聯堿水平衡

包友興，屈憲章

(中鹽昆山有限公司，江蘇昆山 215300)

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聯堿水平衡

包友興，屈憲章

(中鹽昆山有限公司，江蘇昆山 215300)

通過對聯堿生產母液平衡、水平衡分析，提出實現聯堿生產水平衡的方法。

聯堿生產工藝；水平衡；重堿帶式過濾機；方法

中鹽昆山有限公司遷建 60萬t純堿項目已經投入正常生產。聯堿工藝選用4項專利，引進3類設備。主要是：采用濃氣外冷大型碳化塔；81 m2重堿水平帶式真空過濾機；840 m3冷、鹽析氯化銨結晶器，φ2400冷析結晶外冷器帶有熱AⅠ清洗循環軸流泵，內加熱干銨爐；φ3000內返堿輕灰煅燒爐和φ2800重灰煅燒爐，重灰和輕灰粉體流涼堿工藝；純堿、氯化銨產品包裝采用半自動流水線作業；DCS集中控制操作。中鹽昆山公司是聯堿行業采用新技術最多的企業之一。

現就聯堿生產水系統平衡有關問題，談認識如下。

1 聯堿生產母液平衡

聯堿生產系統母液指：氨母液Ⅱ、氨母液Ⅰ、母液Ⅱ、母液Ⅰ、碳化塔出堿液、半母液Ⅱ、鹽析氯化銨結晶取出液、冷析氯化銨結晶取出液等。

原采用轉鼓式重堿過濾機時，聯堿生產母液平衡要求過濾洗水(脫鹽水或軟水)當量為680 kg/t堿。即重堿過濾時，洗水(脫鹽水或軟水)加入量控制在≤680 kg/t堿時，母液系統可以做到基本平衡。這是轉鼓式重堿過濾機工藝水平。

《純堿工學》第十三章 純堿生產過程的物料平衡和能量平衡匯總/第三節 聯堿法物料平衡圖 /圖13-6 聯堿水平衡，也是以轉鼓式重堿過濾機工藝計算聯堿母液平衡。

聯堿生產碳化塔出堿液由于采用重堿水平帶式真空過濾機工藝后，聯堿生產做到了母液平衡，也得到純堿行業的認可。

2 聯堿生產水平衡

聯堿生產過程中，除上述母液之外，還有其他稀液，如熱堿液、廢淡液、爐氣冷凝液、碳化尾氣洗滌水、爐氣洗滌液、干燥氯化銨尾氣洗滌水、氯化銨離心機涮車水、設備清洗雜水等。

當前，全國聯堿生產已實現聯堿生產母液平衡，但聯堿生產沒有做到水平衡，表現為：

1)《純堿工業水污物排放標準》(2008年7月編制，送審件)執行國家環保排放標準《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)中，第二類污染物最高允許排濃度中“石油化工行業執行的二級標準對氨氮的限值50 mg/L”。即聯堿法純堿生產企業排放量12 m3/t堿，NH3—N：50 mg/L。

2) 全國大多數聯堿廠沒有做到水平衡，以各種方式處理聯堿生產的各種稀液。

我們國家經濟進入新常態，各級政府對環保要求越來越高。特別是我們企業地處經濟發達地區,環保要求更高。我們廠建在昆山市張浦鎮吳淞江旁，下游即是上海蘇州河，地處兩個省市的交界處，進入上海市的水質要求高，環保問題更為突出。

目前，我們聯堿生產中的廢水，所含氨氮雖符合國家環保排放標準，但地方環保部門也不允許我們企業排放。

因此，我們要在聯堿生產系統母液平衡的基礎上，實現聯堿生產水平衡。

聯堿生產水平衡要求：各種水加入聯堿生產系統的總量為≤460 kg水/t堿。即各種水加入聯堿生產系統總和控制在≤460 kg水/t堿時，聯堿生產可以做到基本水平衡。對我們企業聯堿生產的實際情況，“460 kg水/t堿”包括：加入脫鹽水或軟水、原料鹽含水、合成氨變換含氨廢水、淡液蒸餾0.4 MPa蒸汽凝水等。其中“合成氨變換含氨廢水”指以煙煤為原料、以氣流床氣化技術生產合成氨工藝中，一氧化碳變換過程冷凝的少量含氨約2%廢水，送至聯堿重堿過濾工序用作帶濾機洗水。

3 聯堿生產水平衡的建議辦法

3.1 采用重堿水平帶式真空過濾機工藝

我們客觀地看到重堿帶濾機的使用，可減少重堿過濾過程中脫鹽水加入量，為聯堿生產水平衡提供充分條件。法國APR帶濾機供應商要求帶濾機耐磨帶、皮帶、濾布沖洗水為脫鹽水(約為267 kg/t堿)，除此之外，其他洗水可以使用復用水。

帶濾機耐磨帶、皮帶、濾布沖洗水只是要求不含結晶細粒，只要除掉結晶細粒的不含氯根的廢淡液(復用水)也可以替代帶濾機耐磨帶、皮帶、濾布沖洗水。

帶濾機洗滌重堿的脫鹽水(或軟水)加入量與轉鼓式過濾機相比，可以減少400 kg/t堿。

3.2 循環水

工作壓力0.45 MPa，夏天水溫≤33 ℃；

回水壓力0.2～0.25 MPa，夏天水溫≤42 ℃。

因循環水壓力大于生產裝置冷卻設備中被冷卻介質的操作壓力,所以要防止設備內滲漏,可能產生循環水摻入生產系統,造成母液膨脹現象。

3.3 蒸汽冷凝水

蒸汽冷凝水大部分在煅燒工序產生。輕灰、重灰煅燒過程中產生蒸汽凝水先閃蒸回收蒸汽，再將冷凝液回送到鍋爐系統。同時要做好干燥氯化銨工序加熱蒸汽及各種伴熱裝置產生蒸汽冷凝水回收到鍋爐系統。

淡液蒸餾時所用0.4 MPa低壓蒸汽凝水是要進入生產系統。在條件成熟時，取消淡液蒸餾，讓淡液直接返回到母液系統，這是最優化回收辦法，既節能又有利于水平衡。

3.4 碳化尾氣洗滌水

碳化尾氣洗滌回收氨，通常設計采用脫鹽水或軟水吸收氨。建議改用冷卻后廢淡液(復用水)替代脫鹽水，可以減少進入聯堿生產系統的脫鹽水量。

3.5 與其它水系統隔離

生產凈水、生活水、消防水不能與生產系統串通，不能讓其(或無意的)摻入生產系統。

3.6 管理各種雜水

氯化銨離心機涮車水、設備清洗水等各種雜水，要收集到地下雜水池，擇機補充到母液系統中。

表1 聯堿水平衡計算表

說明:1.生產能力：60萬t/a，75t/h; 2.由于“合成氨變換含氨冷凝廢水”的加入，替代部分脫鹽水，在過濾機洗水當量不變時，應減少脫鹽水補充量； 3.聯堿系統水平衡計算時，以生產輕灰60萬t/a，暫不考慮生產重灰時水平衡。

4 結 語

聯堿重堿過濾在采用帶式水平真空過濾機前，我們要達到聯堿生產水平衡是一種奢望。現在，聯堿生產碳化塔出堿液采用帶式水平真空過濾機過濾重堿工藝，分三次過濾洗滌重堿濾餅，分別使用三道不同水質的洗水，可以減少使用脫鹽水(軟水)作過濾洗水，這就為聯堿生產水平衡提供充分條件。根據中鹽昆山有限公司聯堿生產近期運行情況，可以做到水平衡。使得聯堿生產水平衡不只是一種設想，而完全可以變為現實。

在大眾創業，萬眾創新的時代形勢下，我們要進一步提高聯堿工藝水平，為聯堿行業的節能減排做出努力！

[1] 中昊(大連)化工研究設計院有限公司.純堿工學(第三版)[M].北京：化學工業出版社，2014

[2] 包友興，夏文菊，楊軍.重堿水平帶式真空過濾機工藝計算[J].純堿工業，2013(4)

TQ114.162

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1005-8370(2016)06-08-03

2016-10-21