淮安堿廠近年來技術進步總結

李鳳朝，王 遠，溫學桂

(江蘇井神鹽化股份有限公司淮安堿廠，江蘇淮安 223200)

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淮安堿廠近年來技術進步總結

李鳳朝，王 遠，溫學桂

(江蘇井神鹽化股份有限公司淮安堿廠，江蘇淮安 223200)

介紹淮安堿廠建成投產5年來的技術進步情況：自主研發的井下循環、鹽-堿-鈣聯合生產新工藝，使用了先進的干法加灰與真空蒸餾工藝，選用了進口NEA磨機、進口RPA帶式濾堿機、國產粉體流冷卻器、蒸發冷等先進設備，自主開發了篩板碳化塔，采用非金屬材料等；還新增熱堿液制小蘇打裝置、石灰泡沫塔洗水循環裝置，促進了節能減排工作。

鹽堿鈣聯合生產；干法加灰；帶式濾堿機；粉體流；蒸發冷；篩板碳化塔；小蘇打

江蘇井神鹽化股份有限公司淮安堿廠(以下簡稱“淮堿”)建成投產5年來，經過不斷地挖潛改造目前純堿產能50萬t/a(其中重質純堿40萬t/a)。在上級公司的領導下，淮堿廠部及工程技術人員主動學習掌握行業的新工藝、新技術、新裝備，博采眾長，采用公司自主研發的鹽堿鈣聯合生產新工藝，提高了資源利用率，降低了制造成本，增強了市場競爭能力。現將淮堿近幾年技術管理方面的工作總結如下：

1 開發鹽堿鈣聯合生產新工藝

氨堿法生產純堿存在一些技術難題，如原鹽利用率只有72%，其余的28%全部隨廢液外排，造成巨大的浪費；產生的白泥占用大量的土地資源；每噸堿有8～10 m3的廢液需要外排，一方面造成水資源的浪費，另一方面對環境產生一定的影響。井礦鹽生產將制鹽回收水注入地下溶鹽得到含飽和氯化鈉的鹵水用來生產鹽和純堿，生產過程中產生巨大的地下溶腔，存在一定地質災害隱患。

淮堿將純堿生產和井礦鹽生產聯合起來，徹底解決氨堿法生產純堿和井礦鹽生產存在的技術難題，利用制堿廢液代替清水地下采鹽，回收制堿廢液中的氯化鈉和氯化鈣，得到含氯化鈣和氯化鈉的飽和鹵水，經過MVR蒸發實現氯化鈉和氯化鈣的聯合生產，蒸發產生的冷凝水全部回收利用，提高了資源利用率，同時節約了大量的水資源。將堿渣注入井礦鹽生產形成的溶腔中，解決堿渣無法處理的難題和井礦鹽生產形成地下溶腔的地質安全隱患。該工藝技術獲 “利用井礦鹽的鹽、堿和鈣聯合循環生產工藝” 國家專利(專利號：ZL201110006672.X)，并通過了中國純堿工業協會、中國輕工業聯合會組織的科學技術成果鑒定。

2 采用鹵水制堿工藝

純堿生產所需鹵水直接采用井礦鹽生產開采的鹵水，由于地下鹽礦中含有一定量的硫酸鈉，生產鹽時可先提硝再產鹽，直接用鹵水生產純堿。在井礦采鹵注水時摻入一定量的純堿廢液，在溶腔中硫酸鈉和氯化鈣反應，反應如下：

Na2SO4+CaCl2=2NaCl+CaSO4↓

利用地下巨大的溶腔，實現用氯化鈣地下除硝，使鹵水質量能夠滿足制堿要求。由于采用鹵水直接制堿，減少了原鹽采購、運輸、貯存、化鹽等環節，簡化了生產工藝，減少了項目建設投資費用。

為了防止鹵水在輸送過程中出現鹽結晶，從地下開采的鹵水濃度不宜達到飽和點，這樣對純堿產量、消耗帶來一定影響，故在制鹽過程中抽取少量鹽漿經泵送至制堿用鹵水中，以保證制堿用鹵水濃度。

直接采用鹵水制堿工藝同固鹽制堿工藝相比，每年可節約制造費用愈兩千萬元。

3 篩板碳化塔

淮堿在總結原有碳化塔使用情況的基礎上研發了大型篩板碳化塔，無論是生產能力、工藝技術指標以及產品質量等諸多方面，φ3000篩板塔均得到了提升。深液層、大孔徑篩板碳化塔其高效的塔板特性，為制堿碳化工序的裝備技術發展開辟了一條新途徑。采用鈦篩板塔內件結構及非金屬材料塔圈結構，為碳化工序的質量控制提供了更優越的條件，該技術已申請“一種非金屬材料塔頂的碳化塔”國家專利(專利號：ZL 201220640217.5)。同時鈦篩板內件降低了塔板阻力，為優化碳化系統阻力降、增加塔高、提高塔壓創造了有利條件，使得碳化塔的傳質效率得以改善，提高了碳化轉化率和結晶質量。

4 選用干法蒸餾技術

氨堿法生產純堿中蒸餾工序主要任務是回收氨進行循環使用，在此過程中需要消耗大量的低壓蒸汽，氨堿法生產純堿蒸餾消耗低壓汽在1.2～1.7 t汽/t堿，占純堿生產成本20%以上。目前蒸餾工序工藝流程主要有兩種，一種是干法蒸餾，一種是濕法蒸餾。濕法蒸餾將生石灰進行消化，生石灰消化時放出大量的熱隨水蒸汽帶走；而干法蒸餾將生石灰制粉后直接送蒸餾工序，回收生石灰消化產生的熱量，降低蒸汽消耗，生石灰消化反應如下：

CaO(s)+H2O(1)=Ca(OH)2(q)+63.6 kJ/mol

一期建設中生石灰制粉選用了德國進口磨機NEA30，與干法蒸餾系統配套生產30萬t/a純堿。每噸堿需要CaO約560 kg。蒸餾用低壓蒸汽壓力0.4 MPa、溫度220 ℃，根據相關資料蒸汽焓值為2898 kJ/kg，排出的廢液溫度為90 ℃，加入蒸餾塔的蒸汽最終成為90 ℃冷凝液，其焓值為377 kJ/kg。采用干法蒸餾與濕法蒸餾相比，每年可節約低壓蒸汽：560÷56×63.6÷(2 898-377)×30=7. 6萬t。

5 利用熱堿液生產小蘇打工藝

淮堿生產過程中熱堿液無法處理，直接送母液桶回收氨后外排，造成了巨大的浪費，2013年建成

投產3萬t/a小蘇打生產裝置，該裝置回收熱堿液生產小蘇打，先對熱堿液進行蒸氨再加入輕質純堿，經過碳化、離心機過濾、干燥后得到產品小蘇打，生產小蘇打的濾液作為煅燒熱堿液補充水，經測算每年回收熱堿液折純堿約8 000 t。

6 真空帶式濾堿機的應用

傳統的轉鼓濾堿機存在較多的缺陷，如濾布需要定期清洗再生，需要一臺備用濾堿機；洗水一次使用，洗水當量大；干燥面積不足，重堿水分大；轉鼓濾堿機用鋼絲固定濾布，刮刀不能緊靠到濾布，有約20%的濾餅沒有刮下，這部分濾餅重新過濾、洗滌，增加了濾過損失；現場環境差，特別是夏季，現場氨味大等。

淮堿采用了由杭州新藍代理的法國產兩臺RPA真空帶式濾堿機(54 m2)，與轉鼓濾堿機相比，操作自動化程度高，濾布每個周期均用洗水進行洗滌，洗濾布的水作為控制鹽分的濾餅洗水回收利用，洗水兩次利用，洗水當量下降0.2 m3/t堿，降低了過濾損失，減少了母液當量；由于真空帶式濾堿機干燥區域大，重堿水分與轉鼓濾堿機相比下降2%，煅燒爐中可節省3.2 MPa蒸汽超過40 kg/t堿；同時真空帶式濾堿機負壓操作，重堿中的氨不易揮發到空氣中，給操作人員創造了良好的操作環境。

采用真空帶式濾堿機，由于重堿水分下降，每年節約3.2 MPa蒸汽為：50×40÷1 000=2萬t。

7 國產粉體流冷卻器的應用

淮堿與北京廣廈公司共同開發國內第一套重灰粉體流換熱器，來代替傳統的流化床換熱器用于重灰涼堿生產。與傳統的流化床相比，重灰與冷卻水逆向接觸，換熱效率高，同時水流自下而上，形成高速湍流，板片也不易結垢；粉體流的整體流設計能有效防止產品的磨損，從而保證產品的顆粒和晶形不被破壞，質量得以充分保證；粉體流換熱器系統電耗為1.5 kWh，而流化床換熱器系統電耗為224.1 kWh，電耗下降99%以上；粉體流換熱器無需大量的排氣設施，消除了粉塵污染；粉體流換熱器設備緊湊，空間利用率高(其底座約5 m2)，安裝方便。

8 閉式蒸發冷卻器的應用

淮堿夏季生產冷卻系統成為主要生產瓶頸，煅燒車間輕灰爐氣冷凝塔、涼堿系統處于循環水管網的末端，夏季冷卻水不能滿足生產需求，造成爐氣溫度偏高，直接影響純堿生產正常運行，因循環水冷卻能力不足純堿產品溫度偏高，影響產品包裝，時有燙壞包裝袋現象。在煅燒車間新增加兩套蒸發式冷卻器供爐氣冷凝塔和涼堿所需循環水。蒸發式冷卻器為閉式冷卻塔，冷卻塔盤管內的系統循環冷卻水與管外的降溫冷卻水及空氣進行熱交換，避免了系統循環水與空氣接觸，保證循環水水質，降溫后的冷卻水用泵送至輕灰爐氣冷凝塔、輕灰涼堿機、重灰流化床及重灰粉體流冷卻器，由于循環冷卻水水質較好，有效防止設備結垢、堵塞等問題，提高了傳熱效率。升溫后的循環冷卻水返回到蒸發式冷卻器，經過與蒸發式冷卻器自身循環的軟水及空氣熱交換，降溫后循環使用，循環水中的熱量經過蒸發冷卻器自身循環水蒸發及空氣帶走。

9 石灰除塵水循環使用

石灰窯產生的窯氣需要用水在泡沫除塵塔內洗滌除塵、降溫，產生的除塵水經過澄清自然冷卻后循環使用。每噸堿除塵塔減少補水量約1.2 m3/t堿，石灰除塵水通過循環使用每年節約水：1.2×50=60萬m3。

10 非金屬材料的使用

淡(半)氨鹽水管、氨鹽水管、中和水管道以及蒸餾塔出氣管、碳化尾氣管等選用了科進尼龍或鋼襯尼龍材質，用來代替鑄鐵管或碳鋼管，另外還有部分塔罐使用了新型玻璃鋼材料，采取這些措施后有效地防止了系統中的銹蝕，降低了成品鐵分。

11 關于節水情況

采用鹽堿鈣聯合生產新工藝，將廢液代替清水注井采鹽，鹵水進行制鹽、制鈣產生的冷凝水全部回收用于化鹽，與傳統的用固體鹽生產純堿相比，每噸堿節約化鹽用水約4 m3，每年節水為：4×50=200萬m3。

生石灰消化時需耗水在2.3～2.5 m3/t堿，淮堿干法蒸餾產能30萬t堿/a，每年約節水：2.3×30=69萬m3。

石灰除塵水循環使用，每年約節水60萬m3。

采用水平真空帶濾機，洗水當量下降0.2～0.3 m3/t堿，每年節水為：0.2×50=10萬m3。

因此采取不同的工藝路線，每年可節水：200+69+60+10=339萬m3。

另外，淮堿還采用了在DCS基礎上的碳濾工序、煅燒工序和石灰工序的先控優化技術，均取得良好的效果，為增產降耗提供了強有力的支撐和保證。

在純堿行業中，淮堿盡管生產規模不大，由于積極采用“三新”(新工藝、新設備、新材料)技術，使生產制造成本得到有效的控制，在近幾年純堿行業總體運勢動蕩或不景氣的形勢下仍然保持了一定的競爭優勢：

1)采用鹽堿鈣循環經濟，徹底解決純堿和井礦鹽生產中存在的技術難題，提高了資源利用率，同時消除了環保壓力。

2)直接采用鹵水制堿，簡化了工藝，減少了投資，降低了制堿成本。

3)采用干法蒸餾工藝，回收了生石灰消化反應熱，節約了低壓蒸汽。

4)選用真空帶濾機，不但降低了重堿鹽分和水分，還降低了中壓蒸汽消耗。

5)采用一系列節水措施后每年可節水愈300萬m3。

6)利用煅燒熱堿液制造小蘇打，每年約回收純堿8 000 t。

TQ114.161

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1005-8370(2016)05-07-03

2016-01-28

李鳳朝(1965—)，畢業于青島化工學院化學工程專業，工程碩士，高級工程師。現為江蘇井神鹽化股份公司淮安堿廠總工程師。從事純堿生產與技術管理多年。