氨堿法設備的發展特點

宋希華，宋述沛

（山東?；瘓F，山東 濰坊 2 6 2 7 3 7）

氨堿法設備的發展特點

宋希華，宋述沛

（山東?；瘓F，山東 濰坊 2 6 2 7 3 7）

隨著社會的快速發展，生產工藝和設備在氨堿法純堿的發展中也具有十分顯著的特點。近年來，大型制堿廠A P C-A d c o n控制系統被廣泛應用，這種控制系統結合純堿生產裝置的工藝特點以及實際的工藝操作經驗，對純堿裝置的控制系統做了進一步改進，純堿的生產力水平得到提升。因此，結合純堿的制造工藝特點，對其設備進行改善十分重要。本文主要針對生產工藝和設備在氨堿法純堿的發展特點進行了分析。

生產工藝；設備；氨堿法；純堿

碳酸鈉稱為“化工之母”，俗稱純堿。在基本的工業生產中，經常用作最基本的工業原料。目前，在我國眾多的純堿生產企業中，純堿的生產方法主要采用氨堿法，生產崗位主要采用D C S控制。但是，純堿的生產過程中還存在一定的缺陷。我國的制堿工藝以及設備還有待進一步優化和完善。由于純堿處理的物料主要為氣、液、固三種物質，并且在生產工藝上流程較長，連續性也相對較強，一般情況下的單變量對于復雜工業過程的的控制相對困難。所以，對其工藝體系進行全面性的優化十分關鍵。

1 氨堿法純堿生產現狀分析

氨堿法制堿工藝作為制堿的主要生產方式，在制作方式上存在一定的優勢。首先，氨堿法制堿的原料廉價，主要使用石礦的采掘以及海水日曬成鹽以及天然湖鹽的采集，技術上難度相對偏低，配套的工藝也相對簡單。制作產品的質量相對較高，氨堿法純堿制作工藝由于長時間的使用，技術相對成熟。不僅可以大規模連續的生產，對于手工作業的機械化也適合。氨堿法在生產過程中，對于原料的損耗量小。其中氨可以進行循環利用。此外氨堿法的設備以及管道都已經相對完善，耐腐蝕性等都已經能滿足生產需求。

在目前該種生產方法已經被廣泛的使用，其不僅能夠讓設備工藝體系得到整體性的優化，而且還能讓成本效率得到有效地降低。但在整體的發展應用中，其生產工藝依舊面臨諸多的困難與挑戰。從總體趨勢上來看，氨堿法純堿工藝以及設備會得到持續性的改進。

2 氨堿法設備的改進與發展

雖然氨堿法工藝以及設備經過長期的改進，已經趨于完善，但是設備在使用的過程中仍然有待改進。首先，氨堿法設備體積龐大。由于氨堿法工藝主要是通過吸收、洗滌、脫吸、煅燒氣體和固體，在生產過程中需要接觸反應的時間也相對較長，氣液接觸面積也相對較大。因此，對于氨堿法設備的要求也相對較高，設備體積的需求量相對較大。目前市面上現有的設備直徑型號偏多，直徑從1.8 3～3.2 m規格不等。重量上面也相對較重，最重的接近3 0 0 t。加之在工序方面，某些工序繼續沿用老式的設備，以至于生產效率大幅度下降。后期改進過程中，為了擴大生產，出現了機器、塔、桶等多種形式的設備，機器眾多。氨堿法的這種缺陷主要是由于設備對于材質的特殊要求所致。氨堿法設備主要采用腐蝕性小、承壓能力強的鋼鐵材料鑄成。

近年來，隨著對新型設備以及先進機械的引進，在材料上選取化學穩定性的材料。在純堿的制作工藝中，由于技術上面的革新，效率有所提高。在設備材質方面也有所改進，選取比重小，比強度高，高低溫狀態耐腐蝕性的鈦制設置。與其他材質相比，鈦制設備的耐孔蝕、縫隙腐蝕、磨損腐蝕、電偶腐蝕以及應力腐蝕等性能都要優于其他材質。在物理性質方面，具有較強的耐污垢性。但是，由于鈦材料價格相對較高，在設備普遍生產過程中具有一定的局限性。

3 氨堿法生產工藝的改進

3.1 制造工藝的改進

目前，大型氨堿廠在石灰石工序上主要采用生產能力大、熱效率高的大型豎式混裝窖。上料過程中主要采用P C機程序控制的方法。這種改進的工藝路線使得我國的制堿水平有了進一步提高。通過先進技術與先進設備相結合，不僅降低了石灰石和焦炭的消耗指數，還節省了工藝流程。設備上面結疤輕，制作過程不會產生NH3，生產產品質量相對較高，提高了Na C l的轉化率。改進的生產工藝上面，在澄清工序上主要采用雙錐形澄清桶，其優勢在于將沉淀濃縮區、清液區、絮凝反應區以及沉降區一體化，在結構上面更加緊湊。改進后的吸氧工序設置了冷卻水箱的內冷吸氨塔，在流程上面更加簡單，運行的費用也相對較低。另外，還存在操作彈性大、吸收效率高、生產能力大、冷卻效果高等優點。在生產系統方面，由于氨堿法的制作工藝相對漫長，由于各個工序相互牽制，對于生產過程的連續性相對較高。為了保障物料的連續性以及恒溫性，保障中間物料的平衡，在工序上需要設置足夠多的中間物料儲槽，以此來提高生產波動的承受力。生產過程中采用自動化的穩態操作系統，不僅可以使純堿在生產過程中性能更加穩定，也能完美的解決石灰窯在上料系統中出現的問題，使窯內煅燒物料分布更加均勻。自動化的操作系統使窯氣的濃度得到了進一步的提高，在石灰石以及焦炭的利用率方面，也做出了突出的貢獻。

3.2 化學工藝的改進

純堿的化學工藝具有十分顯著的特點，在進行整體的生產過程中，不僅需要對其整體的化學工藝進行全面性的優化，還用采用多種不同的模式，優化生產線的化學工藝水平。在化學工藝進行時，通常會讓氨堿兩大生產系統組成同一條連續的生產線，用Na C l、NH3和C O2同時生產出純堿和氯化銨兩種產品——即聯堿法。為了制造出純度高的純堿，還需要對其化學工藝流程圖進行全面的把握。圖1為氨堿法純堿生產工藝流程。

圖1

從圖1中我們可以十分清楚的看到其整體的工藝體系。通常情況下其主要的化學原料為原鹽，石灰石以及無煙煤三種工藝體系。然后經過煅燒、制備、蒸餾等重堿過濾工藝進行體系的完善，最終得出輕質純堿以及重質純堿兩種類型的純堿。

3.3 化學反應流程

純堿作為重要的化工原料，近年來隨著我國工業發展水平的不斷提高，對于純堿的需求量逐漸加大，氨堿法純堿制作的過程也面臨著巨大的挑戰。通過不斷的完善氨堿法的純堿制作工藝、純堿的工作流程以及純堿制作設備，進一步提高純堿的制作效率是目前制堿廠的首要目標。在進行純堿的制作過程中，其會涉及到一系列的化學反應。其主要的化學反應方程式如下：

從化學方程中我們可以十分清晰的看到，其主要的制作原料為食鹽，通過對海水的蒸餾反應獲取Na C L，然后結合其總化學方程式進行初步的化學反應：

這個化學反應并不能直接進行反應，其還需要結合一系列的外部環境的激發才能進行正常的化學反應。與此同時，想要制取重質純堿還需要結合整體的施工工藝進行水合反應。其具體的化學反應方程式如下所示：

4 結語

本文針對氨堿法純堿生產現狀進行詳細的分析，針對目前存在的問題進行深度剖析并對氨堿法設備以及氨堿法工藝方面的改進與發展提出適當的建議，通過解決氨堿法制堿過程中存在的一系列問題，改善制堿工藝流程以及設備的優化，讓純堿的生產量得到有效地提高。同時在進行工藝體系的優化過程中，需要從制造工藝、化學工藝以及化學反應三方面進行創新，從而讓純堿生產工藝體系得到全面性的優化。

[1]馮偉東,李鴻江,文明通.純堿生產工藝中降低鹽耗的方法[J].廣東化工，2 0 1 3(2 3).

[2]制堿動態[J]. 純堿工業，2 0 1 3(1).

[3]彭志成.鹵水為原料直接生產純堿工藝[J]. 鹽業與化工，2 0 1 3(1 0).

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