關(guān)于氨堿法純堿的生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備的改進(jìn)分析

朱光榮

（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司，青海格爾木 816000）

關(guān)于氨堿法純堿的生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備的改進(jìn)分析

朱光榮

（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司，青海格爾木 816000）

針對(duì)氨堿法純堿的生產(chǎn)技術(shù)及設(shè)備的改進(jìn)展開分析，介紹了大型制堿生產(chǎn)裝備的特點(diǎn)，對(duì)工藝操作方式進(jìn)行探討。改進(jìn)工藝和設(shè)備能有效提高純堿裝置的生產(chǎn)能力，并保持其平穩(wěn)性以及安全性能，減少消耗和縮短工藝流程，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，從而進(jìn)一步提高純堿的生產(chǎn)能力。

純堿；生產(chǎn)技術(shù)；設(shè)備；改進(jìn)

純堿即碳酸鈉是主要的化學(xué)原料，與產(chǎn)量以及消費(fèi)量有著直接的聯(lián)系，同時(shí)也是衡量一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的判斷標(biāo)準(zhǔn)之一。目前我國大型的純堿生產(chǎn)企業(yè)，純堿生產(chǎn)主要采用DCS進(jìn)行控制操作。但是純堿的工藝操作流程多，而且具有很強(qiáng)的連貫性，同時(shí)還要對(duì)物料氣、液、固進(jìn)行處理，部分裝置，比如碳化塔等具有很強(qiáng)的變量關(guān)聯(lián)以及和耦合性質(zhì)，而常規(guī)的單變量對(duì)解決工業(yè)問題還是有一定的難度。大型堿廠一般是采用“浙大中控”中的APC_Adcon先進(jìn)控制系統(tǒng)，將純堿生產(chǎn)裝置生產(chǎn)技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，分析純堿裝置先進(jìn)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步提高純堿生產(chǎn)能力。

1 氨堿法生產(chǎn)設(shè)備改進(jìn)分析

1.1 氨堿法純堿的生產(chǎn)現(xiàn)狀

氨堿法制堿是最主要的純堿生產(chǎn)方式，以下是其優(yōu)勢：原料輕易獲取且廉價(jià)；技術(shù)成熟，具有一定的歷史性，可以開展大規(guī)模生產(chǎn)，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)械化；在生產(chǎn)過程中，氨可以得到有效的循環(huán)利用，消耗較少。生產(chǎn)物料的腐蝕性表現(xiàn)為中度，一般設(shè)備、管道需要鑄鐵或者是碳鋼制作，保證其耐腐性。

1.2 氨堿法設(shè)備的改進(jìn)發(fā)展

氨堿法純堿屬于吸收、洗滌還有脫吸、煅燒等氣體和氣固傳質(zhì)的一個(gè)過程，需要一定量的氣液接觸面積并給予足夠的接觸時(shí)間，所以主體設(shè)備相對(duì)比較大，比如碳化塔，其型號(hào)可達(dá)到1.83m、2.0m、2.2m、2m、3m還有3.2m，而異型包括有φ3m/φ3.4m，φ2.8m/φ3.0m等，一般高度可以達(dá)到25～30m，最大型有φ3.2m塔，重量為300t，部分工序還是使用傳統(tǒng)設(shè)備，生產(chǎn)效率低，一旦生產(chǎn)擴(kuò)大，就很容易出現(xiàn)機(jī)器、塔還有桶聚集在一起的現(xiàn)象。而氨堿法堿工廠工藝設(shè)備還是比較笨重，與他的制造材料是分不開的，主要是利用鑄鐵制造的，在常壓下開展工作。但是鋼質(zhì)材料對(duì)于氨堿工廠介質(zhì)的腐蝕性較小，特別是高溫狀態(tài)下呈現(xiàn)出來耐腐蝕性讓人不滿，所以，雖然鋼制設(shè)備的承壓能力較好而且制作便利，但是鋼材還是不能作為氨堿工廠的首選材料。

根據(jù)其特點(diǎn)分析，現(xiàn)階段開發(fā)并引進(jìn)了很多高效新型設(shè)備，還有很多新型的機(jī)械加工性質(zhì)的新材料，開展純堿生產(chǎn)過程中，純堿工業(yè)技術(shù)在不斷的改進(jìn)，并且也取得一定的成績。使用鈦制設(shè)備，鈦比重小，具有很好的比強(qiáng)度，高低溫顯現(xiàn)出很好的耐腐蝕性，雖然有時(shí)比不上不銹鋼的耐腐性優(yōu)異，尤其是當(dāng)它處于氯化物溶液時(shí)，其應(yīng)力腐蝕、磨損腐蝕、耐污垢性都很優(yōu)良，而且還有很好的導(dǎo)熱性，但是鈦的價(jià)格相對(duì)高，對(duì)廣泛使用發(fā)展是一個(gè)制約。國內(nèi)外制堿工廠的蒸氨塔、碳化塔冷卻水箱部分或者是全部都采用鈦管。將鈦板換熱器替換事前的冷卻排管，總傳熱系數(shù)可以達(dá)到工業(yè)運(yùn)行狀態(tài)下的1 400～1 700W（m2·K），比之前使用的冷卻排管高出4～5倍[1]。

2 氨堿法生產(chǎn)工藝改進(jìn)分析

2.1 生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)操作

氨堿法工藝流程復(fù)雜，并且表現(xiàn)出很強(qiáng)的生產(chǎn)連續(xù)性，每一道工序相互聯(lián)系，為物料往返提供一定的條件。除了部分間隔操作之外，對(duì)其流動(dòng)以及溫度、壓力要保持在一個(gè)較平穩(wěn)的狀態(tài)，所以要做好中間物料的平衡，工序之間還有設(shè)備之間要給予足夠的物料儲(chǔ)槽，讓其發(fā)揮緩沖吞吐的作用，有效提升對(duì)生產(chǎn)波動(dòng)的承受能力。而生產(chǎn)系統(tǒng)中有關(guān)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，主要選取C-200HPC替換原來的繼電器連鎖系統(tǒng)，可以將物料轉(zhuǎn)動(dòng)最佳角度分析出來，使得窯內(nèi)物料燃燒均衡，進(jìn)一步提高窯氣濃度，并有效降低對(duì)石灰石及焦炭消耗[2]。

2.2 濾堿工序添加助濾劑

濾堿工序添加助濾劑，可收到以下效果：其一，可有效降低重堿水分1%～5%，并且降低鹽分。其二，增強(qiáng)濾過機(jī)及煅燒爐的能力。其三，洗水量可減少0.05～0.15m2/t。為了適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，用戶也提出有關(guān)質(zhì)量要求，從德國引進(jìn)離心機(jī)、流化床等先進(jìn)設(shè)備，還增加了200kt/a低鹽重質(zhì)純堿裝置。而煅燒工序中使用到的φ3 600×30 000的堿蒸汽煅燒爐是我國生產(chǎn)能力最強(qiáng)的煅燒爐，達(dá)到800t/d的生產(chǎn)能力，這樣就可以減少工序波動(dòng)對(duì)于后一道工序的影響。而在涼堿工序中采取的是沸騰式?jīng)鰤A爐，參數(shù)為φ4 000/φ3 200×8 000，在160℃的高溫純堿以流化狀態(tài)下和冷卻水實(shí)現(xiàn)間壁換熱，對(duì)高溫純堿進(jìn)行降溫，溫度降到70℃。這樣的操作方式簡單而且運(yùn)行可靠，具有很強(qiáng)的生產(chǎn)能力[3]。

2.3 氨循環(huán)中CO2部分循環(huán)具有反復(fù)性

氨循環(huán)中CO2部分循環(huán)具有較強(qiáng)的反復(fù)性，可以有效提高其利用率和回收率，氨堿工廠工藝操作中有氨循環(huán)還有CO2部分循環(huán)。循環(huán)路線如下，首先：母液在蒸氨塔中蒸出氣態(tài)氨，經(jīng)過吸氨塔會(huì)被鹽水吸收，形成銨鹽水，然后轉(zhuǎn)入碳化塔，在塔底將堿漿拿出，過濾之后，濾液在再次送入蒸出氨，接著一直循環(huán)。將尾氣帶出來的碳進(jìn)行碳化，氨鹽水總氮量是8%～9%，鈣塔被鹽水洗去后返回到系統(tǒng)中。重堿可以將小部分的銨鹽帶走，并在煅燒爐里加熱分解。而氨則會(huì)在爐氣運(yùn)行的過程中慢慢的進(jìn)入到冷凝液和洗水當(dāng)中，然后回收主要物料流[4]。

而二氧化碳循環(huán)路線主要有兩條，一條是氨鹽水碳酸化后進(jìn)行重堿煅燒爐進(jìn)行煅燒，然后分解出一定量的二氧化碳，進(jìn)行處理后送進(jìn)碳化塔；第二條是將堿液分離下來后的濾液，將濾液送到蒸氨塔上方，進(jìn)行加熱分解，完成濃縮就會(huì)被吸收為氨鹽水，將之送至碳化塔進(jìn)行制堿操作，而大量的二氧化碳則是轉(zhuǎn)到產(chǎn)品這一塊，需要窯氣對(duì)二氧化碳進(jìn)行補(bǔ)充，這一個(gè)過程就成為部分循環(huán)，而氨和二氧化碳是可以循環(huán)使用的，這樣就可以取得較高的利用率和回收率，保持各個(gè)工序的協(xié)調(diào)性，使整個(gè)系統(tǒng)保持在平穩(wěn)的狀態(tài)下。

3結(jié)束語

氨堿法具有悠久的歷史，制堿技術(shù)在不斷的改進(jìn)，并且趨向成熟，制堿工作者根據(jù)自身的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)制堿過程進(jìn)行總結(jié)，使得制堿技術(shù)得到有效發(fā)展。不斷的改進(jìn)設(shè)備和工藝，讓設(shè)備在一個(gè)較平穩(wěn)的狀態(tài)下進(jìn)行操作，以此保證產(chǎn)量，有效的降低能源消耗，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。提高工藝水平并結(jié)合先進(jìn)的設(shè)備，從而有效提升純堿的生產(chǎn)能力。

[1] 段金芬，賀倉年.氨堿法純堿生產(chǎn)工藝與設(shè)備的發(fā)展特點(diǎn)研究[J].化工管理，2016，8（20）：240.

[2] 郁紅.純堿行業(yè)：實(shí)現(xiàn)能耗目標(biāo)的四大依據(jù)[J].化工管理，2013，12（07）：40-43.

[3] 左艷梅，閔瑞高.氨堿法純堿生產(chǎn)工藝與設(shè)備的發(fā)展特點(diǎn)研究[J].廣東化工，2013，40（13）：127；134.

[4] 武曉衛(wèi).氨堿法純堿生產(chǎn)中產(chǎn)品鐵份控制[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2016，42（06）：127.

The Analysis and Improvement of the Development of Production Technology and Equipment of Ammonia Soda.

Zhu Guang-rong

The alkaline ammonia soda ash production technology and equipment to improve the development of analysis，through the analysis of the characteristics of large system of alkali production equipment production and discusses the process of operating mode，can effectively improve the soda ash，and keep its stability and safety performance，reduce consumption and workflow，reduce labor intensity，thus promotes the production capacity of soda ash.

soda ash；production technology；euipment；improve

TQ114.161

A

1003–6490（2016）10–0068–02

2016–09–21

朱光榮（1987—），男，青海互助人，助理工程師，主要研究方向?yàn)榧儔A、PVC等行業(yè)。