固堿溶解制備濃堿溶液實例簡要介紹

賈彪 岳本增 孫曉芳 白志飛 王福花(山東濰坊寒亭恒天海龍股份有限公司,山東 濰坊 261100)

新疆海龍化纖有限公司(阿拉爾)年產五萬噸粘膠纖維生產線，考慮到當地氣候條件，資源及運輸情況，采用固堿溶解制取液體濃堿溶液為主，輔以外購液體濃堿溶液的方法為粘膠生產線提供濃堿溶液。本文闡述了固堿溶解系統主要工藝流程、主要設備、試生產過程中產生的故障、原因及解決的措施。

1 固堿物化特性

固堿主要成分氫氧化鈉，為無色透明晶體，相對密度2.130，熔點318.4℃，沸點1390℃。市售燒堿有固態和液態兩種：純固體燒堿呈白色，有塊狀、片狀、棒狀、粒狀，質脆；純液體燒堿為無色透明液體。燒堿溶液的凝固點隨濃度不同，凝固點也不同。例如，30.38%的燒堿，凝固點為+1.6℃；42.28%的燒堿，凝固點為+14℃。

2 系統主要工藝流程

固堿的溶解是一個劇烈的放熱反應，溶解速度比較快，溶解后堿液的溫度可以達到90℃以上。

3 主要設備構造

(1)固堿溶解罐 此設備為非標設備，采用旋流器工作原理，外形尺寸φ3000×3500，材質304 不銹鋼，中部鋪100 目不銹鋼絲網，上部低質水及堿循環進口沿罐體切線進入，底部出堿口一直延伸到罐體中部，這樣內部堿液旋流運動加速固堿溶解。

固堿溶解罐簡圖

(2)堿液儲罐 此設備為非標設備，考慮當地氣候條件及堿液物化特性。內部安裝不銹鋼蒸汽加熱管，罐體外部蒸汽伴熱管保溫

4 運行中故障分析及解決措施

(1)原計劃固堿投入溶解罐，循環30 分鐘后再輸送到外部儲罐。實際運行發現，隨著固堿投入溶解罐，固堿即快速溶解，釋放出大量熱量，待投料完畢，固堿也已全部溶解完成。可直接輸送到外部儲罐，省去循環溶解時間。

(2)固堿溶解為放熱反應，溶液溫度可達90 攝氏度以上，因溫度過高，不能滿足生產線使用。需增加換熱器堿液溫度降低到50 攝氏度左右。

(3)液堿儲罐采用Q235B 鋼板焊接制作。在運行過程中，焊縫處多次出現滲漏情況，且焊補后又從新發生滲漏。焊縫金屬發生晶間腐蝕，變脆。

①原因分析:在常溫下濃堿溶液對Q235B 鋼板腐蝕速度慢，但在90攝氏度以上濃堿溶液中，Q235B鋼板發生晶間腐蝕、變脆、且腐蝕速度很快。②解決措施;采用由北京航空材料研究院生產的TNJ 系列涂料，對罐體內壁進行噴涂，涂層厚度設計為：≥0.45mm，最小厚度不低于0.4mm，驗收時使用5000V直流電火花檢測無漏點為準，按照中國航空工業航空材料研究院要求采用測厚儀進行厚度的檢測。

(4)原濃堿儲罐中，因考慮到當地氣候條件，液堿結晶問題，設計有內部蒸汽加熱裝置及外部蒸汽伴熱裝置。在試運行過程中，固堿溶解過程中放出大量熱量，濃堿溶液溫度較高，伴熱保溫系統未投入運行。

(5)固堿溶解罐內部原設計有100 目不銹鋼鋼絲網。在運行1 月后，進罐檢查，發現鋼絲網腐蝕破損，但沒有影響固堿溶解效果。溶解速度很快，未在托板上產生堆積，就以溶解完畢。故拆掉100 目不銹鋼鋼絲網。

(6)在設計初期曾考慮固堿溶解后，堿溶液的結晶問題。試生產后，經檢驗可以滿足生產線使用要求，故未增加堿液過濾系統。

5 結語

目前大規模使用固堿溶解制備濃堿溶液用于生產線的項目比較少。本文通過固堿溶解制取液體濃堿溶液系統的主要工藝流程、主要設備、試生產過程中產生的故障、原因及解決措施的介紹，為其他粘膠廠及其他需用到大量固堿溶解的項目，提供了一定的借鑒。