Приложение Д (обязательное). Энергоэффективность

Приложение Д
(обязательное)

Энергоэффективность

Д.1 Краткая характеристика отрасли с точки зрения ресурсо- и энергопотребления

Д.1.1 Производство водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза является высокоэнергоемким производством с потреблением энергии, составляющим около 68 % - 73 % от общих расходов на производство.

Для производства водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза используются:

- твердая каменная (поваренная) соль (галит) различных месторождений, например привозная каменная соль Соль-Илецкого месторождения, Тыретского месторождения, каменная соль Яр-Бишкадакского месторождения или Камская поваренная соль;

- раствор хлорида натрия, или так называемый сырой рассол, получаемый методом подземного выщелачивания каменной соли и содержащий 280-315 г/дм³ NaCl, например раствор натрия хлорида (каменной соли) Светлоярского месторождения, выпускаемый по стандарту организации СТО 93522978-01-2008 [51].

Средний удельный расход электроэнергии для производства водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом в расчете на 1 тонну 100 % гидроксида натрия марки РД составляет 2200-2500 .

Средний удельный расход тепловой энергии для производства водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом в расчете на 1 тонну 100 % гидроксида натрия марки РД в Российской Федерации находится в пределах 13,1-187 ГДж/т.

Непосредственно в производстве водорода, хлора и гидроксида натрия диафрагменным методом электролиза используется насыщенный раствор (рассол) хлорида натрия, содержащий хлорид натрия в пределах 300-315 г/дм³ и примеси хлоридов кальция, магния, железа и сульфата натрия (сульфат-анионы).

Д.1.2 Производство водорода, хлора и гидроксида натрия мембранным методом электролиза является высокоэнергоемким производством с потреблением энергии, составляющим приблизительно 65 % - 70 % от общих расходов на производство.

Для производства водорода, хлора и гидроксида натрия мембранным методом электролиза используются:

- твердая каменная (поваренная) соль (галит) различных месторождений, например привозная каменная соль Соль-Илецкого месторождения, каменная соль Новомосковского месторождения или Камская поваренная соль;

- раствор хлорида натрия, или так называемый сырой рассол, получаемый методом подземного выщелачивания каменной соли и содержащий 280-315 г/дм³ NaCl.

Средний удельный расход электроэнергии для производства водорода, хлора и гидроксида натрия мембранным методом в расчете на 1 т 100 % гидроксида натрия марки РМ составляет 2200-2500 .

Средний удельный расход тепловой энергии для производства водорода, хлора и гидроксида натрия мембранным методом в расчете на 1 тонну 100 % гидроксида натрия марки РМ в Российской Федерации находится в пределах (2,2-2,7) ГДж/т.

Непосредственно в производстве водорода, хлора и гидроксида натрия мембранным методом электролиза используется насыщенный раствор (рассол) хлорида натрия, содержащий хлорид натрия в пределах 300-315 г/дм³ и примеси хлоридов кальция, магния, железа и сульфата натрия (сульфат-анионы).

Д.1.3 Производство водорода, хлора и гидроксида натрия ртутным методом электролиза является высокоэнергоемким производством с потреблением энергии, составляющим примерно 70 % - 75 % от общих расходов на производство.

Для производства водорода, хлора и гидроксида натрия ртутным методом электролиза используются:

- твердая каменная (поваренная) соль (галит) различных месторождений, например привозная каменная соль Соль-Илецкого месторождения или каменная соль Яр-Бишкадакского месторождения;

- раствор хлорида натрия, или так называемый сырой рассол, получаемый методом подземного выщелачивания каменной соли и содержащий 280-315 г/дм³ NaCl, например раствор натрия хлорида (каменной соли) Светлоярского месторождения, выпускаемый по стандарту организации СТО 93522978-01-2008 [51].

Средний удельный расход электроэнергии для производства водорода, хлора и гидроксида натрия ртутным методом в расчете на 1 тонну 100 % гидроксида натрия марки РР составляет 2800-3293 .

Средний удельный расход тепловой энергии для производства водорода, хлора и гидроксида натрия ртутным методом в расчете на 1 тонну 100 % гидроксида натрия марки РР в Российской Федерации находится в пределах 1,465-5,782 ГДж/т.

Непосредственно в производстве водорода, хлора и гидроксида натрия ртутным методом электролиза используется насыщенный раствор (рассол) хлорида натрия, содержащий хлорид натрия в пределах 300-315 г/дм³ и примеси хлоридов кальция, магния, железа и сульфата натрия (сульфат-анионы).

Д.1.4 Производство водорода, хлора и гидроксида калия мембранным методом электролиза является высокоэнергоемким производством с потреблением энергии, составляющим 60 % - 70 % от общих расходов на производство.

Для производства водорода, хлора и гидроксида калия мембранным методом электролиза используется калий хлористый технический марки А по ТУ 2152-013-00203944-2011 [52] производства ПАО "Уралкалий" или калий хлористый технический производства ОАО "Беларуськалий".

Средний удельный расход электроэнергии для производства водорода, хлора и гидроксида калия мембранным методом в расчете на 1 тонну 100 % гидроксида натрия марки РМ составляет 1550-1650 .

Средний удельный расход тепловой энергии для производства водорода, хлора и гидроксида калия мембранным методом в расчете на 1 тонну 100 % гидрата окиси калия в РФ находится в пределах 2,13-2,56 ГДж/т.

Д.1.5 Производство синтетической соляной кислоты характеризуется крайне низким уровнем потребления энергоресурсов, что обусловлено химизмом синтеза хлорида водорода и спецификой технологии получения соляной кислоты. Доля расходов на тепловую энергию и электроэнергию находится в пределах 7 % - 10 % от общих расходов на производство.

Средний удельный расход тепловой энергии в производстве синтетической соляной кислоты в пересчете на 1 тонну 100 %-ного HCl находится в пределах 150-550 МДж/т.

Д.1.6 Внедрение энергосберегающих технологий, снижение общего расхода энергии (электроэнергии, тепла (пара), холода, оборотной воды) на единицу производимой продукции, рациональная организация расхода сырья являются актуальными задачами данной отрасли промышленности (см. 9.3, 9.5 и приложение Г).

Д.2 Основные технологические процессы, связанные с использованием энергии

Основными технологическими процессами, связанными с использованием электроэнергии в производствах водорода, хлора и гидроксида натрия различными методами электролиза и в производстве водорода, хлора и гидроксида калия мембранным методом электролиза, являются процессы (стадии) электролиза - электрохимические процессы, происходящие в электролизерах различного типа и конструкции. Описание и основные характеристики этих технологических процессов приведены в 9.2.1, 9.2.2 и 9.2.4.

Основными технологическими процессами, связанными с использованием тепловой энергии (пара) в производствах водорода, хлора и гидроксида натрия различными методами электролиза и в производстве водорода, хлора и гидроксида калия мембранным методом электролиза, являются:

- процессы выпаривания электрощелоков (католита) в диафрагменном и мембранном методах хлор-щелочного производства;

- процесс выпаривания обратного рассола (анолита) с целью его концентрирования во всех методах электролиза.

Описание и основные характеристики этих технологических процессов приведены в 9.2.1-9.2.4.

Основным технологическим процессом, связанным с использованием тепловой энергии (оборотной воды, хладоагента) в производстве синтетической соляной кислоты, является процесс абсорбции хлорида водорода водой. Для реализации этого процесса в изотермических условиях в качестве охлаждающего агента, как правило, используется наиболее доступный и экономичный хладагент - оборотная вода. Описание и основные характеристики данного технологического процесса приведены в 9.2.5.

Д.3 Уровни потребления энергии и сырьевых материалов

Д.3.1 Удельный расход сырьевых материалов на производство 1 т гидроксида натрия марки РД диафрагменным методом электролиза в пересчете на 100 % NaOH приведен в 9.3.1. (таблица 9.24) и в приложении Е, п. 1.

Удельный расход электроэнергии на производство 1 т гидроксида натрия марки РД диафрагменным методом электролиза в пересчете на 100 % NaOH приведен в 9.3.1 (таблица 9.24) и в приложении Е, п. 1.

Удельный расход тепловой энергии на производство 1 т гидроксида натрия марки РД диафрагменным методом электролиза в пересчете на 100 % NaOH приведен в 9.3.1 (таблица 9.24) и приложении Е, п. 1.

Д.3.2 Удельный расход сырьевых материалов на производство 1 т гидроксида натрия марки РМ мембранным методом электролиза в пересчете на 100 % NaOH приведен в 9.3.2 (таблица 9.30) и в приложении Е, п. 2.

Удельный расход электроэнергии на производство 1 т гидроксида натрия марки РМ мембранным методом электролиза в пересчете на 100 % NaOH приведен в 9.3.2 (таблица 9.30) и в приложении Е, п. 2.

Удельный расход тепловой энергии на производство 1 т гидроксида натрия марки РМ мембранным методом электролиза в пересчете на 100 % NaOH приведен в 9.3.2 (таблица 9.30) и в приложении Е, п. 2.

Д.3.3 Удельный расход сырьевых материалов на производство 1 т гидроксида натрия марки РР ртутным методом электролиза в пересчете на 100 % NaOH приведен в 9.3.3 (таблица 9.36) и в приложении Е, п. 3.

Удельный расход электроэнергии на производство 1 т гидроксида натрия марки РР ртутным методом электролиза в пересчете на 100 % NaOH приведен в 9.3.3 (таблица 9.36) и в приложении Е, п. 3.

Удельный расход тепловой энергии на производство 1 т гидроксида натрия марки РР ртутным методом электролиза в пересчете на 100 % NaOH приведен в 9.3.3 (таблица 9.36) и в приложении Е, п. 3.

Д.3.4 Удельный расход сырьевых материалов на производство 1 т гидрата окиси калия мембранным методом электролиза в пересчете на 100 % KOH приведен в 9.3.4 (таблица 9.47) и в приложении Е, п. 5.

Удельный расход электроэнергии на производство 1 т гидрата окиси калия мембранным методом электролиза в пересчете на 100 % KOH приведен в 9.3.4 (таблица 9.47) и в приложении Е, п. 5.

Удельный расход тепловой энергии на производство 1 т гидрата окиси калия мембранным методом электролиза в пересчете на 100 % KOH приведен в 9.3.4 (таблица 9.47) и в приложении Е, п. 5.

Д.3.5 Удельный расход сырьевых материалов на производство 1 т синтетической соляной кислоты в пересчете на 100 % HCl приведен в 9.3.5 (таблица 9.52) и в приложении Е, п. 6.

Удельный расход электроэнергии на производство 1 т синтетической соляной кислоты в пересчете на 100 % HCl приведен в разделе 9.3.5 (таблица 9.52) и в приложении Е, п. 6.

Удельный расход тепловой энергии на производство 1 т синтетической соляной кислоты в пересчете на 100 % HCl приведен в 9.3.5 (таблица 9.52) и приложении Е, п. 6.

Д.4 Наилучшие доступные технологии, направленные на повышение энергоэффективности, оптимизацию и сокращение ресурсопотребления

Таблица Д.1 - Наилучшие доступные технологии, направленные на повышение энергоэффективности, оптимизацию и сокращение ресурсопотребления

Номер НДТ	Наименование НДТ	Раздел/ пункт справочника
НДТ 13	НДТ для минимизации расхода электроэнергии путем применения следующих технических решений по отдельности или в сочетании: применение автоматизированных систем управления потреблением электроэнергии; использование оборудования с высокой энергоэффективностью (более высоким коэффициентом полезного действия)	12.1
НДТ 14	НДТ для минимизации расхода тепловой энергии и хладоагентов путем применения следующих технических решений по отдельности или в сочетании: использование систем рекуперации тепла в хлор-щелочном производстве и в производстве соляной кислоты	12.1
НДТ 4	Производство фтора Осуществление трифторидного процесса с использованием электролита, содержащего ~ 1 г-моль KF на ~ 2 г-моль HF. Позволяет вести процесс при температуре ~ 100 °С. Облегчает поддержание необходимого температурного режима, т.к. отпадает необходимость внешнего подогрева. А также создается возможность поддержания содержания HF в электролите в более широком диапазоне	12.1
НДТ 5	Обеспечение стабильности производственного процесса. Усовершенствование системы автоматического контроля	12.1

Д.5 Экономические аспекты реализации НДТ, направленные на повышение энергоэффективности, оптимизацию и сокращение ресурсопотребления

Для производства синтетической соляной кислоты представляет собой интерес и экономически перспективно внедрение НДТ, связанной с эффективной рекуперацией и использованием тепловой энергии, выделяющейся на стадии синтеза хлорида водорода.