浅谈氯化钙生产中能源的综合利用

2012-09-08李忠生

纯碱工业 2012年4期

关键词：二水三友粒状

李忠生

（唐山三友志达钙业有限公司，河北唐山 0 6 3 3 0 5）

浅谈氯化钙生产中能源的综合利用

李忠生

（唐山三友志达钙业有限公司，河北唐山 0 6 3 3 0 5）

详细介绍了唐山三友志达钙业公司以纯碱生产中排放的蒸氨废液为原料，生产氯化钙产品过程中，几种能源的综合利用情况，有效的降低了生产成本，对氯化钙的生产企业节能减排的实施具有指导意义。

盐田滩晒；三效错流；冷凝水；盐水回收；废液；氯化钙

0 引言

唐山三友集团志达钙业公司成立于1 9 9 7年，原设计生产能力为年产氯化钙4万t，现已扩建为年产1 5万t。氯化钙生产是以纯碱工业中排放的蒸氨废液为原料，其产品氯化钙主要应用于：1）道路融雪的融雪剂；2）煤矿开采的吸附剂；3）建筑行业的凝固剂；4）石油、造纸行业的干燥剂。

结合公司的实际情况，对氯化钙生产过程中能源的综合利用做重点分析。氯化钙的生产工艺流程主要包括：蒸发、结晶、干燥3个工序。

1 蒸发工序

1.1 盐田滩晒

我公司使用的原料液为唐山三友集团股份有限公司重碱车间蒸馏塔排放的蒸氨废液，先送至海边碱渣场。碱渣场的上清液流入清液输卤沟，原料液（C a C l21 0%左右）中含有的主要离子为C a2＋、C l－、N a＋、M g2＋、S O2－4、NH＋4、OH－等，采用盐田滩晒技术，利用自然界的太阳能及风能的作用，通过初级蒸发池、中级蒸发池、高级蒸发池的自然梯级蒸发，逐步提浓。蒸发池的占地面积达3.0 6k m2，有充足的沉降（重力沉降）、澄清时间，可以去除清液中混有的泥浆、沉淀物、灰乳等杂质，有效的保证了产品质量。

通过盐田滩晒技术可以将1 0%左右的清液提浓至1 7%以上的精卤液，因而节省大量的生蒸汽用于清液的提浓，并且有效地缩短了清液的澄清、除去杂质的工艺流程，节省了一部分生产设备的投用。由于精卤液中氯化镁含量较高，对氯化钙的生产设备及产品质量会造成不利的影响，必须除去。我们使用石灰车间的灰乳除镁的方法，反应方程式为：M g C l2＋C a（OH）2＝M g（OH）2↓＋C a C l2，经过充分混合连续化灰后，进入精制调和池，充分反应并澄清后的精卤送往蒸发系统。

1.2 蒸发系统

来自盐田滩晒的精卤液，经过除尘塔的喷淋作用，将干燥工序外排废气的热量及粉尘吸收到清液中，既增加温度，又提高浓度，然后热清液进入二效预热器，与来自冷凝水储罐的一、四效高温蒸汽冷凝水换热后进入蒸发系统。

1.2.1 盐水回收

换热后的清液经过二、三效加热器，用二次蒸汽蒸发提浓，随着氯化钙浓度的不断提高，氯化钠的结晶颗粒也不断增大。但是，当氯化钠的结晶颗粒达到一定粒径时，就会造成对氯化钙溶液的加热设备—列管式加热器堵塞，当堵塞严重时，换热能力变差，氯化钙溶液难以提浓，影响生产能力的发挥。相反，当氯化钙溶液浓度较低时，氯化钠的结晶颗粒较小不能析出。通过技术分析和生产经验得知，当氯化钙浓度控制在3 0%左右时，为除盐的最佳浓度。于是在蒸发的生产工艺中我们通过活塞推料式离心机，在离心力的作用下除去较大的氯化钠结晶颗粒，有效的解决了氯化钙提浓过程中的副产盐（氯化钠）对换热器的影响。

回收干燥工序鼓风机预热器的高温冷凝水（6 0℃），将副产盐溶解制成高温淡盐水，送往盐水车间，不仅回收了大量的冷凝水，而且提高了盐水车间化盐洗水的温度，相当于节省了大量的蒸汽。除盐后的氯化钙溶液再与一效加热器1.6 MP a生蒸汽换热、经过闪蒸罐的闪发提浓可以达到4 6%以上的含钙量。

1.2.2 三效错流蒸发工艺

蒸发操作要消耗大量的加热蒸汽，那么如何提高蒸汽利用率，如何充分利用溶剂汽化所产生的二次蒸汽，是选择蒸发工艺时应考虑的首要问题。

表1 蒸发效数与蒸汽量的关系

从表1中可见，随着效数的增加，节约的生蒸汽量越来越少，而设备的投资费或折旧费将增多。若增加效数所节约的蒸汽费用不足以抵消设备的折旧费时，则不能再增加效数。

按多效蒸发时溶液加料方式的不同分类，见表2。

表2 不同蒸发方式的比较

从表2中可见，错流法兼有并流法和逆流法的优点而避免其缺点，为此我公司结合实际情况采用的是三效错流蒸发工艺流程，通过压强差将二次蒸汽充分利用，节省了大量的1.6 MP a生蒸汽，实现了综合能耗最低的目标。

2 结晶工序

我公司的氯化钙产品包括：无水粒状氯化钙、一水粒状氯化钙、二水粒状氯化钙、二水片状氯化钙4种产品。

2.1 二水片状氯化钙生产工艺

主要工艺流程：来自蒸发工序的4 6%钙液，进入四效预热器与来自冷凝水储罐的闪发蒸汽换热，冷凝换热后送往片钙的四效加热器继续蒸发提浓，钙液含钙量达到6 0%左右，经过升膜蒸发器进入成品钙液储槽中，与1.6MP a生蒸汽换热蒸发后达到7 0%左右，送入转鼓制片机与一次水冷却，结晶成片状氯化钙，其冷却水回收到循环水中，通过凉水塔利用自然界的风能降温，落入循环水池中，可以作为循环水送往蒸发系统的三效冷凝器和结晶工序的四效冷凝器，为三效分离器和四效分离器造真空提供冷却介质，再次循环使用。

2.2 二水粒状氯化钙生产工艺

二水粒状氯化钙的生产工艺，前部分流程与二水片状氯化钙的工艺流程相同，不同的是到成品钙液储槽后，钙液进入加热釜，通过液下泵送往高的造粒塔，上液管有油伴热装置，以保证钙液恒温，由造粒机喷淋成小液滴，在引风机的作用下，利用自然界的风能冷却成二水粒状氯化钙产品。

2.3 其它生产工艺

由于一水粒状氯化钙（8 3%以上）与无水粒状氯化钙（9 4%以上）的含量较高，我公司引进了德国先进生产设备，新增添了粒钙生产工艺，流程较为复杂，自动化操作程度较高，但能源的综合利用情况并不显著，因此不再详细介绍。

3 干燥工序

结晶工序冷却后的二水片状氯化钙与二水粒状氯化钙交换生产时，均由湿钙皮带送至1＃、2＃震动流化床，在振动电机的震动作用下，物料与1.6MP a生蒸汽加热的热风干燥除湿。于是我们将1＃、2＃鼓风机又添加了两台鼓风机预热器，利用蒸发工序中产生的高温冷凝水（8 0℃）作为热源，与外界空气换热后再加热进入1＃、2＃震动流化床，这项改造可以每小时节约1t生蒸汽，节约费用6 3.3 6万元。物料经过冷却流化床自然冷风降温后，由成品皮带机输送至成品料仓，通过自动包装秤打包后，送入库房。