關于氨堿法純堿的生產技術及設備的改進分析

朱光榮

（青海鹽湖工業股份有限公司，青海格爾木 816000）

關于氨堿法純堿的生產技術及設備的改進分析

朱光榮

（青海鹽湖工業股份有限公司，青海格爾木 816000）

針對氨堿法純堿的生產技術及設備的改進展開分析，介紹了大型制堿生產裝備的特點，對工藝操作方式進行探討。改進工藝和設備能有效提高純堿裝置的生產能力，并保持其平穩性以及安全性能，減少消耗和縮短工藝流程，降低勞動強度，從而進一步提高純堿的生產能力。

純堿；生產技術；設備；改進

純堿即碳酸鈉是主要的化學原料，與產量以及消費量有著直接的聯系，同時也是衡量一個國家工業發展水平的判斷標準之一。目前我國大型的純堿生產企業，純堿生產主要采用DCS進行控制操作。但是純堿的工藝操作流程多，而且具有很強的連貫性，同時還要對物料氣、液、固進行處理，部分裝置，比如碳化塔等具有很強的變量關聯以及和耦合性質，而常規的單變量對解決工業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先進控制系統，將純堿生產裝置生產技術特點進行總結，分析純堿裝置先進控制系統，進一步提高純堿生產能力。

1 氨堿法生產設備改進分析

1.1 氨堿法純堿的生產現狀

氨堿法制堿是最主要的純堿生產方式，以下是其優勢：原料輕易獲取且廉價；技術成熟，具有一定的歷史性，可以開展大規模生產，同時還可以實現工業機械化；在生產過程中，氨可以得到有效的循環利用，消耗較少。生產物料的腐蝕性表現為中度，一般設備、管道需要鑄鐵或者是碳鋼制作，保證其耐腐性。

1.2 氨堿法設備的改進發展

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的一個過程，需要一定量的氣液接觸面積并給予足夠的接觸時間，所以主體設備相對比較大，比如碳化塔，其型號可達到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，一般高度可以達到25～30m，最大型有φ3.2m塔，重量為300t，部分工序還是使用傳統設備，生產效率低，一旦生產擴大，就很容易出現機器、塔還有桶聚集在一起的現象。而氨堿法堿工廠工藝設備還是比較笨重，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。但是鋼質材料對于氨堿工廠介質的腐蝕性較小，特別是高溫狀態下呈現出來耐腐蝕性讓人不滿，所以，雖然鋼制設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。

根據其特點分析，現階段開發并引進了很多高效新型設備，還有很多新型的機械加工性質的新材料，開展純堿生產過程中，純堿工業技術在不斷的改進，并且也取得一定的成績。使用鈦制設備，鈦比重小，具有很好的比強度，高低溫顯現出很好的耐腐蝕性，雖然有時比不上不銹鋼的耐腐性優異，尤其是當它處于氯化物溶液時，其應力腐蝕、磨損腐蝕、耐污垢性都很優良，而且還有很好的導熱性，但是鈦的價格相對高，對廣泛使用發展是一個制約。國內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，總傳熱系數可以達到工業運行狀態下的1 400～1 700W（m2·K），比之前使用的冷卻排管高出4～5倍[1]。

2 氨堿法生產工藝改進分析

2.1 生產自動化系統的穩態操作

氨堿法工藝流程復雜，并且表現出很強的生產連續性，每一道工序相互聯系，為物料往返提供一定的條件。除了部分間隔操作之外，對其流動以及溫度、壓力要保持在一個較平穩的狀態，所以要做好中間物料的平衡，工序之間還有設備之間要給予足夠的物料儲槽，讓其發揮緩沖吞吐的作用，有效提升對生產波動的承受能力。而生產系統中有關自動化技術的應用，主要選取C-200HPC替換原來的繼電器連鎖系統，可以將物料轉動最佳角度分析出來，使得窯內物料燃燒均衡，進一步提高窯氣濃度，并有效降低對石灰石及焦炭消耗[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，增強濾過機及煅燒爐的能力。其三，洗水量可減少0.05～0.15m2/t。為了適應市場經濟發展的需求，用戶也提出有關質量要求，從德國引進離心機、流化床等先進設備，還增加了200kt/a低鹽重質純堿裝置。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能力最強的煅燒爐，達到800t/d的生產能力，這樣就可以減少工序波動對于后一道工序的影響。而在涼堿工序中采取的是沸騰式涼堿爐，參數為φ4 000/φ3 200×8 000，在160℃的高溫純堿以流化狀態下和冷卻水實現間壁換熱，對高溫純堿進行降溫，溫度降到70℃。這樣的操作方式簡單而且運行可靠，具有很強的生產能力[3]。

2.3 氨循環中CO2部分循環具有反復性

氨循環中CO2部分循環具有較強的反復性，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還有CO2部分循環。循環路線如下，首先：母液在蒸氨塔中蒸出氣態氨，經過吸氨塔會被鹽水吸收，形成銨鹽水，然后轉入碳化塔，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。將尾氣帶出來的碳進行碳化，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。而氨則會在爐氣運行的過程中慢慢的進入到冷凝液和洗水當中，然后回收主要物料流[4]。

而二氧化碳循環路線主要有兩條，一條是氨鹽水碳酸化后進行重堿煅燒爐進行煅燒，然后分解出一定量的二氧化碳，進行處理后送進碳化塔；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，進行加熱分解，完成濃縮就會被吸收為氨鹽水，將之送至碳化塔進行制堿操作，而大量的二氧化碳則是轉到產品這一塊，需要窯氣對二氧化碳進行補充，這一個過程就成為部分循環，而氨和二氧化碳是可以循環使用的，這樣就可以取得較高的利用率和回收率，保持各個工序的協調性，使整個系統保持在平穩的狀態下。

3結束語

氨堿法具有悠久的歷史，制堿技術在不斷的改進，并且趨向成熟，制堿工作者根據自身的工作經驗對制堿過程進行總結，使得制堿技術得到有效發展。不斷的改進設備和工藝，讓設備在一個較平穩的狀態下進行操作，以此保證產量，有效的降低能源消耗，減輕勞動強度。提高工藝水平并結合先進的設備，從而有效提升純堿的生產能力。

[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，2016，8（20）：240.

[2] 郁紅.純堿行業：實現能耗目標的四大依據[J].化工管理，2013，12（07）：40-43.

[3] 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，2013，40（13）：127；134.

[4] 武曉衛.氨堿法純堿生產中產品鐵份控制[J].化工設計通訊，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，主要研究方向為純堿、PVC等行業。