氨堿法純堿生產中產品鐵份控制

武曉衛

氨堿法純堿生產中產品鐵份控制

武曉衛

（唐山三友化工股份有限公司純堿生產技術部，河北唐山 063305）

圍繞著氨堿法純堿生產進行研究探討，分析產生“紅堿”主要原因，探討有效的鐵份控制方法。

氨堿法；純堿；鐵份控制

碳酸鈉（Na2CO3）俗稱純堿，是重要的工業原料，隨著工業的發展和進步，純堿生產量和消費量也在不斷增加。在純堿生產過程中，主要采用氨堿法這一成熟的制堿手段。用氨堿法所生產的純堿，其中存在著一定的鐵份雜質，在很大程度上影響著純堿產品的質量。這就需要加強氨堿法純堿生產中產品鐵份控制，采取有效的控制辦法。

1　生產設備的改進和升級

1.1耐蝕材料的應用

氨堿法是純堿生產中的主要技術手段，用石礦以及海水日曬鹽為上游工業提供原料。當前在純堿生產過程中，機械化生產開始得到普及應用。氨的循環利用則有效降低了損耗。因為純堿產品當中的鐵份雜質主要來源于腐蝕的鐵質機械設備。因此，降低純堿產品當中的鐵份雜質含量，需要進一步改進和升級氨堿法生產設備，選用耐蝕性能良好的材料，開發和引進化學穩定性高的材料，促進純堿生產的技術改造。目前，鈦制材料開始作為氨堿法生產設備的零部件得到了有效的應用，其具有強度高、耐高溫以及耐蝕性好的優點，相比于鋼鐵材料的性能更好。由于其造價較高，故應用于氨堿法生產設備的重要零部件當中，比如蒸氨塔及碳化塔冷卻水箱當中應用到了鈦制管，使用鈦板換熱器代替鑄鐵排管，有效防止氨堿法設備受到腐蝕，可有效降低純堿產品當中的鐵份。氨堿法生產設備則主要采用鑄鐵材料，相對于鋼鐵材料，其高溫條件下的耐性熱相對較好，同時延長了使用壽命［1］。

1.2嚴格控制碳化塔清洗操作

在氨堿法生產過程中，需要足夠大的氣液接觸面積，以達到足夠長的接觸反應時間，主要采用碳化塔這種主體高大的設備。而清洗塔操作對純堿產品質量有著重要的影響。在長期的純堿生產過程中，塔內會結出很厚的疤而導致氣液通道縮小，對于接下來的制堿過程產生不利的影響。因此在氨堿法生產純堿的過程中，首先需要確定組塔情況，制定完善的清洗計劃，安排好清洗周期，優化清洗流程，以達到最佳的清洗效果，避免清洗不徹底以及過度清洗。嚴格控制清洗塔的進氣量和液位，防止碳化塔設備表面受到腐蝕，以有效控制鐵份含量，保證鐵份含量正常時，提高純堿產品的質量［2］。

2　生產工藝的持續改進

2.1生產過程中氧和硫化物含量的控制

在純堿生產過程中，其液體介質均屬于強電解質，對于氨堿法純堿生產設備具有一定的腐蝕作用，而在氣相介質中，氧氣是重要的組成成分。含有氧氣的氣相介質加上由強電解質組成的液相介質，進一步加劇了氨堿法純堿生產設備的腐蝕。爐氣和窯氣中含有部分氧氣，即含有氧氣的中、下段氣中其進入到碳化塔內，同時與強電解質接觸，然后溶解于氨鹽水或中和水中。鐵份含量高的純堿呈現灰紅或紅色，即為“紅堿”，進而影響純堿產品的質量。加強對中、下段氣中的氧含量控制，避免在實際生產中進入碳化塔，可有效降低對鑄鐵設備的腐蝕程度［3］。

除了減少生產系統中的氧含量之外，還可以通過在氨鹽水中添加硫化物來達到控制純堿產品中鐵份含量的效果。將硫化物加入到氨鹽水中，其中的S2-和Fe2+進行反應生成FeS。FeS在設備及管道表面形成化學性質穩定的硫膜，其具有較強的耐蝕性，成為氨堿法純堿生產設備的保護層，有效控制純堿產品當中的鐵份，提高產品質量。合理控制所添加硫化物的濃度，即控制S2-的含量，進而達到控制Fe2+含量的目的。

2.2其他方法

如果通過降低生產過程中氧含量和在氨鹽水中添加硫化物等方法對于氨堿法純堿生產中產品鐵份控制效果不佳，可以采用氨鹽水中添加MgCl2或向中和水中加硫，能夠有效達到鐵份控制效果。在生產波動大或兩段氣氧含量偏高的情況下應用較為廣泛。MgCl2在氨鹽水中反應形成碳酸鎂復鹽結疤，能夠將設備與腐蝕介質隔離開，進而達到防腐蝕的效果，減少Fe2+進入，達到鐵份控制效果。MgCl2在氨鹽水中反應形成的保護膜十分牢固，不會輕易脫落。中和水中加硫的目的則是降低氧含量，同時能夠維持硫膜的穩定，保護生產設備不受腐蝕，有效控制純堿產品中的鐵份［4］。

3　結論

鐵份控制是氨堿法純堿生產中的重要工作內容，其關系到純堿產品質量，需要從氨堿法純堿生產的設備和工藝著手，予以持續改進和升級，引進和開發新技術、新材料，進而達到理想的鐵份控制效果，提高氨堿法純堿生產質量。

［1］ 段金芬，賀倉年.氨堿法純堿生產工藝與設備的發展特點研究［J］.化工管理，2016，（20）.

［2］ 張克強，齊文玲，魯磊，等.我國純堿行業發展情況分析及建議［J］.科技資訊，2014，（25）.

［3］ 郁紅.純堿行業：實現能耗目標的四大依據［J］.化工管理，2013，（7）.

［4］ 左艷梅，閔瑞高.氨堿法純堿生產工藝與設備的發展特點研究［J］.廣東化工，2013，（13）.

In the Production of Products of Iron Control Ammonia Soda

Wu Xiao-wei

This study revolves around the law of soda ash ammonia alkali production were discussed，analysis of the “red base”main reason，discusses the effective control method of iron.

ammonia soda；soda ash；iron control

TQ114.161

A

1003-6490（2016）06-0127-01

2016-06-04

武曉衛（1975—），男，河北灤南人，助理工程師，主要研究方向為氨堿法生產純堿工藝。