淺析氯化鈣生產(chǎn)中廢物的循環(huán)利用

李忠生

(唐山三友志達(dá)鈣業(yè)有限公司，河北唐山 063305)

淺析氯化鈣生產(chǎn)中廢物的循環(huán)利用

李忠生

(唐山三友志達(dá)鈣業(yè)有限公司，河北唐山 063305)

唐山三友志達(dá)鈣業(yè)公司利用純堿工業(yè)中排放的蒸氨廢液為原料生產(chǎn)氯化鈣，在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生高溫鹽漿、鈣粉、廢熱等廢物，介紹如何實(shí)現(xiàn)廢物的循環(huán)利用，既保證了產(chǎn)品質(zhì)量又減少了廢物的排放，對(duì)具有環(huán)保性質(zhì)的氯化鈣生產(chǎn)企業(yè)具有指導(dǎo)意義。

氯化鈣；高溫鹽漿；鈣粉；循環(huán)利用；熱量回收

唐山三友集團(tuán)志達(dá)鈣業(yè)公司目前的生產(chǎn)能力為年產(chǎn)15萬(wàn)t氯化鈣，以純堿工業(yè)中排放的蒸氨廢液為原料，是具有環(huán)保性質(zhì)的生產(chǎn)企業(yè)，由于生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的高溫鹽漿、氯化鈣粉塵(鈣粉)、高溫氣體回收困難，長(zhǎng)期以來(lái)沒(méi)有得到有效科學(xué)的解決，就目前我公司的處理方式給大家提供一些思路，希望能給大家一些借鑒，讓生產(chǎn)氯化鈣企業(yè)達(dá)到合格排放，促進(jìn)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。

1 高溫鹽漿的回收

我公司生產(chǎn)過(guò)程中形成的鹽漿主要有兩部分：30%氯化鈣溶液產(chǎn)生的大量低溫鹽漿；45%鈣液產(chǎn)生的少量高溫鹽漿。

1.1 高溫鹽漿的產(chǎn)生

我公司使用的原料液是唐山三友集團(tuán)純堿分公司重堿車(chē)間排放的蒸氨廢液，主要成分是CaCl2(鈣鹽)、NaCl(鈉鹽)，經(jīng)過(guò)澄清過(guò)濾后作為我公司的生產(chǎn)原料清液，清液進(jìn)入澄清桶去除部分雜質(zhì)后溢流進(jìn)入清液桶，清液經(jīng)蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)濃縮，由于氯化鈣的溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氯化鈉，因此在蒸發(fā)濃縮過(guò)程中，當(dāng)溶液濃度達(dá)28.5%以上時(shí)，氯化鈉達(dá)到飽和，開(kāi)始有結(jié)晶析出，當(dāng)溶液濃度達(dá)40%以上時(shí)，氯化鈉大量析出。當(dāng)溶液濃度達(dá)到34～36°Be′時(shí)氯化鈣溶液濃度在30%以上，隨著氯化鈣濃度的增加，氯化鈉的結(jié)晶顆粒逐漸增大，析出大量的低溫鹽漿，直接影響加熱器的換熱效果，則通過(guò)出料泵送入除鹽工序，產(chǎn)生的低溫鹽漿經(jīng)離心機(jī)去除，分離出的鹽溶解后送往唐山三友純堿分公司的鹽水車(chē)間使用，離心機(jī)未能分離的細(xì)小鈉鹽顆粒以及清液中含有少量沒(méi)析出的鈉鹽，隨著氯化鈣溶液進(jìn)入濾液桶，存液再經(jīng)過(guò)蒸發(fā)系統(tǒng)提濃。

當(dāng)氯化鈣溫度達(dá)170～173 ℃時(shí)(43°Be′)，通過(guò)壓差作用送入閃蒸罐進(jìn)行閃發(fā)，最終蒸發(fā)出液濃度達(dá)到45%，原氯化鈣溶液中未析出的以及細(xì)小的鈉鹽顆粒基本完全析出，形成顆粒較小的少量高溫鹽漿，與45%氯化鈣溶液進(jìn)入澄清桶，通過(guò)重力沉降作用分離高溫鹽漿與45%氯化鈣溶液。

1.2 高溫鹽漿回收

通過(guò)上述高溫鹽漿的產(chǎn)生過(guò)程，我們可以看出低溫鹽漿與高溫鹽漿的產(chǎn)生是兩個(gè)不同階段，因此都用離心機(jī)回收不能達(dá)到理想的效果，因?yàn)楦邷佧}漿鈣液濃度較高，如果外排將造成生產(chǎn)成本的大幅增加，且產(chǎn)生一定的環(huán)境污染。我公司采用將高溫鹽漿返回清液桶，再次返回蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)濃縮，細(xì)小的高溫鹽漿顆粒隨著結(jié)晶鹽的不斷析出逐漸增大，當(dāng)溶液濃度達(dá)到30%以上時(shí)，與低溫鹽漿經(jīng)過(guò)出料泵送入除鹽工序，通過(guò)離心機(jī)將高溫鹽漿回收，溶解后送往唐山三友純堿分公司的鹽水車(chē)間使用，起到了較好的高溫鹽漿回收效果。

2 鈣粉的回收

鈣粉是氯化鈣生產(chǎn)過(guò)程中副產(chǎn)品，我公司生產(chǎn)的二水片產(chǎn)品中鈣粉占5%左右，其氯化鈣主含量在74%左右，其性能與氯化鈣產(chǎn)品性能相同。由于是顆粒細(xì)小的粉末狀與二水片鈣產(chǎn)品在形狀上的差別，在使用范圍上存在一定的局限性，產(chǎn)品銷(xiāo)售量較小，長(zhǎng)時(shí)間生產(chǎn)則產(chǎn)生庫(kù)存積壓成本，這就決定了鈣粉的生產(chǎn)量要減小，回收鈣粉的工作勢(shì)在必行，解決企業(yè)的困難。

2.1 鈣粉的產(chǎn)生

45%以上的鈣液由凈化崗位鈣液泵送入四效蒸發(fā)系統(tǒng)，通過(guò)壓差作用進(jìn)行自然循環(huán)，另一部分合格鈣液(60%左右)通過(guò)四效出料泵送至升膜蒸發(fā)器繼續(xù)蒸發(fā)，再經(jīng)成品加熱貯槽制得70%的濃鈣液。通過(guò)轉(zhuǎn)鼓制片機(jī)冷卻結(jié)晶，制得的片狀氯化鈣由濕鈣皮帶機(jī)送至流化床經(jīng)熱風(fēng)干燥，再經(jīng)冷卻流化床冷卻后主含量達(dá)到二水片鈣氯化鈣。在產(chǎn)品經(jīng)過(guò)流化床時(shí)，由鼓風(fēng)系統(tǒng)經(jīng)空氣加熱至140～180 ℃，再進(jìn)入流化床對(duì)潮濕的二水片鈣產(chǎn)品進(jìn)行干燥。流化床中鈣片烘干后產(chǎn)生的粉狀氯化鈣由系統(tǒng)引風(fēng)機(jī)引出，大部分經(jīng)旋風(fēng)分離器產(chǎn)出。

2.2 鈣粉的回收

在旋風(fēng)分離器的器壁噴淋將鈣粉溶解回收，剩余粉塵引至濕式除塵器，經(jīng)除塵液吸收后氣體排空，除塵液和分離器的噴淋液經(jīng)干燥清液泵送至清液桶循環(huán)使用，將產(chǎn)生的副產(chǎn)品鈣粉回收。

3 廢氣的回收

高溫氣體的除塵是在高溫條件下直接進(jìn)行氣固分離，實(shí)現(xiàn)氣體凈化的一項(xiàng)技術(shù)，它可以最大程度地利用氣體的物理顯熱、化學(xué)潛熱和動(dòng)力能以及最有效地利用氣體中的有用資源。

3.1 高溫氣體的產(chǎn)生

環(huán)境空氣由空氣過(guò)濾器進(jìn)入空氣加熱器，再經(jīng)過(guò)空氣消音器后，由送風(fēng)機(jī)送入空氣預(yù)熱器，與流化床出來(lái)的循環(huán)冷卻水間接換熱升溫后進(jìn)入直燃式燃燒室，與來(lái)自調(diào)壓站崗位的天然氣混合燃燒。燃燒后的空氣溫度達(dá)到500～530 ℃進(jìn)入流化床。在引風(fēng)機(jī)的作用下將含塵高溫氣體引入真空系統(tǒng)，經(jīng)濕式除塵器噴淋，由循環(huán)除塵泵循環(huán)除塵。除塵后的氣體經(jīng)立式除霧器后由引風(fēng)機(jī)排入大氣。凈化崗位20%清液液由清液泵送至粒鈣崗位，直接進(jìn)入濕式除塵器進(jìn)氣管通過(guò)各噴頭進(jìn)行噴淋，在濕式除塵器進(jìn)氣管中與旋風(fēng)分離器出氣充分接觸，吸收其中的鈣粉、二氧化碳并換熱后，由除塵清液泵送至凈化崗位清液桶。

3.2 高溫廢氣的回收

高溫廢氣的排放是氯化鈣生產(chǎn)企業(yè)的一種污染物，不僅是生產(chǎn)企業(yè)的浪費(fèi)，而且給環(huán)境造成一定的污染。我公司的無(wú)水粒鈣生產(chǎn)線，生產(chǎn)94%的無(wú)水粒鈣產(chǎn)品時(shí)，使用天然氣為燃燒介質(zhì)，造粒機(jī)的進(jìn)氣溫度500～530 ℃，出氣溫度200～230 ℃。根據(jù)我公司的實(shí)際情況，排放的高溫廢氣通過(guò)濕式除塵器，與蒸氨廢液直接換熱，降低排氣溫度100 ℃左右，再經(jīng)過(guò)立式除霧器將排氣溫度控制在80 ℃以下排放。

天然氣的主要成分CH4，充分燃燒后產(chǎn)生大量的CO2，是環(huán)境中濕室氣體的主要成分。我公司通過(guò)與蒸氨廢液中的灰乳反應(yīng)生成CaCO3、Ca(HCO3)2，有效的解決了溫室氣體的排放，主要反應(yīng)方程式如下：

天然氣的燃燒：CH4+2O2→CO2+2H2O

CO2與灰乳反應(yīng)：CO2+Ca(OH)2→CaCO3↓+H2O

CO2過(guò)量：CO2+CaCO3+H2O→Ca(HCO3)2

由于高溫廢氣中混有大量的CaCl2粉塵，高溫廢氣經(jīng)過(guò)旋分分離器一次除塵，將分離器中回收的CaCl2粉塵經(jīng)螺旋輸送機(jī)反送至鈣液溶解罐，在攪拌的作用下提高45%鈣液濃度，用于生產(chǎn)無(wú)水粒的原料液；經(jīng)過(guò)一次除塵后的高溫粉塵廢氣，再經(jīng)過(guò)濕式除塵器與蒸氨廢液的直接換熱，將高溫廢氣中的粉塵吸收到蒸氨廢液中，可以提高濃度2%左右，排放的高溫廢氣粉塵含量控制在20 mg/L以下，既達(dá)到了環(huán)保廢氣的排放要求，又可以將廢氣中的雜質(zhì)循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了廢物創(chuàng)效的循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

[1] 北京師范大學(xué)，華中師范大學(xué)，南京師范大學(xué).無(wú)機(jī)化學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2003

[2] 王紹良.化工設(shè)備基礎(chǔ)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004

[3] 鄭化桂.高等無(wú)機(jī)化學(xué)[M].合肥：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，2006

TQ132.32

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1005-8370(2017)01-30-02

2016-01-01

李忠生，畢業(yè)于河北科技大學(xué)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)，唐山三友集團(tuán)志達(dá)鈣業(yè)有限公司安全生產(chǎn)科科長(zhǎng)，熟悉氯化鈣生產(chǎn)流程。