“开源节流”的溴资源获取新方案

2019-05-17 来源：中国海洋报

[ 导读 ]：首台套（浓）海水高效节能提溴产业化装置的投产，证明我国的（浓）海水提溴技术已经达到国际先进水平。未来，我们还要将该技术在我国提溴企业进行推广，提高提溴效率、降低能耗，让更多的企业从中受益。

众所周知，海水淡化分离后，一部分变成淡水，一部分变成浓海水。淡水的功用无需赘言，但浓海水又能做什么呢？

到5月1日，我国首台套（浓）海水高效节能提溴产业化装置已在天津长芦汉沽盐场投产运行3个月。与传统提溴装置相比，该装置处理能效提高30%、吹废中溴含量降低33%，经济效益和社会效益显著。

该装置研发单位自然资源部天津海水淡化与综合利用研究所海水化学资源利用技术研究室主任黄西平说：“近年来，我国提溴的主要原料——地下卤水面临枯竭，亟待开发以海水、淡化后浓海水为原料的提溴技术，破解我国溴资源短缺困境。（浓）海水高效节能提溴技术自2008年开始研发，历经十余年，从实验室走向产业化，为提升提溴效率、推动提溴行业升级转型奠定了基础。”

（浓）海水提溴解决行业难题

溴，是重要的化工原料，在阻燃、制冷、石油、医药等领域有广泛用途。随着我国溴化工行业的快速发展，溴需求量逐年增大，而作为溴生产主要原料的地下卤水储量及品位正逐年下降。虽然海水中溴储量占总资源量的99%以上，但其浓度仅有地下卤水的1/3。从海水中提溴，能耗高、效率低，这正是制约海水提溴发展的关键问题。如何低能耗、高效率提溴？十余年前，淡化所提溴技术研发团队开始了课题攻关。

“2008年，我们确定了以淡化后浓海水为提溴突破口开展科研攻关，研发高效节能的提溴技术，破解海水提溴困境，支撑我国海水提溴产业升级转型。”黄西平说。

为此，团队成员到国内技术和装备均较为领先的传统提溴企业实地调研。调研发现，现有工艺装置运行过程能耗高、溴收率低的根本原因，是提溴过程基础数据匮乏，设计和运行凭经验。

于是他们从基础数据研究入手，2008年搭建了30立方米/天空气吹出法提溴实验装置，模拟工业生产过程，开展提溴过程基础数据测定，同时开展高效塔组内件开发和传质过程强化研究。2015年，团队设计出500立方米/天高效节能提溴中试装置。此后历时3年，在千余组对比实验基础上，对提溴过程工艺参数控制、塔体内部结构、塔内构件、气液流场分布等进行了持续创新和改进，优化了液体喷淋密度，规范了气液两相流分布，提高了传质接触面积，形成了（浓）海水高效节能提溴技术的工艺包设计及专有装备定型。

优化后的中试提溴装置与传统的提溴装置相比，降低能耗10%以上，溴收率提高10%，形成了6项（浓）海水高效节能提溴技术的专利成果，为我国溴短缺提供了“开源节流”的解决方案。

产业化之路迈出关键一步

中试的成功提升了团队信心和士气。但500立方米/天的提溴能力，还远远达不到工业生产需求。

“溴化工企业如采用（浓）海水为原料进行提溴，其产业化装置处理量需达到1200立方米/小时以上。也就是说，产业化装置较中试装置规模需要放大60倍~80倍。”团队成员刘伟说。

彼时，汉沽盐场急需提高溴产能，淡化所的提溴团队也需要将科研成果转化为生产力。2019年1月7日，淡化所和汉沽盐场签署协议，共同建设全国首台套（浓）海水高效节能提溴产业化装置。

刘伟说：“我们的技术虽然经历了十多年研发，中试也取得了良好的效果，但是此前没有产业化运行，工艺装备放大过程存在一定的风险。”

汉沽盐场也有类似的担忧，在签署合同后提出了两个附加要求：一是要求在3周内完成技术改造，以减少对生产运行的影响；二是在升级改造方案中，要留出改回去的余地，如果效果未达到预期，将对改造进行拆除，恢复传统工艺装置。

团队成员深知，汉沽盐场产业化项目不仅是对团队十余年研发能力的检验，也是我国（浓）海水提溴高效节能产业化的关键一步。如果这个项目不成功，我国（浓）海水提溴高效节能产业化之路可能再延后数年。

提溴团队成员都卯足了干劲儿，只用两天就完成了施工方案和工程图纸设计。施工改造期间，他们从早上7点到场一直忙到晚上9点，有效保障施工进度和质量。试车和试生产期间恰逢元宵节，团队成员在指导工艺调试、分析检测生产运行数据的忙碌中过节，很快完成了项目改造建设。

新装置经济、环境效益显著

如今，技术改造后的产业化装置已经运行了3个月，生产效果得到了汉沽盐场的肯定。作为我国首台套（浓）海水高效节能提溴产业化装置，和传统装置对比，在同等物耗条件下，单套装置每年可从排放废液中额外回收溴50吨以上，一吨溴电耗降低265千瓦·时，经济效益及环境效益均十分显著。

刘伟坦言，项目的成功得益于找到了提高提溴效率的根本性、关键性问题，也就是提高物质传递效果，目前团队掌握的三大核心技术均在国内处于领先水平。