用十工业燃烧加热工序 三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状:

素烧窑流量改造前天然气平均流量为2516 m3 /h。 四、技术内容: 1.技术原理

燃烧效率取决于可燃物与助燃物的混合状态。当前,燃烧装置普遍采用各种调节阀或装置控制燃料与空气达成一定比例的供量,然后在燃烧室进行混合及燃烧,这种方式受到空间(扩散混合需要足够空间)及时间(燃烧速度与扩散速度匹配)的限制。

而预混式技术是将燃料与空气在进入燃烧室喷嘴前进行完全混合,经过预混腔将气体分子充分搅散混合,使得混合更完整,从而使燃烧速度不再受限于气体扩散速度等物理条件,燃烧速度更快、效率更高。 2.关键技术

自动化预混控制技术,保证混合比例精确,同时保证工作安全,不会产生回火现象。 3.工艺流程

以调节阀控制燃气流量作为火力调节,同时考虑实际使用状况的压力波动,在气路配置压力传感器,综合流量、压力讯号后自动匹配调整变频风机送风量,保证进气比例精确。

燃气及空气进入预混腔体进行预混,有效提升混合效果,同时将燃气及空气的压力、流速经预混腔达成一致,避免出口速度不等的情况发生。

经分流火孔喷出后燃烧,由于已完成精确比例混合,燃烧完全,燃烧速度快,火焰温度高。 五、主要技术指标:

1)排烟温度为167-172℃,比国外同类产品低27%;

2)排烟处过剩氧容积百分比可达2%-2.7%,是国外技术的26%(国外为9.2%-9.4%);

3)热效率为88.1%(国外为83.5%),可节气6%。 六、技术应用情况:

2005年通过江苏省节能技术中心检测和苏州市科学技术成果鉴定,达到国内先进水平,节能效果明显。2006年纳入江苏省火炬计划项目。目前该技术已应用十多条陶瓷窑炉、熔铝炉、固碱炉等燃烧加热设备。 七、典型用户及投资效益:

典型用户:广东佛山新明珠集团、元泰有色金属(苏州)有限公司

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广东佛山新明珠集团。建设规模:7万吨/年大锅法固体烧碱。主要改造内容:将后混式烧嘴改造更换为预混式燃烧器。节能技改投资额500万元,建设期2年。年节能2100tce,取得节能经济效益252万元,投资回收期2年。 八、推广前景和节能潜力:

预混燃烧技术相较于传统扩散式或大气式等后混燃烧方式而言,燃烧速度快、效率高、燃烧完全、废弃物少。全预混式燃气燃烧技术应用在有色金属熔化工艺,可节能17.6%,效率提升27.2%;应用在陶瓷烧制工艺,可节能26.82%;应用在化工固碱提炼工艺,可节能11.38%,效率提升14.26%,产量增加17.44%。

相比于工程浩大的余热回收系统、隔热保温系统等,利用预混燃烧系统进行改造,项目投资较小,节能效益更显著。预计到2015年可在化工烧碱行业推广至50%,形成节能能力约6万tce/a。

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15、稳流行进式水泥熟料冷却技术

一、技术名称:稳流行进式水泥熟料冷却技术 二、适用范围:建材行业水泥熟料生产 三、与该节能技术相关生产环节的能耗现状:

目前一般的产品冷却机冷却风量为2.0Nm/kg,电耗6-7kWh/t熟料,冷却机设备热回收效率65%-70%。与本产品相比热回收效率低5%,电耗高1-2kWh/t熟料。 四、技术内容: 1.技术原理

该产品是一种对高温颗粒物料进行冷却的设备,主要用于对热熟料进行冷却和输送,可将1400℃左右的水泥熟料冷却到100 ℃以下,以保证熟料的性质和进行下一道工序。冷却形式为风冷,利用冷风和热熟料进行热交换,同时设备可将熟料所含热量回收,用于辅助上一工序的熟料锻烧,以达到节能减排的目的。 2.关键技术

主要包括:①冷却风流量自动控制调节阀;②冷却设备蓖床的运动支撑装置;③标准化模块设计;④步进式行走蓖床;⑤一种冷却设备蓖床的在线检修装置;⑥颗粒物料均匀卸料装置。 五、主要技术指标:

单位面积产量44-46t/m d;单位冷却风量1.7-1.9Nm /kgcl;热效率≥75%,电耗呈5kWh/t熟料。 六、技术应用情况:

四台稳流行进式冷却机已投入工业生产,另有数台在建设中。 七、典型用户及投资效益:

典型用户:江西圣塔实业集团3000t/d生产线、河北燕赵水泥有限公司5500t/d水泥生产线。

1)建设规模:3000t/d水泥生产线。主要技改内容:稳流行进式冷却机。节能技改投资额约800万元,建设期3个月。年节能3390tce,年节能经济效益约237万元,投资回收期3.5年。

2)建设规模:5500t/d水泥生产线。主要技改内容:稳流行进式冷却机。节能技改投资额约1000万元,建设期3个月。年节能5330tce,年节能经济效益约370万元,投资回收期3年。 八、推广前景和节能潜力:

该产品可用于新建厂和老厂的设备改造,其主要性能指标已达到国际先进水平,较之第三代蓖冷机有明显进步,可使水泥熟料的热耗下降10%-18%,电耗降低20%,土建投资节省25%,维修费用节省70%-80%,节能效益显著。预计2015年可在行业推广到42%-45%,形成约90tce/a的节能能力。

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