联碱水平衡

包友兴，屈宪章

(中盐昆山有限公司，江苏昆山 215300)



联碱水平衡

包友兴，屈宪章

(中盐昆山有限公司，江苏昆山 215300)

通过对联碱生产母液平衡、水平衡分析，提出实现联碱生产水平衡的方法。

联碱生产工艺；水平衡；重碱带式过滤机；方法

中盐昆山有限公司迁建 60万t纯碱项目已经投入正常生产。联碱工艺选用4项专利，引进3类设备。主要是：采用浓气外冷大型碳化塔；81 m2重碱水平带式真空过滤机；840 m3冷、盐析氯化铵结晶器，φ2400冷析结晶外冷器带有热AⅠ清洗循环轴流泵，内加热干铵炉；φ3000内返碱轻灰煅烧炉和φ2800重灰煅烧炉，重灰和轻灰粉体流凉碱工艺；纯碱、氯化铵产品包装采用半自动流水线作业；DCS集中控制操作。中盐昆山公司是联碱行业采用新技术最多的企业之一。

现就联碱生产水系统平衡有关问题，谈认识如下。

1 联碱生产母液平衡

联碱生产系统母液指：氨母液Ⅱ、氨母液Ⅰ、母液Ⅱ、母液Ⅰ、碳化塔出碱液、半母液Ⅱ、盐析氯化铵结晶取出液、冷析氯化铵结晶取出液等。

原采用转鼓式重碱过滤机时，联碱生产母液平衡要求过滤洗水(脱盐水或软水)当量为680 kg/t碱。即重碱过滤时，洗水(脱盐水或软水)加入量控制在≤680 kg/t碱时，母液系统可以做到基本平衡。这是转鼓式重碱过滤机工艺水平。

《纯碱工学》第十三章 纯碱生产过程的物料平衡和能量平衡汇总/第三节 联碱法物料平衡图 /图13-6 联碱水平衡，也是以转鼓式重碱过滤机工艺计算联碱母液平衡。

联碱生产碳化塔出碱液由于采用重碱水平带式真空过滤机工艺后，联碱生产做到了母液平衡，也得到纯碱行业的认可。

2 联碱生产水平衡

联碱生产过程中，除上述母液之外，还有其他稀液，如热碱液、废淡液、炉气冷凝液、碳化尾气洗涤水、炉气洗涤液、干燥氯化铵尾气洗涤水、氯化铵离心机涮车水、设备清洗杂水等。

当前，全国联碱生产已实现联碱生产母液平衡，但联碱生产没有做到水平衡，表现为：

1)《纯碱工业水污物排放标准》(2008年7月编制，送审件)执行国家环保排放标准《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中，第二类污染物最高允许排浓度中“石油化工行业执行的二级标准对氨氮的限值50 mg/L”。即联碱法纯碱生产企业排放量12 m3/t碱，NH3—N：50 mg/L。

2) 全国大多数联碱厂没有做到水平衡，以各种方式处理联碱生产的各种稀液。

我们国家经济进入新常态，各级政府对环保要求越来越高。特别是我们企业地处经济发达地区,环保要求更高。我们厂建在昆山市张浦镇吴淞江旁，下游即是上海苏州河，地处两个省市的交界处，进入上海市的水质要求高，环保问题更为突出。

目前，我们联碱生产中的废水，所含氨氮虽符合国家环保排放标准，但地方环保部门也不允许我们企业排放。

因此，我们要在联碱生产系统母液平衡的基础上，实现联碱生产水平衡。

联碱生产水平衡要求：各种水加入联碱生产系统的总量为≤460 kg水/t碱。即各种水加入联碱生产系统总和控制在≤460 kg水/t碱时，联碱生产可以做到基本水平衡。对我们企业联碱生产的实际情况，“460 kg水/t碱”包括：加入脱盐水或软水、原料盐含水、合成氨变换含氨废水、淡液蒸馏0.4 MPa蒸汽凝水等。其中“合成氨变换含氨废水”指以烟煤为原料、以气流床气化技术生产合成氨工艺中，一氧化碳变换过程冷凝的少量含氨约2%废水，送至联碱重碱过滤工序用作带滤机洗水。

3 联碱生产水平衡的建议办法

3.1 采用重碱水平带式真空过滤机工艺

我们客观地看到重碱带滤机的使用，可减少重碱过滤过程中脱盐水加入量，为联碱生产水平衡提供充分条件。法国APR带滤机供应商要求带滤机耐磨带、皮带、滤布冲洗水为脱盐水(约为267 kg/t碱)，除此之外，其他洗水可以使用复用水。

带滤机耐磨带、皮带、滤布冲洗水只是要求不含结晶细粒，只要除掉结晶细粒的不含氯根的废淡液(复用水)也可以替代带滤机耐磨带、皮带、滤布冲洗水。

带滤机洗涤重碱的脱盐水(或软水)加入量与转鼓式过滤机相比，可以减少400 kg/t碱。

3.2 循环水

工作压力0.45 MPa，夏天水温≤33 ℃；

回水压力0.2～0.25 MPa，夏天水温≤42 ℃。

因循环水压力大于生产装置冷却设备中被冷却介质的操作压力,所以要防止设备内渗漏,可能产生循环水掺入生产系统,造成母液膨胀现象。

3.3 蒸汽冷凝水

蒸汽冷凝水大部分在煅烧工序产生。轻灰、重灰煅烧过程中产生蒸汽凝水先闪蒸回收蒸汽，再将冷凝液回送到锅炉系统。同时要做好干燥氯化铵工序加热蒸汽及各种伴热装置产生蒸汽冷凝水回收到锅炉系统。

淡液蒸馏时所用0.4 MPa低压蒸汽凝水是要进入生产系统。在条件成熟时，取消淡液蒸馏，让淡液直接返回到母液系统，这是最优化回收办法，既节能又有利于水平衡。

3.4 碳化尾气洗涤水

碳化尾气洗涤回收氨，通常设计采用脱盐水或软水吸收氨。建议改用冷却后废淡液(复用水)替代脱盐水，可以减少进入联碱生产系统的脱盐水量。

3.5 与其它水系统隔离

生产净水、生活水、消防水不能与生产系统串通，不能让其(或无意的)掺入生产系统。

3.6 管理各种杂水

氯化铵离心机涮车水、设备清洗水等各种杂水，要收集到地下杂水池，择机补充到母液系统中。

表1 联碱水平衡计算表

说明:1.生产能力：60万t/a，75t/h; 2.由于“合成氨变换含氨冷凝废水”的加入，替代部分脱盐水，在过滤机洗水当量不变时，应减少脱盐水补充量； 3.联碱系统水平衡计算时，以生产轻灰60万t/a，暂不考虑生产重灰时水平衡。

4 结 语

联碱重碱过滤在采用带式水平真空过滤机前，我们要达到联碱生产水平衡是一种奢望。现在，联碱生产碳化塔出碱液采用带式水平真空过滤机过滤重碱工艺，分三次过滤洗涤重碱滤饼，分别使用三道不同水质的洗水，可以减少使用脱盐水(软水)作过滤洗水，这就为联碱生产水平衡提供充分条件。根据中盐昆山有限公司联碱生产近期运行情况，可以做到水平衡。使得联碱生产水平衡不只是一种设想，而完全可以变为现实。

在大众创业，万众创新的时代形势下，我们要进一步提高联碱工艺水平，为联碱行业的节能减排做出努力！

[1] 中昊(大连)化工研究设计院有限公司.纯碱工学(第三版)[M].北京：化学工业出版社，2014

[2] 包友兴，夏文菊，杨军.重碱水平带式真空过滤机工艺计算[J].纯碱工业，2013(4)

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1005-8370(2016)06-08-03

2016-10-21