純堿生產過程中的產品質量控制措施研究

吳巴特爾 李山嶺 周錄平

摘? ?要：隨著我國工業技術的不斷進步與快速發展，純堿產品的消費量與生產量都在持續增多，如何有效提升純堿產品的質量已成為我國純堿工業發展的關鍵。本文結合純堿企業生產，從生產運行效能提升與工藝優化兩個方面提出了企業生產純堿應采取的策略，以期能夠為純堿生產企業提高產品質量提供有益的參考和借鑒。

關鍵詞：純堿生產? 產品質量? 控制

中圖分類號：TQ114.16? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）09（c）-0087-02

碳酸鈉的化學式是Na2CO3，通常情況下稱之為純堿，它是一種非常關鍵的工業原料。隨著我國工業技術的不斷進步與快速發展，純堿產品的消費量與生產量都在持續增多。在純堿生產加工中，重點采取氨堿法、聯堿法、天然堿法等多種制堿方法。包括碳化工序在內的純堿生產工藝，會在較大程度上影響純堿產品的質量。因此應該采取有效措施，穩步調整和優化相關工藝的技術參數，消除不良因素的影響，逐步實現工藝流程的創新與成熟運用。

1? 企業純堿生產運行效能提升策略

1.1 有效挖掘生產裝置潛能

為了切實提升純堿生產工藝的運行效果，企業要注重保障純堿生產裝置負荷達到穩定運行的態勢，多途徑減少各種能耗與物耗，強化對生產瓶頸實施必要的技改，并科學地配置生產工藝和設備，從而挖掘先進技術與工藝的最大優勢，提升裝置的生產潛能，進而提升純堿產品的質量。此外純堿生產企業還應采取先進性的控制系統，能夠增強裝置操作過程中的可靠性，提升其抗干擾的性能，進而達到“卡邊”操作的目的。這樣一來，不但有利于削減動力、原料的消耗，減少生產成本，也能夠降低由于市場沖擊給企業造成的諸多不利影響。同時，有效挖掘生產裝置潛能還可以在較大程度上削減操作者的勞動緊張程度與勞動強度，保障職工的生產安全。

1.2 科學配置備用設備

科學地配置部分生產環節的備用設備，可以有效的保障生產的連續性。為了保障生產安全運行，預防由于局部設備故障導致系統停車的風險，可以考慮在若干關鍵部位配置相關備用設備。這樣一來，就可以有效地保障生產活動的正常運作，切實降低設備使用強度，并在一定程度上削減動力消耗。與此同時，還應當實現備用設備與現用設備的同步維護與保養，以保障備用設備可與時投入使用。

1.3 嚴格控制碳化塔清洗操作

在氨堿法加工制造純堿產品的過程中，需要較大面積的氣液接觸設備，以獲得較長時間進行接觸反應，重點采取碳化塔，此類設備主體非常高大，很難進行清洗操作。但是，清洗塔操作會在較大程度上影響純堿產品的水平和質量。在長時間的純堿加工制造中，碳化塔中會結出厚度較大的疤，進一步縮小了氣液通道，非常不利于后續的制堿過程。所以在采取氨堿法進行純堿生產時，首先應該準確地把握組塔的具體情況，制定系統化的碳化塔清洗方案;設計好針對性的清洗周期，對清洗流程進行優化和完善，以獲得最理想的清洗效果，規避沒有徹底清洗的、清洗過度等問題。對清洗塔的液位與進氣量進行嚴格控制，預防腐蝕碳化塔設備的表面，對鐵份含量進行有效控制，保證鐵份含量處于正常水平，提升純堿產品的水平。

2? 企業純堿生產工藝優化策略

2.1 大力引用新興膜技術

東海化集團在國內純堿生產行業中率先運用新興膜技術，再造純堿生產工藝流程。如今該集團日產一萬立方米納濾精制鹵水制堿項目已經正式投運。三臺機組均已投用，而且實現了滿負荷生產，每小時精制420m3鹵水，每立方米攜帶90kg原鹽，產品質量與生產能力都超過了設計值。國內沿海城市眾多，可以借鑒該集團的做法，引進或吸收其專利技術。東海化集團所處地區地下鹵水豐富，擁有豐富的原鹽資源，首次在精制鹵水制堿項目運用了濾膜技術和材料，對膜法分離實施了重點攻關。中試項目組陸續實施了方案論證、納濾定性定量試驗、中試、小試實驗攻關。從它的中試來看，設備能夠可靠地運行，技術指標處于非常穩定的態勢。然后該集團實施了日產10000m3精制鹵水項目，它在很大程度上改革了以往的做法。以納濾膜技術實現了鹵水精制，代替海水化鹽，從而直接制堿。精制鹵水中的氯化鈉含量高于海水中氯化鈉含量的三倍到四倍，削減了固體鹽用量。鹵水精制也不需要實施化學法除掉雜質鎂、鈣離子的操作。這種新工藝在一定程度上延伸了制堿關鍵設施和儀器的運行周期，穩步增加了純堿質量。它也可以對純堿工藝流程進行優化，增強純堿產品的市場競爭力。

2.2 降低雜質含量，強化產品白度控制

純堿產品中的諸多雜質都會影響其白度。在固相水合法制作純堿產品的過程中，原料輕質純堿與生產環節產生的各類雜質，均會降低純堿的白度。因此應該采取有效措施，如提升輕質純堿產品的質量，削減它的雜質含量。再就是立足于生產環節，削減生產環節的腐蝕現象，避免在生產系統中帶入雜質，或是采取新型生產工藝，讓雜質和母液共同排出重質純堿，切實增加純堿的質量。在天然堿制純堿過程中，由于資源特性，需在進入生產加工裝置前進行原鹵精制，消除雜質對產品質量的影響。

產品粒度也會影響純堿白度。物料白度體現為純堿白色物料的色調與光亮度給人們帶來的一種綜合反應。物料粒度的具體分布狀況、顆粒直徑都會影響光的反射，所以會對物料白度產生影響。相關研究結果證實， 篩余物顆粒粒徑180μm的部分在重質純堿的比例達到了75%或更多，平均顆粒直徑都非常大，業已高于較高白度的范疇。所以，應該從粒度分布層面采用相關工藝（為增加純堿白度，要把粒度分布限定在較大范圍內）。部分企業在生產環節中加入了適度比例的小顆粒產品，強化對藍色光的反射，以增加純堿的白度。

2.3 控制純堿產品粒度

以生產重質純堿產品為例。輕質純堿重化后，它的外在質量會出現相應的變化，不但會增加它的堆積密度，而且會增加純堿的平均顆粒直徑。國標標準GB210.1-2004清楚地界定了重質純堿的粒徑與堆積密度，尤其是將粒徑劃分成了2類4個標準，篩余物粒徑≥180μm的達到了60%～75%，篩余物粒徑≥1.18μm的比例不超過2%。為了獲得顆粒合格的純堿產品，只有生產出高質量的一水堿（Na2CO3·H2O），才能加工成高水平的重質純堿。不少因素都會影響一水堿的結晶過程，比如晶漿濃度、攪拌條件、結晶溫度、物料停留于水合器中的時間等。

以固相水合法生產純堿產品為例，是把工藝水加到粉狀固體輕質純堿中，在充分攪拌混合條件下發生化合反應。經過足夠的反應時間生成粒狀一水合物（Na2CO3·H2O），理論上Na2CO3和H2O等摩爾數反應，實際上加入的工藝水量應遠遠大于理論需要量。雖然增加工藝水量重質純堿產品的顆粒直徑會明顯增大。但在生產上，一般控制工藝水量與輕質純堿質量比值應不小于0.4為宜。工藝水溫度、工藝水量、反應時間是固相水合法生產重質純堿時，控制產品粒度的主要條件。但是，在工業生產中，有時因操作上的失誤或因原料本身的問題，產品中的疤塊和細粉往往會超標。為此，在產品進行包裝之前應增加篩分工序，使成品中粒徑大于1.18μm的產物小于2%，小于180μm的產物不超過25%～40%，保證產品粒度合格，提升純堿產品質量。

3? 結語

在采取相關化工工藝生產和加工純堿的過程中，很多因素都會影響純堿產品的質量。因此應該立足于純堿生產的相關工藝與設備，持續地升級、改進和完善，開發和引進更多的新材料、新技術，對影響純堿質量的因素進行控制和調解，以切實提升純堿產品的質量。

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