宋希華，宋述沛

（山東?；瘓F(tuán)，山東 濰坊 2 6 2 7 3 7）

氨堿法設(shè)備的發(fā)展特點(diǎn)

宋希華，宋述沛

（山東海化集團(tuán)，山東 濰坊 2 6 2 7 3 7）

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，生產(chǎn)工藝和設(shè)備在氨堿法純堿的發(fā)展中也具有十分顯著的特點(diǎn)。近年來，大型制堿廠A P C-A d c o n控制系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用，這種控制系統(tǒng)結(jié)合純堿生產(chǎn)裝置的工藝特點(diǎn)以及實(shí)際的工藝操作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)純堿裝置的控制系統(tǒng)做了進(jìn)一步改進(jìn)，純堿的生產(chǎn)力水平得到提升。因此，結(jié)合純堿的制造工藝特點(diǎn)，對(duì)其設(shè)備進(jìn)行改善十分重要。本文主要針對(duì)生產(chǎn)工藝和設(shè)備在氨堿法純堿的發(fā)展特點(diǎn)進(jìn)行了分析。

生產(chǎn)工藝；設(shè)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(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常用作最基本的工業(yè)原料。目前，在我國眾多的純堿生產(chǎn)企業(yè)中，純堿的生產(chǎn)方法主要采用氨堿法，生產(chǎn)崗位主要采用D C S控制。但是，純堿的生產(chǎn)過程中還存在一定的缺陷。我國的制堿工藝以及設(shè)備還有待進(jìn)一步優(yōu)化和完善。由于純堿處理的物料主要為氣、液、固三種物質(zhì)，并且在生產(chǎn)工藝上流程較長(zhǎng)，連續(xù)性也相對(duì)較強(qiáng)，一般情況下的單變量對(duì)于復(fù)雜工業(yè)過程的的控制相對(duì)困難。所以，對(duì)其工藝體系進(jìn)行全面性的優(yōu)化十分關(guān)鍵。

1 氨堿法純堿生產(chǎn)現(xiàn)狀分析

氨堿法制堿工藝作為制堿的主要生產(chǎn)方式，在制作方式上存在一定的優(yōu)勢(shì)。首先，氨堿法制堿的原料廉價(jià)，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(shù)上難度相對(duì)偏低，配套的工藝也相對(duì)簡(jiǎn)單。制作產(chǎn)品的質(zhì)量相對(duì)較高，氨堿法純堿制作工藝由于長(zhǎng)時(shí)間的使用，技術(shù)相對(duì)成熟。不僅可以大規(guī)模連續(xù)的生產(chǎn)，對(duì)于手工作業(yè)的機(jī)械化也適合。氨堿法在生產(chǎn)過程中，對(duì)于原料的損耗量小。其中氨可以進(jìn)行循環(huán)利用。此外氨堿法的設(shè)備以及管道都已經(jīng)相對(duì)完善，耐腐蝕性等都已經(jīng)能滿足生產(chǎn)需求。

在目前該種生產(chǎn)方法已經(jīng)被廣泛的使用，其不僅能夠讓設(shè)備工藝體系得到整體性的優(yōu)化，而且還能讓成本效率得到有效地降低。但在整體的發(fā)展應(yīng)用中，其生產(chǎn)工藝依舊面臨諸多的困難與挑戰(zhàn)。從總體趨勢(shì)上來看，氨堿法純堿工藝以及設(shè)備會(huì)得到持續(xù)性的改進(jìn)。

2 氨堿法設(shè)備的改進(jìn)與發(fā)展

雖然氨堿法工藝以及設(shè)備經(jīng)過長(zhǎng)期的改進(jìn)，已經(jīng)趨于完善，但是設(shè)備在使用的過程中仍然有待改進(jìn)。首先，氨堿法設(shè)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(chǎn)過程中需要接觸反應(yīng)的時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)，氣液接觸面積也相對(duì)較大。因此，對(duì)于氨堿法設(shè)備的要求也相對(duì)較高，設(shè)備體積的需求量相對(duì)較大。目前市面上現(xiàn)有的設(shè)備直徑型號(hào)偏多，直徑從1.8 3～3.2 m規(guī)格不等。重量上面也相對(duì)較重，最重的接近3 0 0 t。加之在工序方面，某些工序繼續(xù)沿用老式的設(shè)備，以至于生產(chǎn)效率大幅度下降。后期改進(jìn)過程中，為了擴(kuò)大生產(chǎn)，出現(xiàn)了機(jī)器、塔、桶等多種形式的設(shè)備，機(jī)器眾多。氨堿法的這種缺陷主要是由于設(shè)備對(duì)于材質(zhì)的特殊要求所致。氨堿法設(shè)備主要采用腐蝕性小、承壓能力強(qiáng)的鋼鐵材料鑄成。

近年來，隨著對(duì)新型設(shè)備以及先進(jìn)機(jī)械的引進(jìn)，在材料上選取化學(xué)穩(wěn)定性的材料。在純堿的制作工藝中，由于技術(shù)上面的革新，效率有所提高。在設(shè)備材質(zhì)方面也有所改進(jìn)，選取比重小，比強(qiáng)度高，高低溫狀態(tài)耐腐蝕性的鈦制設(shè)置。與其他材質(zhì)相比，鈦制設(shè)備的耐孔蝕、縫隙腐蝕、磨損腐蝕、電偶腐蝕以及應(yīng)力腐蝕等性能都要優(yōu)于其他材質(zhì)。在物理性質(zhì)方面，具有較強(qiáng)的耐污垢性。但是，由于鈦材料價(jià)格相對(duì)較高，在設(shè)備普遍生產(chǎn)過程中具有一定的局限性。

3 氨堿法生產(chǎn)工藝的改進(jìn)

3.1 制造工藝的改進(jìn)

目前，大型氨堿廠在石灰石工序上主要采用生產(chǎn)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(jī)程序控制的方法。這種改進(jìn)的工藝路線使得我國的制堿水平有了進(jìn)一步提高。通過先進(jìn)技術(shù)與先進(jìn)設(shè)備相結(jié)合，不僅降低了石灰石和焦炭的消耗指數(shù)，還節(jié)省了工藝流程。設(shè)備上面結(jié)疤輕，制作過程不會(huì)產(chǎn)生NH3，生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量相對(duì)較高，提高了Na C l的轉(zhuǎn)化率。改進(jìn)的生產(chǎn)工藝上面，在澄清工序上主要采用雙錐形澄清桶，其優(yōu)勢(shì)在于將沉淀濃縮區(qū)、清液區(qū)、絮凝反應(yīng)區(qū)以及沉降區(qū)一體化，在結(jié)構(gòu)上面更加緊湊。改進(jìn)后的吸氧工序設(shè)置了冷卻水箱的內(nèi)冷吸氨塔，在流程上面更加簡(jiǎn)單，運(yùn)行的費(fèi)用也相對(duì)較低。另外，還存在操作彈性大、吸收效率高、生產(chǎn)能力大、冷卻效果高等優(yōu)點(diǎn)。在生產(chǎn)系統(tǒng)方面，由于氨堿法的制作工藝相對(duì)漫長(zhǎng)，由于各個(gè)工序相互牽制，對(duì)于生產(chǎn)過程的連續(xù)性相對(duì)較高。為了保障物料的連續(xù)性以及恒溫性，保障中間物料的平衡，在工序上需要設(shè)置足夠多的中間物料儲(chǔ)槽，以此來提高生產(chǎn)波動(dòng)的承受力。生產(chǎn)過程中采用自動(dòng)化的穩(wěn)態(tài)操作系統(tǒng)，不僅可以使純堿在生產(chǎn)過程中性能更加穩(wěn)定，也能完美的解決石灰窯在上料系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，使窯內(nèi)煅燒物料分布更加均勻。自動(dòng)化的操作系統(tǒng)使窯氣的濃度得到了進(jìn)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(xiàn)。

3.2 化學(xué)工藝的改進(jìn)

純堿的化學(xué)工藝具有十分顯著的特點(diǎn)，在進(jìn)行整體的生產(chǎn)過程中，不僅需要對(duì)其整體的化學(xué)工藝進(jìn)行全面性的優(yōu)化，還用采用多種不同的模式，優(yōu)化生產(chǎn)線的化學(xué)工藝水平。在化學(xué)工藝進(jìn)行時(shí)，通常會(huì)讓氨堿兩大生產(chǎn)系統(tǒng)組成同一條連續(xù)的生產(chǎn)線，用Na C l、NH3和C O2同時(shí)生產(chǎn)出純堿和氯化銨兩種產(chǎn)品——即聯(lián)堿法。為了制造出純度高的純堿，還需要對(duì)其化學(xué)工藝流程圖進(jìn)行全面的把握。圖1為氨堿法純堿生產(chǎn)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(xué)原料為原鹽，石灰石以及無煙煤三種工藝體系。然后經(jīng)過煅燒、制備、蒸餾等重堿過濾工藝進(jìn)行體系的完善，最終得出輕質(zhì)純堿以及重質(zhì)純堿兩種類型的純堿。

3.3 化學(xué)反應(yīng)流程

純堿作為重要的化工原料，近年來隨著我國工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，對(duì)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(zhàn)。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(shè)備，進(jìn)一步提高純堿的制作效率是目前制堿廠的首要目標(biāo)。在進(jìn)行純堿的制作過程中，其會(huì)涉及到一系列的化學(xué)反應(yīng)。其主要的化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

從化學(xué)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(duì)海水的蒸餾反應(yīng)獲取Na C L，然后結(jié)合其總化學(xué)方程式進(jìn)行初步的化學(xué)反應(yīng)：

這個(gè)化學(xué)反應(yīng)并不能直接進(jìn)行反應(yīng)，其還需要結(jié)合一系列的外部環(huán)境的激發(fā)才能進(jìn)行正常的化學(xué)反應(yīng)。與此同時(shí)，想要制取重質(zhì)純堿還需要結(jié)合整體的施工工藝進(jìn)行水合反應(yīng)。其具體的化學(xué)反應(yīng)方程式如下所示：

4 結(jié)語

本文針對(duì)氨堿法純堿生產(chǎn)現(xiàn)狀進(jìn)行詳細(xì)的分析，針對(duì)目前存在的問題進(jìn)行深度剖析并對(duì)氨堿法設(shè)備以及氨堿法工藝方面的改進(jìn)與發(fā)展提出適當(dāng)?shù)慕ㄗh，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(shè)備的優(yōu)化，讓純堿的生產(chǎn)量得到有效地提高。同時(shí)在進(jìn)行工藝體系的優(yōu)化過程中，需要從制造工藝、化學(xué)工藝以及化學(xué)反應(yīng)三方面進(jìn)行創(chuàng)新，從而讓純堿生產(chǎn)工藝體系得到全面性的優(yōu)化。

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[2]制堿動(dòng)態(tài)[J]. 純堿工業(yè)，2 0 1 3(1).

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

T Q 1 1 4.1

A

1 6 7 1-0 7 1 1（2 0 1 7）0 2（下）-0 1 1 0-0 2