液相水合法生產(chǎn)重質(zhì)純堿技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用

1、液相水合法生產(chǎn)重質(zhì)純堿技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用李發(fā)榮( 內(nèi)蒙古蘭太實業(yè)股份有限公司，內(nèi)蒙古 阿拉善750300)摘 要: 文章通過對液相水合生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低鹽重質(zhì)純堿引進工藝技術(shù)及設(shè)備選型進行了深入探討和技術(shù)研究，在與大型堿廠采用傳統(tǒng)固相水合生產(chǎn)工藝進行技術(shù)對比的基礎(chǔ)上， 論證了在海拔高度 3 000 m、大氣壓強 70 8 kPa 的高原地區(qū)條件下，首創(chuàng)引進高原地區(qū)液相 水合生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低鹽重質(zhì)純堿技術(shù)，并且實現(xiàn)了生產(chǎn)能力擴大化，達到了節(jié)能高效的綜合效益。關(guān)鍵詞: 液相水合法; 重質(zhì)純堿; 高原地區(qū)中圖分類號: TQ114 1 文獻標(biāo)識碼: B 文章編號: 1673 6850( 2014) 10 0049 06

2、Development and Application of Heavy Soda AshProduction Technologyby Liquid Hydrated MethodLI Fa rong( Inner Mongolia Lantai industrial Co，Ltd，Alashan 750300，China)Abstract:Production of high quality low salt heavy soda ash by liquid hydrated methodthrough introducing technology and equipment select

3、ion was discussed in depth and studied techni-cally Based on the technological contrast with conventional solid hydrated production process in the large soda plant，the first introduction of production of high quality low salt heavy soda ash by liquid hydrated method was demonstrated under the condit

4、ions of altitude 3000m and atmospheric 70 8kPa plateau region，which reached production capacity expansion and energy efficient comprehensive benefitsKey words:liquid hydrated; heavy soda ash; plateau region純堿廣泛應(yīng)用于玻璃、化 工、冶 金、洗 滌 劑、造紙、紡織等行業(yè)，在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著舉足輕重的 作用，素有“化工之母”之稱，其產(chǎn)量和消費量通常 被作為衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志之一。

5、純 堿分為輕質(zhì)純堿和重質(zhì)純堿兩大類，輕質(zhì)純堿溶于 水中，達到飽和后再結(jié)晶生成一水堿，經(jīng)煅燒就成為 重質(zhì)純堿即重灰。輕、重灰最大的區(qū)別: ( 1) 堆密度 不同，即相同體積重量不一樣，輕灰500 kg / m3 ，重灰850 kg / m3 。( 2 ) 含 鹽 分 不 同，重 灰 中 鹽 分 ( 氯化鈉) 含量小 于 0 3% ，而 輕 灰 中 鹽 分 ( 氯 化 鈉) 含 量小于 0 7% 。輕灰多用于食品，冶煉，用的最多的是日化洗滌用品，還有就是玻璃制造。重灰以其顆粒大、堆積密度高、不易結(jié)塊、吸濕性小、含鹽分低等性能應(yīng)用于浮法玻璃顯象管、光學(xué)儀器及冶金工業(yè)的生產(chǎn)。1液相水合技術(shù)概述目前我國

6、純堿產(chǎn)品中，輕質(zhì)堿多，重質(zhì)堿少、低鹽重質(zhì)堿更少。目前，我國重質(zhì)純堿的制備技術(shù)主要有擠壓法、固相水合法和液相水合法等。擠壓法是一種機械制取重質(zhì)純堿的方法，主要 依靠擠壓機、粉碎機和分級篩分設(shè)備。擠壓法制備 重質(zhì)純堿的關(guān)鍵點是設(shè)備的選型、合理工藝流程的確定以及條件的優(yōu)化。另外影響擠壓法重質(zhì)純堿正常運行的最主要問題是系統(tǒng)中的鐵，這將對擠壓機 造成破壞，是裝置不能正常安全運行的根本問題。固相水合法主要工序是將輕質(zhì)純堿碳酸鈉產(chǎn)品收稿日期: 2014 04 23作者簡介: 李發(fā)榮( 1970) ，男，內(nèi)蒙古吉蘭太人，碩士研究生，高級工程師，主要從事化工技術(shù)培訓(xùn)管理工作。通訊作者: 楊波，186483130

7、00第 43 卷 第 10 期2014 年 10 月鹽業(yè)與化工50送入重灰工序固相水和器或水合機中，加適量化合水，制得一 水 碳 酸 鈉 ( Na2 CO3 H2 O) 俗 稱 一 水 堿， 在將一水堿在煅燒爐內(nèi)干燥，除去一水堿中的水分，得到合格的重質(zhì)純堿。液相水合法是將固體碳酸鈉加入碳酸鈉飽和溶 液中重新溶 解、結(jié) 晶，該方法的關(guān)鍵點主要是在結(jié) 晶、稠厚分離上，制備的純堿達到重質(zhì)純堿的級別， 是目前生產(chǎn)重質(zhì)純堿的主要方法。表 1 不同重質(zhì)純堿生產(chǎn)方法產(chǎn)品質(zhì)量比較表Tab 1 Product guality comparison table of different heary soda as

8、h production methods 害物質(zhì)，且沒有廢渣和廢液的排放，廢氣中有少量堿塵，但經(jīng)凈化處理，可達標(biāo)排放。2優(yōu)質(zhì)低鹽重質(zhì)純堿產(chǎn)品介紹低鹽重質(zhì)純堿是一種重要的化工原料。發(fā)達國家對低鹽重質(zhì)純堿的需求量已經(jīng)占整個純堿需求量的 80% 。低鹽重質(zhì)純堿由于其結(jié)晶顆粒大，含氯化 物低等特點，主要應(yīng)用于高檔玻璃、鏡片、顯像管玻 殼的生產(chǎn)。目前純堿產(chǎn)品的低鹽化和重質(zhì)化是純堿 工業(yè)發(fā)展的方向，具有很強的研究開發(fā)前景。其主 要性能: ( 1) 對玻璃窯爐的耐火材料起防腐作用，延 長玻璃窯爐的使用壽命; ( 2) 增強換熱 器 的 換 熱 效 率，降低燃料消耗，減少廢氣污染; ( 3) 利于玻璃窯 爐內(nèi)

9、物料的熔化和自由流動，提高玻璃制品的強度 和透明度。隨著高檔玻璃產(chǎn)量的增加，低鹽重質(zhì)純堿在國 際市場上的需求量越來越大，主要市場空間在發(fā)展 中國家，未來年增長 8% 以上。中國、印 度、俄 羅 斯 等國家，低鹽重質(zhì)純堿的生產(chǎn)產(chǎn)量增長較快，其產(chǎn)品 在亞洲、歐洲的競爭將會更激烈，高性價比產(chǎn)品占有 絕對優(yōu)勢。我國低鹽重質(zhì)純堿生產(chǎn)已從中部地區(qū)向 西部地區(qū)布 局，區(qū)域市場需求將會發(fā)生較大變化。 本項目產(chǎn)品原料成本低、耗能成本低、質(zhì)量好，在未 來市場競爭中具有明顯優(yōu)勢。項目固相水合法 液相水合法 擠壓法氯化物( 以 NaCl 計)0 5% 左右0 09% 0 18%0 5% 左右不均勻，團狀 均勻，長 方

10、 體 結(jié)結(jié)晶，顆粒表 晶，表 面 光 滑、 不 均 勻，團粒度狀結(jié)晶面有晶簇密實昆侖堿業(yè)公司為了滿足國內(nèi)外純堿下游產(chǎn)品浮法玻璃顯象管、光學(xué)儀器及冶金工業(yè)的需求，引進天 津堿廠液相水合法重灰工藝、制堿用的結(jié)晶器，采用 該技術(shù)設(shè)備后，生產(chǎn)出的產(chǎn)品指標(biāo)值: 重灰鹽分、粒 度、篩 余 物 達 到 國 標(biāo)，重 灰 鹽 份 0 3% ，粒 度 75% ，篩余物2 0% 。項目引進了天津堿廠專利技 術(shù)，結(jié)合高原地區(qū)的實際情況，在設(shè)備和生產(chǎn)技術(shù)上 進行優(yōu)化改進，通過實踐生產(chǎn)出了優(yōu)質(zhì)的低鹽重質(zhì) 純堿。目前，該技術(shù)創(chuàng)新項目在生產(chǎn)中已經(jīng)徹底解 決了產(chǎn)品質(zhì)量波動問題，并且達到了裝置運行穩(wěn)定， 指標(biāo)優(yōu)化節(jié)能降耗的目標(biāo)，

11、所制得產(chǎn)品經(jīng)過檢測已 經(jīng)達到以下標(biāo)準: ( 1) 堆積密度為 1 0 g / mL，超過國家標(biāo)準規(guī)定的堆積密度 0 85 g / mL; ( 2) 產(chǎn)品中鹽分 ( 氯化鈉) 含量小于 0 3% ，達到國家標(biāo)準。該技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良，為企業(yè)產(chǎn)品銷路提供更廣闊 的市場前景，也為企業(yè)提供了可觀的經(jīng)濟效益。由 此可以看出，液相水合法是目前生產(chǎn)低鹽分重質(zhì)純堿最理想的方法。在高原地區(qū)開發(fā)應(yīng)用液相水合法 生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)重質(zhì)純堿技術(shù)，液相水合法也是目前高原 地區(qū)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低鹽分重質(zhì)純堿最理想的方法，有著 較高的學(xué)術(shù)研究價值和長遠的經(jīng)濟效益。液相水合 法技術(shù)的關(guān)鍵點主要在結(jié)晶、稠厚分離上，生產(chǎn)的純 堿達到重質(zhì)純堿的

12、級別。中鹽青海昆侖堿業(yè)有限公司根據(jù)國家政策并結(jié) 合自身的條件，加快技術(shù)改造的步伐，為企業(yè)增強抵 御市場風(fēng)險的能力。項目為引進專利技術(shù)，所得產(chǎn) 品品質(zhì)優(yōu)良，市場占有率高。項目生產(chǎn)過程中無有3低鹽優(yōu)質(zhì)重質(zhì)純堿工序工藝技術(shù)特點3 1工藝技術(shù)的選擇( 1) 重質(zhì)純堿制備工藝技術(shù)的研究。由于重質(zhì) 純堿與輕質(zhì)純堿的區(qū)別主要 是產(chǎn)品堆積密度的不 同，一般堆積 密 度 為 1 0 g / mL 的純堿可以稱為重 堿，典型指標(biāo)堆積密度可達到 1 1 g / mL，因此采用 什么方法使純堿堆積密度達到 1 0 g / mL 左右是該 技術(shù)研究的關(guān)鍵點;( 2) 如何降低重質(zhì)純堿中的鹽分。這里所指的 鹽份主要是以

13、NaCl 為主，其中低鹽的指標(biāo)主要指的 是氯化鈉含量( 以干基的 NaCl 的質(zhì)量分數(shù)計) 小于 等于 0 3% 。因此如何降低重質(zhì)純堿中氯化鈉等鹽 分的含量，并使其達到標(biāo)準值是該技術(shù)的關(guān)鍵點。3 2液相水合法生產(chǎn)低鹽優(yōu)質(zhì)重質(zhì)純堿的產(chǎn)品指標(biāo)低鹽分優(yōu)質(zhì)重質(zhì)純堿符合 GB210 1 2004 中 I類優(yōu)等品質(zhì)質(zhì)量標(biāo)準，其技術(shù)規(guī)格見表 2。3 3工藝技術(shù)概述將固體輕灰加入到飽和的碳酸鈉飽和溶液中， 使其溶解生成一水碳酸鈉結(jié)晶，然后經(jīng)稠厚，用離心李發(fā)榮: 液相水合法生產(chǎn)重質(zhì)純堿技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用51晶水和游離水得到重質(zhì)純堿，見圖 1。輕 質(zhì) 純 堿機分離出含游離水很低的一水碳酸鈉。經(jīng)再將一水碳酸鈉煅燒脫除

14、結(jié)晶水，既得低鹽優(yōu)質(zhì)重灰。表 2 低鹽分優(yōu)質(zhì)重質(zhì)純堿技術(shù)規(guī)格補 充 母 液Tab 2Low salt quality heavy soda ash technical specifications table一 水 堿 晶 漿序號指標(biāo)名稱指標(biāo)總堿量( 以濕基的 Na2 CO3 質(zhì)量分數(shù)計)氯化鈉( 以干基的 NaCl 的質(zhì)量分數(shù)計) 鐵( 以 Fe3 + 計) 含量水不溶物含量堆積密度 粒度0 18 mm12345698 1%0 3%0 003%0 02%1 0 g / mL75%稠厚后的一水堿晶漿 細 粉3 4反應(yīng)原理重質(zhì)純堿學(xué)名重質(zhì)碳酸鈉( 又稱重灰) ，為白色合格粒度的成品 細小顆粒，分

15、子式為 Na2 CO3 ，分子量 105 989。溶解時放出熱量，溶解熱在 25 ，1 mol Na2 CO3 溶于 200mL 水 中 時 為 25 57 kJ / moL，水 溶 液 呈 堿 性。一 水碳酸鈉 ( Na2 CO3 H2 O) ，含 有 85 48% Na2 CO3 和14 52 結(jié)晶水，當(dāng)高于 35 4 時，從飽和溶液析出結(jié)晶; 當(dāng)結(jié)晶加熱時失去水分，溶解度稍有降低，當(dāng) 飽和溶液接觸時在一定溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓徕c。而在 高原地區(qū)轉(zhuǎn)化溫度成為液相水合法生產(chǎn)低鹽份優(yōu)質(zhì) 重質(zhì)純堿的關(guān)鍵點。在工業(yè)生產(chǎn)中要獲得結(jié)晶良好的 Na2 CO3 H2 O，即一水堿，必須設(shè)計好水合結(jié)晶 器 的 結(jié)

16、 構(gòu)、攪拌、各種參數(shù)的自調(diào)，控制一定的水合反應(yīng)溫度，并保持足夠的結(jié)晶時間，其反應(yīng)方程式如下:Na2 CO3 + H2 O Na2 CO3 H2 O 14 1 kJ / moL( 放熱反應(yīng))一水堿與碳酸鈉飽和溶液即晶漿，進入離心機 進行固液分 離，分離后的濕一水堿進入干燥爐，在160 左右溫度下，脫除和干燥濕一水堿的結(jié)晶水 和游離水成為重質(zhì)純堿，其反應(yīng)方程式如下:未 包 裝 成 品圖 1 改造后重灰工段工藝流程簡圖Fig 1 Process flow diagram of heary gray sectiion after transformation 原料輕質(zhì)純堿用分配螺旋輸送機送入水合結(jié)晶

17、器內(nèi)，與接近飽和的碳酸鈉母液定量地加入水合結(jié) 晶器內(nèi)，控制一定溫度，保持足夠的結(jié)晶時間可獲得 結(jié)晶良好的 一 水 堿 ( Na2 CO3 H2 O) 產(chǎn) 品。調(diào) 節(jié) 一 定含量的一水堿與碳酸鈉飽和溶液，由水合結(jié)晶器 底部放出，經(jīng)稠厚器增稠后分配到各離心過濾機進 行液固分離，得到一水堿和濾液。離心機下來的過 濾液，去母液桶再回水合結(jié)晶器利用。分離后的一 水堿和返堿混合后進入沸騰干燥爐內(nèi)，在 160 左 右溫度下，脫除濕一水堿的結(jié)晶水和游離水制得重 質(zhì)純堿。其中一部分為返堿使用，另一部分進入涼堿系統(tǒng)降溫 90 以下后進入成品輸送系統(tǒng)。Na2 CO3 H2 O ( s) Na2 CO3 ( s) +

18、 H2 O ( l)14 1 kJ / moL( 吸熱反應(yīng))3 5工藝流程簡述采用液相水合專利技術(shù)，其工藝流程主要分為 一水堿的制備工序、稠厚工序、離心分離工序、重質(zhì) 純堿煅燒工序、涼堿工序以及成品包裝工序。原料 輕質(zhì)純堿與母液在結(jié)晶其中生成一水堿產(chǎn)品，結(jié)晶 器中的一水堿晶漿進入稠厚器，通過結(jié)晶顆粒重力 沉降的原理實現(xiàn)增稠，提高晶漿的固 / 液比值。稠厚 過的晶漿經(jīng)過離心分離便可得到固體一水堿，固體 一水堿在回轉(zhuǎn)煅燒爐內(nèi)經(jīng)過 170 高溫煅燒脫去結(jié)3 6+主要設(shè)備項目采用液相水合法生產(chǎn)低鹽分重質(zhì)純堿，過濾液可循環(huán)使用，但該循環(huán)母液成分中的鐵( Fe2 + )雜質(zhì)有積累現(xiàn)象，為確保產(chǎn)品質(zhì)量，結(jié)晶

19、系統(tǒng)的生產(chǎn) 裝置全部選用不銹鋼材質(zhì)。本項目主要設(shè)備為水合結(jié)晶器、離心機、回轉(zhuǎn)式內(nèi)返堿重灰爐等。( 1) 液相水臺結(jié)晶器 3 臺; 立式夾套結(jié)構(gòu)，容積52 m3 ，3 200 mm 9 917 mm，攪 拌 器 電 機 功 率 37 kW、轉(zhuǎn)速 59 r / min。( 2) 離心機 3 臺; 德國篩得力，型號 H1000K，主電機功率 90 kW。母 液 高 鹽 母 液水 合 結(jié) 晶 器母 液稠 厚 器母 液離 心 機母 液 桶輕 灰 工 序固 體-水 堿尾 氣回 轉(zhuǎn) 煅 燒 爐旋 風(fēng) 分 離 器尾 氣重 灰細 粉普 通 重灰 工 序振 動 篩尾 氣細 粉粉 體 流 冷 卻 器布 袋 除 塵

20、器尾 氣成 品 包 裝成 品低鹽分優(yōu)質(zhì)重堿 第 43 卷 第 10 期2014 年 10 月鹽業(yè)與化工52( 3) 蒸汽煅燒爐 2 臺; 自身返堿內(nèi)預(yù)混式，2 500表 3 液相水合技術(shù)引進前后產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)對比一覽表Tab 1 Product quality indicators conpare list before and after introducting liquid hyclrated technology mm，生 產(chǎn) 能 力 700 t / d，主 電 機 功 率mm 27 000220 kW。指標(biāo)( 4)粉 體 流 涼 堿 器 2 臺; 規(guī) 格 1363mm 1固相水 引進液

21、相合生產(chǎn) 水合生產(chǎn)重質(zhì)純堿 重質(zhì)純堿指標(biāo)名稱522mm 6 682 mm，處理能力 35 t / h。( 5) 振動篩 2 臺; 型號 532DA MMMM) 5 105 mm 2 032 mm 1 567 mm，生產(chǎn)能力 35 t / h。( 6) 稠厚器 3 臺; 規(guī)格 2 600 mm 3 300 mm 7 078 mm，攪拌器電機功率 37 kW、轉(zhuǎn)速 59 r / min。總堿量( 以濕基的 Na2 CO3 質(zhì)量分數(shù)計) / %氯化鈉( 以干基的 NaCl 的質(zhì)量分數(shù)計) / %鐵( 以 Fe3 + 計) 含量 / % 水不溶物含量 / % 堆積密度 / ( gmL 1 ) 粒度 0

22、 18 mm97 50 598 10 30 003 5 0 000 50 040 9650 021 07754在高原地區(qū)液相水合生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低鹽重質(zhì)純堿的關(guān)鍵技術(shù)通過高原環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)隨著海拔高度的5主要生產(chǎn)控制狀況5 1主要操作指標(biāo)( 1) 結(jié) 晶 器。進 堿 量: 30 t / h 35 t / h; 進 堿 溫不斷上升、大 氣 壓 力、空氣溫度都有不同程度的下 降。我們從工藝方法和主要設(shè)備的工作原理可知， 影響到工藝指標(biāo)和設(shè)備主要 工作性能的主要因素 有: 大氣壓力、空氣溫度。這些參數(shù)的變化影響到工 藝技術(shù)參數(shù)和設(shè)備性能參數(shù)，我們根據(jù)高原地區(qū)的 特點，將在低海拔地區(qū)使用的液相水合技術(shù)更新

23、改 進成為一套適合高原地區(qū)的液相水合技術(shù)。天津堿 廠自主開發(fā)研制的液相水合專利技術(shù)，在許多低海 拔地區(qū)，這套生產(chǎn)工藝已被廣泛使用并取得了良好 的經(jīng)濟效益。項目結(jié)合高原地區(qū)的實際情況，在設(shè) 備和生產(chǎn)技術(shù)上進行改進，同樣生產(chǎn)出合格的低鹽 優(yōu)質(zhì)重堿。在高原地區(qū)生產(chǎn)低鹽重質(zhì)純堿的關(guān)鍵技 術(shù)主要集中在以下幾點:( 1) 液相水合 技 術(shù) 可 靠: 采用液相水合法制備 低鹽重質(zhì)純堿，在方法上，在結(jié)晶恒溫控制技術(shù)、晶 漿稠厚技術(shù)以及干燥技術(shù)上都有創(chuàng)新。冷卻新技術(shù) 的使用可使溫度控制在一定范圍內(nèi); 稠厚技術(shù)的使用可極大地提高一水堿與 Na2 CO3 飽和溶液的固液 比; 通過 170 高溫煅燒后得到的重質(zhì)純堿

24、鹽分含 量低于 0 3% ，符合低鹽重質(zhì)純堿的標(biāo)準。( 2) 新型水合 結(jié) 晶 器 先 進: 昆侖堿業(yè)公司采用 新型的高原型水合結(jié)晶器，該結(jié)晶器分兩層，隔板下 料口聯(lián)接上下層，上層是水合結(jié)晶器的混合結(jié)晶成 長段，結(jié)晶器攪拌采用新型攪拌，結(jié)晶器外壁設(shè)有冷 卻夾套，加堿的位置在加母液口側(cè)，加堿處采用多口 噴淋以減少飛揚堿。( 3) 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 優(yōu) 質(zhì): 重灰產(chǎn)品鹽份低，粒 度 均 勻，結(jié)晶表面光滑、密實、產(chǎn)品堆積密度大，各項性能 指標(biāo)均達到或優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品，液相水合技術(shù) 引進前后產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)對比見表 3。度: 150 200 ; 母液溫度: 80 85 ; 反應(yīng)溫度: 95 100 ; 液

25、位: 70% 90% 。( 2) 離心機脫水后一水堿游離水分 4% ;( 3 ) 母 液 桶。母 液 溫 度: 8080% 90% 。 85 ; 液 位:( 4) 煅燒爐出堿溫度: 170 180 。5 2 主要操作控制要點( 1) 嚴格控制輕灰質(zhì) 量; 輕灰質(zhì)量應(yīng)達到 GB210 12004 類 優(yōu) 等 品 標(biāo) 準。 輕 灰 總 堿 量 低( Na2 CO3 含量高) 、水不溶物高、結(jié)晶細、氯化鈉高、鐵高等都會影響到一水堿結(jié)晶質(zhì)量，導(dǎo)致產(chǎn)品粒度差、白度低，達不到生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)重灰的目的。輕灰質(zhì)量 差時應(yīng)停止投料，避免浪費。( 2) 嚴格控制軟水質(zhì)量化合水不溶物高、氯 化 鈉高、鐵高等會影響一水堿結(jié)

26、晶、白度，進而影響產(chǎn)品質(zhì)量。應(yīng)用潔凈的脫鹽水作化合水。( 3) 嚴格控制結(jié)晶器內(nèi)反應(yīng)溫度應(yīng)控制在 90 100 ; 并保持相對穩(wěn)定為宜，結(jié) 晶 器 上 中 下各部維持適宜的溫差。這樣可以保證較快的反應(yīng) 速度和晶體較快的成長，更重要的是可以降低物料 粘度，提高物料流動性，避免物料粘結(jié)、堵塞設(shè)備管 道。反應(yīng)溫度的控制應(yīng)通過進堿溫度、進液溫度、冷 卻水降溫等措施實現(xiàn)。由于水合反應(yīng)是放熱反應(yīng)，正常作業(yè)時冷卻水降溫為主要控制手段。初始投料時應(yīng)對加入結(jié)晶器的脫鹽水預(yù)熱至 70 以上。短 時間停投料時應(yīng)關(guān)閉冷卻水。長時間停投料時應(yīng)對 水合系統(tǒng)進行置換并用蒸汽伴熱。( 4) 維持結(jié)晶器內(nèi)穩(wěn)定且較高的液位操作中

27、要李發(fā)榮: 液相水合法生產(chǎn)重質(zhì)純堿技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用53充分注意保證晶體較快的成長和沉降時間，維持液位穩(wěn)定減少返混。( 5) 控制結(jié)晶器內(nèi)碳酸鈉適宜的濃度，維 持 結(jié) 晶器與母液桶內(nèi)碳酸鈉含量較大的濃度差。結(jié)晶器 內(nèi)碳酸鈉含量高低以及結(jié)晶器與母液桶內(nèi)碳酸鈉含 量濃度差大小取決于結(jié)晶器內(nèi)進堿量、結(jié)晶質(zhì)量、離 心機性能等。產(chǎn)量的高低取決于結(jié)晶器內(nèi)進堿量的 大小和結(jié)晶器與母液桶內(nèi)碳 酸鈉含量濃度差的大 小，結(jié)晶質(zhì)量和離心機的性能直接決定了進堿量的 大小即產(chǎn)量的高低。( 6) 經(jīng)常查看并保持良好的一水堿結(jié)晶質(zhì)量良 好的一水 堿 結(jié) 晶且測顏色潔白光亮。手 感 密 實 光 滑，顆粒大而均勻。發(fā)現(xiàn)結(jié)晶差時應(yīng)及

28、時查找原因 糾正。( 7) 產(chǎn)品的純度主要是鹽分( 以氯化鈉計) 含量 的高低要根據(jù)客戶需求而定，盡可能減少母液的排 放，離心機濾 餅 用軟水洗滌有利于降低產(chǎn)品鹽分。 由于母液進入結(jié)晶器循環(huán)利用，根據(jù)物料平衡原則， 產(chǎn)品的鹽分必然決定于輕灰鹽分的高低和母液排放( 12) 經(jīng)常檢查振動篩的工作情況，防止篩網(wǎng)破損或堵塞。( 13) 經(jīng)常檢查破碎機的工作情況，保證破碎效 果。破碎效果差時，堿球可外排以減少循環(huán)量。5 3產(chǎn)品質(zhì)量達到 GB210 12004I 類優(yōu)等品標(biāo)準?？筛鶕?jù)客戶需求，在鹽分、粒度和堆積密度方面達到如下要求: NaCl 0 2% 。粒度( 振動標(biāo)準篩測) : 1 60 m為 0;m

29、m 為 2% ;mm 為 10% ; 1 18 0 60 60 m 0 125 m 為 85% ; 0 075 mm 為 5% 。5 4流程特點( 1) 采用液相水合，產(chǎn)品的純度、粒度更好。但 產(chǎn)品的純度是通過含氯化鈉母液的排放和軟水的補 充來實現(xiàn)的，因而運行成本高于固相水合。排放的 母液還要有再利用途徑，如石灰一純堿法精制鹽水。( 2) 采用稠厚器和 離心機從晶漿中提取一水 堿。這是液相水合中很關(guān)鍵的一步。一水堿中游離 水的高低 直接影響到干燥設(shè)備的穩(wěn)定運行、生產(chǎn)能 力和汽耗，由于氯化鈉大部分溶于游離水中，從而影 響到產(chǎn)品的鹽分，水分過大也容易造成設(shè)備結(jié)疤，疤 片脫落，影響振動篩和破碎機的工

30、作，從而影響產(chǎn)品 粒度。量的 大 小 ( 軟水補充量的大小 ) 。 輕 灰 鹽 分0 5% ，母液鹽分 15 9 g / L，一水堿水分 18% 時，生產(chǎn)的重灰鹽分 0 2% ; 輕灰鹽分 0 7% ，母液鹽 分 23 85 g / L，一水堿水分 18% 時，生產(chǎn)的重灰 鹽分 0 3% 。母液鹽分的高低主要通過母液排放 量的大小和軟水補充量的大小( 置換) 來控制，其次 通過輕灰鹽分的高低( 濾過操作) 來控制。( 8) 結(jié)晶器一般開 2 備 1，定期倒換，以維持生 產(chǎn)的連續(xù)性。結(jié)晶器運行一段時間后，其攪拌或干 濕交界面等處會形成堿疤，堿疤脫落會憋停設(shè)備或 堵塞管線，造成事故停車，解決辦法就

31、是未到堿疤脫 落前結(jié)晶器應(yīng)定期倒換清洗( 類似碳化過程制堿塔 與清洗塔的倒換) 。倒換時，待停結(jié)晶器停止投料， 用泵將液體拉入待開結(jié)晶器后重新投料即可。停投 料的結(jié)晶器用脫鹽水將攪拌及器壁沖洗干凈備用。( 9) 嚴格控制穩(wěn)定且較低的一水堿游離水含量 一水堿游離水含量大小主要取決于離心機性能，其 次取決于一水堿結(jié)晶質(zhì)量和進入離心機前晶漿的增 稠。一般情況下一水堿游離水含量越高，結(jié)晶越差。( 10) 煅燒前一水堿要與充足的爐頭返堿預(yù)混， 消除游離水，減少堿疤生成。( 11) 控制適宜的煅燒溫度過高或過低，既影響 質(zhì)量也影響汽耗。6當(dāng)前國內(nèi)外同類技術(shù)情況及與之對比情況( 1) 液相水合技術(shù)。普通固相

32、水合法生產(chǎn)重質(zhì)純堿在水合過程中，水滴先附著于顆粒表面，溶解一部分表面物質(zhì)，同時滲入顆粒內(nèi)部，然后完成一水堿 的水合反應(yīng)，形成 Na2 CO3 H2 O 晶體。因此顆粒表 面的 NaCl 難免有一部分被水溶解后帶入顆粒內(nèi)部， 在水 合過程中即被包裹 Na2 CO3 H2 O 晶 體 內(nèi) 部。 使得最后生產(chǎn)的重質(zhì)純堿中氯化鈉的含量在 0 5% 0 7% ，高于低鹽的標(biāo)準，同時生成的晶體表面又 很多晶簇，不利于玻璃窯爐內(nèi)物料的融化及自由流 動。液相水合法制備低鹽重質(zhì)純堿，在結(jié)晶恒溫控 制技術(shù)、晶漿 稠 厚技術(shù)以及干燥技術(shù)上都有創(chuàng)新。 將固體碳酸鈉加到碳酸鈉的飽和溶液中，持續(xù)析出 Na2 CO3 H2

33、 O 晶體，同時保證生產(chǎn)連續(xù)續(xù)、穩(wěn)定性; 在結(jié)晶器溫度控制上，控制上、下兩層夾套冷卻水量 的調(diào)節(jié)適量控制結(jié)晶反應(yīng)溫度，同時利用結(jié)晶器的 內(nèi)部盤管，進一步移出反應(yīng)熱; 為了提高晶漿的稠厚 度，采用變徑容器 ( 稠 厚 器) ，符 合 澄 清、沉 降 原 理。 新的冷卻方法的使用可使溫度控制在一定范圍內(nèi)， 在一定程度上解決了 NaCl 被水溶解后帶入顆粒內(nèi)第 43 卷 第 10 期2014 年 10 月鹽業(yè)與化工54部的問題; 稠厚技術(shù)的使用可極大地提高一水堿與Na2 CO3 飽和溶液的固液比; 通過 160 高溫煅燒得 到的重質(zhì)純堿鹽份含量低于 0 3% ，符 合 低 鹽 的 標(biāo) 準，且 所 得

34、 產(chǎn) 品 表 面 光 滑、密 實，比 重 大 于1 0 g / mL，典型指標(biāo)達到 1 1 g / mL。液相水合技術(shù) 在高原地區(qū)設(shè)計開發(fā)時，根據(jù)高原地區(qū)環(huán)境( 重點: 溫度、大氣壓) 的特點，對工藝指標(biāo)進行了 調(diào) 整，與 平原地區(qū)液相水合相比，既調(diào)整了結(jié)晶成長時間，又 克服了高原氣候?qū)Y(jié)晶的影響，通過調(diào)節(jié)控制水合 溫度和出料溫度，均取得了最佳效果。( 2) 新型高原型水合結(jié)晶器: 結(jié)晶器是生產(chǎn)重 質(zhì)純堿的主要設(shè)備，采用新型高原型的水合結(jié)晶器， 該結(jié)晶器分兩層，隔板下料口聯(lián)接上下層，上層是水 合結(jié)晶器的混合結(jié)晶成長段，結(jié)晶器攪拌進行優(yōu)化， 結(jié)晶器外壁設(shè)有冷卻夾套，加堿的位置在加母液口 側(cè)，加堿處采用多口噴淋以減少飛揚堿?？紤]到高 原環(huán)境因素，水的沸點僅為 86 ，為了更好地達到 母液的過飽和度和析出較大結(jié)晶，在制造新型結(jié)晶 器時特意對關(guān)鍵設(shè)備尺寸進行優(yōu)化處理，利用該水 合結(jié)晶器可直接制備出低鹽重質(zhì)純堿產(chǎn)品，通過檢 測產(chǎn)品符合工業(yè)碳酸鈉類優(yōu)等品。( 3) 節(jié)能技術(shù): 該項目具有很強的節(jié)能效果。如 通過離心機過濾的母液回到結(jié)晶器循環(huán)使用，實現(xiàn)工 藝液體封閉循環(huán)，降低堿耗; 離心機采用高效節(jié)能的 進口離心機進行一水堿晶漿的固液分離，降低濾餅( 濕一水堿) 的水份，節(jié)約煅燒爐汽耗; 在引進 CX1100 臥式螺旋刮刀