氯堿化工碳酸鈉加入系統的自動化改造

張天國，馮　斌，熊　鵬（新疆華泰重化工有限責任公司，新疆烏魯木齊830019）

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氯堿化工碳酸鈉加入系統的自動化改造

張天國，馮斌，熊鵬
（新疆華泰重化工有限責任公司，新疆烏魯木齊830019）

摘要：用碳酸鈉自動化裝置與傳統的工藝作比較，并對碳酸鈉自動裝置的優點進行了闡述。

關鍵詞：碳酸鈉；自動；氯堿

氯堿生產過程中，無論是海鹽、湖鹽、巖鹽或鹵水都含有Ca2+、Mg2+、SO2-4等無機雜質以及細菌、藻類殘體、腐殖酸等有機物雜質。這些雜質在化鹽時會被帶入鹽水系統中，如不去除將會造成螯合樹脂塔和離子膜的損傷。

1　鹽水中鈣離子的去除

1.1鹽水中鈣離子的去除方法

鹽水中鈣離子一般是以硫酸鈣和氯化鈣的形式存在于粗鹽水中。精制時，向粗鹽水中加入過量的碳酸鈉溶液，使鹽水中的鈣離子形成不溶性碳酸鈣沉淀［1］，為了保證鈣離子反應程度趨于徹底，粗鹽水中控制碳酸鈉過量0.3～0.8 g/L，經攪拌器的均勻攪拌充分反應后［2］流入緩沖槽，再自流進入凱膜［3］過濾器（HVM膜）用凱膜進行過濾，凱膜由聚四氟乙烯制成，是一種強度極高的材料，膜孔徑為0.1 μm，具有極高的孔隙率，有較高的過濾精度及滲透通量，一般通過凱膜過濾后的鹽水中鈣離子的含量可降至1 mg/L以下，再通過螯合樹脂塔可將鹽水中鈣離子吸附至0.01 mg/L以下，為離子膜電解槽提供高質量的鹽水。

1.2傳統配制碳酸鈉溶液的方法

目前，國內氯堿工業鹽水生產中配制碳酸鈉方法都是人工進行配制［4］，即人工手動進行破袋并且手工化料，新疆中泰（集團）股份有限公司（簡稱“中泰化學”）子公司華泰氯堿廠配套50萬t/a離子膜燒堿，滿負荷生產時僅每天配制的碳酸鈉就多達二十余噸，不僅現場勞動量大，而且現場堆放物料及人工化料時的粉塵污染比較大，對人體健康造成極大的危害，尤其在春季原鹽質量出現大幅度波動時，每天需人工搬運的碳酸鈉多達三十多噸，大大增加了勞動量。

華泰氯堿廠從低成本、自動化及保護環境的角度出發引進國外先進技術，并且不斷創新，實現了裝置的自動化。目前，項目已經成功投用一年半，不僅降低了勞動量、提高了自動化水平，更保護了現場的環境［4］。

2　碳酸鈉自動裝置工藝流程簡述

該裝置由4部分組成，即自動破袋裝置、自動提升裝置、碳酸鈉高位料倉和自動加料裝置。

袋裝碳酸鈉經過自動破袋器后實現粉末和包裝袋自動分離，碳酸鈉粉末自動滑落至提升機的料倉內，人員只需將包裝袋回收即可，粉末狀碳酸鈉經提升機自動提升至高位料倉內儲存，高位料倉內安裝多角度雷達液位計可全方位精確測量碳酸鈉的儲量；另外，高位料倉內配備干燥的壓縮空氣以防止碳酸鈉粉末吸潮，人員配制碳酸鈉時可通過調節自動加料裝置來實現，整個裝置系統全密閉，并且采用干燥的壓縮空氣進行微正壓保護，大大減少了人員的勞動量，降低了生產成本，保護了現場環境。

3　自動裝置的優點

（1）自動破袋卸料完全代替了手工作業，降低了生產成本，現場不再堆放碳酸鈉，縮小了現場空間，大幅度改善了現場的環境。

（2）自動加料裝置采用獨具特色的2合1散裝干粉輸送系統；這一系統有1套機械式的料斗出料干預裝置（破拱裝置也稱弧形破碎機）干粉喂料機（螺旋輸送機）組成，便于有效的控制粉料出料、喂料和定量輸送。

（3）與振動形式和氣壓流化出料方式不同，在卸料和輸料過程中，使用一種更為“溫和”的干預方式避免直接安裝在筒倉或料斗上的振動器出現粉料堆實、架橋或起拱等問題；而氣壓流化也會導致粉料受潮及密度不均勻等問題，影響計量的精確性。

（4）傳統人工配制碳酸鈉濃度誤差比較大，而自動加料裝置可以實現碳酸鈉濃度的精確配制，杜絕了人工化料的隨意性。

（5）自動化的裝置還可以實現碳酸鈉集中配置、多處使用，既方便又快捷。

4　碳酸鈉自動化裝置的經濟效益

目前，華泰氯堿廠碳酸鈉自動化裝置已投入運行，一次鹽水工序可節省8名勞務人員，每人工資按5萬元/a計算，1年節省40萬元；另外，項目投用前手工配制碳酸鈉過程中每天都必須用叉車進行輔助工作，項目投產后每年可節省叉車費用5萬元，總計每年可節省成本45萬元，整個自動化裝置投資約100萬元，3年可收回成本。

通過以上分析可以看出，碳酸鈉自動化加料裝置相比傳統人工化料具有不可比擬的優勢，雖然一次性投資高，但運行費用低，3年即可收回投資，生產成本大大降低。

圖1　碳酸鈉自動裝置工藝流程

5　結語

中泰化學華泰氯堿廠鹽水工序碳酸鈉加入系統的自動化改造相比氯堿企業中傳統的人工手動配制助劑的方法從根本上消除了人為因素對助劑濃度上造成的誤差，提高了鹽水系統的整體自動化水平，極大地改善了鹽水裝置的現場環境，填補了國內氯堿企業的空白。

參考文獻：

［1］劉晶.預處理器在一次鹽水精制中的應用.中國氯堿，2010（4）：28-30.

［2］李楚新，盧子云.一次鹽水精制工藝改造及分析.氯堿工業，1999 （1）：12-13.

［3］李明.一次鹽水精致工藝的發展和探討.中國氯堿，2012（1）：10-12.

［4］王強，孫占瑞，韓飛，等.陶瓷膜鹽水精制技術的應用.中國氯堿，2010（6）：6-7.

Automation transformation of sodium carbonate feeding device in chlor-alkali

ZHANG Tian-guo，FENG Bin，XIONG Peng
（Xinjiang Huatai Heavy Chemical Co.，Ltd.，Urumqi 830019，China）

Abstract：The automation transformation of sodium carbonate and traditional process were compared. The advantages of automation transformation were introduce.

Key words：sodium carbonate；automatic；chlor-alkali

中圖分類號：TQ114.26+1

文獻標識碼：B

文章編號：1009-1785（2016）03-0041-02

收稿日期：2015-01-20