1、我国纯碱工业近年技术进展2005-11-11近年来，我国纯碱工业在生产技术和装备水平方面，取得了长足的进步，部分工序已跻身世界先进行列。现将我国纯碱行业近几年的技术进展简述如下。 碳化工序碳化塔内兼有化学反应、传热、传质、结晶等多种过程，又是具有气、液、固 3 相的复杂体系。传统的索尔维碳化塔已有 100 多年的历史，随着科学技术的现代化及新材料、新技术的出现，我国的制碱工作者也向传统的碳化塔提出了挑战。1.大型异径笠帽碳化塔 塔体上段及冷却段直径为 3m，中部结晶生成段为 3.4m，以利于结晶生长。该塔具有以下优点：生产能力大，单塔能力氨碱法为 230t/d，联碱法为 175t/d；制碱周期
2、长，氨碱法 72h，联碱法 48h；冷却效率高；转化率高，氨碱法转化率 75%；结晶质量好，沉降时间为 130200s。目前许多大中型氨碱厂及联碱厂已采用这种碳化塔。2.筛板碳化塔 筛板塔生产能力大，单塔最大能力可达 310t/d；塔中温度高、结晶质量好，中部温度比索尔维塔高 35；容易清洗；操作弹性好。氨碱法是连续生产，设备多,流程长，生产中易出现波动。筛板塔抗波动性强，现已在山东海化、青岛碱厂使用，自贡鸿化集团的联碱厂已成功开发设计了联碱行业的第一台筛板塔，并在 2003 年 7 月投入运行。3.外冷碳化塔 上世纪 70 年代，国外曾开发过外冷碳化塔，但未见工业化报道。1979 年原化工部
3、第八设计院（现中国成达化工工程公司）与自贡鸿鹤化工总厂决定联合开发在联碱生产中使用的外冷式碳化塔，并经原化工部批准立项，历经 10 年，解决了多项技术课题，取得了中国发明专利证书。外冷塔的工业试验塔为：上部直径 2.5m，下部直径 2.8m，塔高 26.12m，配 2 台直径1.3m、F=426m 2 外冷器，将冷却面移至塔外，外冷器可通过阀门切换轮流清洗，塔体则长期连续作业。其主要技术指标：塔作业周期45 天,取出液 CNH3 82.6tt，尾气 CO2 8.25%,重碱平均粒径 110m，生产能力 105.4t/d台。该塔具有设备结构简单、投资省、可连续长周期运转、生产能力大、结晶质量好、
4、吸收率高等优点，适用于联碱厂。变换气制碱节能效果显著，但长期受碳化塔结构的制约而影响其发展，1997 年中国成达化学工程公司与石家庄联碱厂共同开发变换气制碱外冷塔。在 1999 年 3 月试车成功，于 2000 年获得专利证书。外冷碳化塔现已在 10 多家联碱厂广泛应用。在上述工作基础上，2002 年成达工程公司与唐山三友化工公司共同开发氨碱外冷碳化塔。开发的目的是：进一步实现碳化设备大型化，缩短碳化塔制造周期，减轻设备重量，实现用不锈钢制作碳化塔，造价低，降低产品铁含量，提高 CO2 利用率等。4.不冷碳化塔 环流式碳化塔又称不冷碳化塔，是大连化工研究设计院的专利技术。通过在赤峰化工总厂的生
5、产试验中得出如下结论：生产的重碱结晶粒度大，塔的生产能力大，设备结构简单、造价低，作业周期长，操作简单。该塔适合于联碱工艺。滤过工序滤过工序的操作质量、工艺指标的优劣，影响着纯碱工艺的多项消耗指标水平，也影响着制造成本的高低和产品质量的好坏。1.滤碱洗水添加助滤剂 由大连化工研究设计院研制开发的系列 ZL 助滤剂，专用于纯碱制造过程的重碱滤过，已在 10 多家纯碱厂应用，现已由单一品种发展为适合不同纯碱生产厂操作工况的系列产品。经不断改进，该产品及其应用技术已实现更新换代，可降低水分 3%，提高烧成率 2%，节省洗水量 100kg/t碱以上。2.用离心机二次过滤重碱 为降低重碱水分和盐分，提高
6、产品质量，节约能源，提高煅烧炉能力，青岛碱厂、山东海化分别引进 P-100/3 型推料式离心机，将真空过滤机过滤洗涤后的湿重碱直接用离心机进行二次分离。在不加洗水条件下，产量为 2528t/h （干重碱）时分离后水分降到 13.5%左右，盐分比分离前降低 0.03%0.04%（山东海化现已停用） 。唐山碱厂引进 SHS 1002/1090ZK 型双级柱锥式离心机，对真空过滤后重碱进行二次分离。在不加洗水的条件下，分离后重碱水分降到 12.3%，盐分比分离前降低 0.11%。2004 年连云港碱厂引进德国 KRAUSS-MAFFEI 的 SZ 1000/2 型推料式离心机用于重碱二次过滤，纯碱含
7、盐分从原来的低于 0.5%达到低于 0.3%，出料滤饼含水量低于 13%。3.喷嘴在滤碱机洗水系统上的应用 青岛碱厂根据本厂洗水消耗当量及滤过设备的特点，经过多次、多品种的喷嘴试验和改进，确定喷嘴的流体结构，使洗水得到了很好的雾化；改变了纯碱行业滤碱机的传统洗水淋洒方法，解决了由于洗水分布不均匀，引起局部盐分变化大，对产品质量稳定性造成影响及洗水利用率低的问题。经查定，滤碱机上重碱盐分的合格率由改造前的68%提高到 81.5%，每年可节约自来水 54696t，降低了母液的处理量，减少了生产成本，创造了良好的经济效益。4.真空转鼓滤碱机 多年来，我国一直采用真空转鼓滤碱机过滤重碱，由成都天宝公司
8、生产的第三代真空转鼓滤碱机，坚持采用超低碳不锈钢材质，对喷淋装置、压辊结构、搅拌装置、分配头、错气盘等部位进行了改进。该产品已在全国 40 多家企业使用，并远销国外。5.带式滤碱机 于 2004 年建成投产的河南新乡中新化工有限责任公司，选用了核工业烟台同兴实业有限公司的 DLJ 带式滤碱机过滤重碱，打破了我国纯碱行业真空转鼓滤碱机过滤重碱一统天下的局面。煅烧工序在纯碱生产中，重碱的煅烧技术一直是制碱行业的主要研究课题，因为煅烧炉的运行工况直接影响产品的质量，其能耗的高低又影响着经济效益。国内外碱厂的重碱煅烧工序均采用蒸汽煅烧技术，蒸汽煅烧技术又分为外返碱煅烧炉和自身返碱炉。1.3m30m 外
9、返碱煅烧炉 技术领先的 3m30m 外返碱煅烧炉是大化集团在吸收国内外同类产品的先进经验基础上研制出来的，适用于大中型碱厂。该炉设计新颖，结构合理，其进气轴、炉内加热管、大齿轮与炉体的连接以及大滚圈的设计均有创新，特别是其密封装置结构巧妙，效果良好，国内大中型碱厂多数采用外返碱蒸汽煅烧炉如连云港碱厂、湖北双环、青海得令哈等，同时远销国外。2.自身返碱煅烧炉 小型联碱厂大多采用自身返碱蒸汽煅烧炉。近年来自身返碱蒸汽煅烧炉在技术上有了较大的改进：使用返碱连续进炉结构；炉头设预混段；改进了炉体密封结构、进汽装置、排水装置等，使技术经济指标有了显著的提高。经长期运行表明：自身返碱蒸汽煅烧炉将煅烧、运碱
10、、预混三者合为一体，具有流程短、设备少、动力省的优点，可以节省投资，简化操作；运行平稳，运转周期在半年以上，为取消备用设备创造了条件；技术经济指标较好，炉气CO2 浓度高于 90%，纯碱烧失量平均为 0.247%，蒸汽消耗 1363kg/t；工作环境好。近几年该炉除在杭州龙山等小碱厂应用外，也在新疆哈密碱厂、吉兰泰碱厂、南方碱厂等中型氨碱厂中使用，并取得了较好效果。重质纯碱生产技术1.液相水合法 由天津碱厂自行开发设计的液相水合法生产重质纯碱的生产过程中，中间产品一水碳酸钠的质量直接影响重质纯碱的质量，其关键设备是水合结晶器，在多年生产实践基础上，将搅拌机改为带导流筒的双层螺旋桨式。改造后设备
11、运转可靠，生产能力提高，操作弹性大。本技术的特点是：产品粒度均匀、粗大；产品中 NaCl 含量低，并可以控制；但工艺流程较长，在生产过程中需排出一定量的含 NaCl 母液，同时带走部分 Na2CO3，增加碱耗。因此本技术适用于能处理含碱母液，对产品质量有特殊要求的企业。当前进一步开发液相水合法生产优质低盐重质纯碱的重点是：完善工业化研究，进行液相水合结晶器结构的研制及高盐母液综合利用的探索。2.固相、改良固相水合法 以大连化工研究设计院为主，联合开发的固相及改良的固相水合法重质纯碱生产技术，已在多家企业应用。目前我国纯碱行业用固相水合法生产重质纯碱的企业，根据自身特点采用了各种干燥设备：青岛的
12、流化床，山东海化、湖北双环的沸腾床，唐山三友、湖北双环的回转炉等。在固相水合法生产重质纯碱的过程中，可增设分离性能较好的离心机分离掉一水碱中的部分游离水，同时带走部分溶解于游离水中的 NaCl，使成品重质碱的含盐量降低，必要时还可在离心分离的过程中加少量洗水或在分离前增设一个洗涤罐以进一步降低产品中的盐分。这就是改良固相水合法，本方法过程简单，产品盐分可降到 0.30.4%。3.挤压法重质纯碱 挤压法生产重质纯碱与前面讲述的液相水合法及固相水合法均不相同，它是纯物理方法，生产过程中无化学反应，是机械制取重质纯碱，利用轻质纯碱较高空隙率，在外力的作用下使颗粒发生位移并重新排列，空隙减小，堆积密度增加，而颗粒也具有更大的抗碎耐磨特性，但并不改变轻质纯碱本身的化学组成。该法过程简单，设备小型，布置紧凑，操作简单，管理方便，制得的成品颗粒均匀、强度高、耐磨损，可根据用户要求调整粒度，具有投资少、能耗低的优点；缺点是无法改变轻灰的成分，只能用低盐轻灰制低盐重质碱，适用在重质纯碱生产过程中不需要脱盐的场合。现在自贡鸿鹤及唐山三友都有该方法的重质纯碱生产。(摘自中国化工信息周刊)本网站所刊登内容均属中国化工信息网版权所有
