聯(lián)堿水平衡

包友興，屈憲章

(中鹽昆山有限公司，江蘇昆山 215300)

?

聯(lián)堿水平衡

包友興，屈憲章

(中鹽昆山有限公司，江蘇昆山 215300)

通過對聯(lián)堿生產(chǎn)母液平衡、水平衡分析，提出實現(xiàn)聯(lián)堿生產(chǎn)水平衡的方法。

聯(lián)堿生產(chǎn)工藝；水平衡；重堿帶式過濾機；方法

中鹽昆山有限公司遷建 60萬t純堿項目已經(jīng)投入正常生產(chǎn)。聯(lián)堿工藝選用4項專利，引進3類設(shè)備。主要是：采用濃氣外冷大型碳化塔；81 m2重堿水平帶式真空過濾機；840 m3冷、鹽析氯化銨結(jié)晶器，φ2400冷析結(jié)晶外冷器帶有熱AⅠ清洗循環(huán)軸流泵，內(nèi)加熱干銨爐；φ3000內(nèi)返堿輕灰煅燒爐和φ2800重灰煅燒爐，重灰和輕灰粉體流涼堿工藝；純堿、氯化銨產(chǎn)品包裝采用半自動流水線作業(yè)；DCS集中控制操作。中鹽昆山公司是聯(lián)堿行業(yè)采用新技術(shù)最多的企業(yè)之一。

現(xiàn)就聯(lián)堿生產(chǎn)水系統(tǒng)平衡有關(guān)問題，談?wù)J識如下。

1 聯(lián)堿生產(chǎn)母液平衡

聯(lián)堿生產(chǎn)系統(tǒng)母液指：氨母液Ⅱ、氨母液Ⅰ、母液Ⅱ、母液Ⅰ、碳化塔出堿液、半母液Ⅱ、鹽析氯化銨結(jié)晶取出液、冷析氯化銨結(jié)晶取出液等。

原采用轉(zhuǎn)鼓式重堿過濾機時，聯(lián)堿生產(chǎn)母液平衡要求過濾洗水(脫鹽水或軟水)當(dāng)量為680 kg/t堿。即重堿過濾時，洗水(脫鹽水或軟水)加入量控制在≤680 kg/t堿時，母液系統(tǒng)可以做到基本平衡。這是轉(zhuǎn)鼓式重堿過濾機工藝水平。

《純堿工學(xué)》第十三章 純堿生產(chǎn)過程的物料平衡和能量平衡匯總/第三節(jié) 聯(lián)堿法物料平衡圖 /圖13-6 聯(lián)堿水平衡，也是以轉(zhuǎn)鼓式重堿過濾機工藝計算聯(lián)堿母液平衡。

聯(lián)堿生產(chǎn)碳化塔出堿液由于采用重堿水平帶式真空過濾機工藝后，聯(lián)堿生產(chǎn)做到了母液平衡，也得到純堿行業(yè)的認(rèn)可。

2 聯(lián)堿生產(chǎn)水平衡

聯(lián)堿生產(chǎn)過程中，除上述母液之外，還有其他稀液，如熱堿液、廢淡液、爐氣冷凝液、碳化尾氣洗滌水、爐氣洗滌液、干燥氯化銨尾氣洗滌水、氯化銨離心機涮車水、設(shè)備清洗雜水等。

當(dāng)前，全國聯(lián)堿生產(chǎn)已實現(xiàn)聯(lián)堿生產(chǎn)母液平衡，但聯(lián)堿生產(chǎn)沒有做到水平衡，表現(xiàn)為：

1)《純堿工業(yè)水污物排放標(biāo)準(zhǔn)》(2008年7月編制，送審件)執(zhí)行國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中，第二類污染物最高允許排濃度中“石油化工行業(yè)執(zhí)行的二級標(biāo)準(zhǔn)對氨氮的限值50 mg/L”。即聯(lián)堿法純堿生產(chǎn)企業(yè)排放量12 m3/t堿，NH3—N：50 mg/L。

2) 全國大多數(shù)聯(lián)堿廠沒有做到水平衡，以各種方式處理聯(lián)堿生產(chǎn)的各種稀液。

我們國家經(jīng)濟進入新常態(tài)，各級政府對環(huán)保要求越來越高。特別是我們企業(yè)地處經(jīng)濟發(fā)達(dá)地區(qū),環(huán)保要求更高。我們廠建在昆山市張浦鎮(zhèn)吳淞江旁，下游即是上海蘇州河，地處兩個省市的交界處，進入上海市的水質(zhì)要求高，環(huán)保問題更為突出。

目前，我們聯(lián)堿生產(chǎn)中的廢水，所含氨氮雖符合國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，但地方環(huán)保部門也不允許我們企業(yè)排放。

因此，我們要在聯(lián)堿生產(chǎn)系統(tǒng)母液平衡的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)聯(lián)堿生產(chǎn)水平衡。

聯(lián)堿生產(chǎn)水平衡要求：各種水加入聯(lián)堿生產(chǎn)系統(tǒng)的總量為≤460 kg水/t堿。即各種水加入聯(lián)堿生產(chǎn)系統(tǒng)總和控制在≤460 kg水/t堿時，聯(lián)堿生產(chǎn)可以做到基本水平衡。對我們企業(yè)聯(lián)堿生產(chǎn)的實際情況，“460 kg水/t堿”包括：加入脫鹽水或軟水、原料鹽含水、合成氨變換含氨廢水、淡液蒸餾0.4 MPa蒸汽凝水等。其中“合成氨變換含氨廢水”指以煙煤為原料、以氣流床氣化技術(shù)生產(chǎn)合成氨工藝中，一氧化碳變換過程冷凝的少量含氨約2%廢水，送至聯(lián)堿重堿過濾工序用作帶濾機洗水。

3 聯(lián)堿生產(chǎn)水平衡的建議辦法

3.1 采用重堿水平帶式真空過濾機工藝

我們客觀地看到重堿帶濾機的使用，可減少重堿過濾過程中脫鹽水加入量，為聯(lián)堿生產(chǎn)水平衡提供充分條件。法國APR帶濾機供應(yīng)商要求帶濾機耐磨帶、皮帶、濾布沖洗水為脫鹽水(約為267 kg/t堿)，除此之外，其他洗水可以使用復(fù)用水。

帶濾機耐磨帶、皮帶、濾布沖洗水只是要求不含結(jié)晶細(xì)粒，只要除掉結(jié)晶細(xì)粒的不含氯根的廢淡液(復(fù)用水)也可以替代帶濾機耐磨帶、皮帶、濾布沖洗水。

帶濾機洗滌重堿的脫鹽水(或軟水)加入量與轉(zhuǎn)鼓式過濾機相比，可以減少400 kg/t堿。

3.2 循環(huán)水

工作壓力0.45 MPa，夏天水溫≤33 ℃；

回水壓力0.2～0.25 MPa，夏天水溫≤42 ℃。

因循環(huán)水壓力大于生產(chǎn)裝置冷卻設(shè)備中被冷卻介質(zhì)的操作壓力,所以要防止設(shè)備內(nèi)滲漏,可能產(chǎn)生循環(huán)水摻入生產(chǎn)系統(tǒng),造成母液膨脹現(xiàn)象。

3.3 蒸汽冷凝水

蒸汽冷凝水大部分在煅燒工序產(chǎn)生。輕灰、重灰煅燒過程中產(chǎn)生蒸汽凝水先閃蒸回收蒸汽，再將冷凝液回送到鍋爐系統(tǒng)。同時要做好干燥氯化銨工序加熱蒸汽及各種伴熱裝置產(chǎn)生蒸汽冷凝水回收到鍋爐系統(tǒng)。

淡液蒸餾時所用0.4 MPa低壓蒸汽凝水是要進入生產(chǎn)系統(tǒng)。在條件成熟時，取消淡液蒸餾，讓淡液直接返回到母液系統(tǒng)，這是最優(yōu)化回收辦法，既節(jié)能又有利于水平衡。

3.4 碳化尾氣洗滌水

碳化尾氣洗滌回收氨，通常設(shè)計采用脫鹽水或軟水吸收氨。建議改用冷卻后廢淡液(復(fù)用水)替代脫鹽水，可以減少進入聯(lián)堿生產(chǎn)系統(tǒng)的脫鹽水量。

3.5 與其它水系統(tǒng)隔離

生產(chǎn)凈水、生活水、消防水不能與生產(chǎn)系統(tǒng)串通，不能讓其(或無意的)摻入生產(chǎn)系統(tǒng)。

3.6 管理各種雜水

氯化銨離心機涮車水、設(shè)備清洗水等各種雜水，要收集到地下雜水池，擇機補充到母液系統(tǒng)中。

表1 聯(lián)堿水平衡計算表

說明:1.生產(chǎn)能力：60萬t/a，75t/h; 2.由于“合成氨變換含氨冷凝廢水”的加入，替代部分脫鹽水，在過濾機洗水當(dāng)量不變時，應(yīng)減少脫鹽水補充量； 3.聯(lián)堿系統(tǒng)水平衡計算時，以生產(chǎn)輕灰60萬t/a，暫不考慮生產(chǎn)重灰時水平衡。

4 結(jié) 語

聯(lián)堿重堿過濾在采用帶式水平真空過濾機前，我們要達(dá)到聯(lián)堿生產(chǎn)水平衡是一種奢望?，F(xiàn)在，聯(lián)堿生產(chǎn)碳化塔出堿液采用帶式水平真空過濾機過濾重堿工藝，分三次過濾洗滌重堿濾餅，分別使用三道不同水質(zhì)的洗水，可以減少使用脫鹽水(軟水)作過濾洗水，這就為聯(lián)堿生產(chǎn)水平衡提供充分條件。根據(jù)中鹽昆山有限公司聯(lián)堿生產(chǎn)近期運行情況，可以做到水平衡。使得聯(lián)堿生產(chǎn)水平衡不只是一種設(shè)想，而完全可以變?yōu)楝F(xiàn)實。

在大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新的時代形勢下，我們要進一步提高聯(lián)堿工藝水平，為聯(lián)堿行業(yè)的節(jié)能減排做出努力！

[1] 中昊(大連)化工研究設(shè)計院有限公司.純堿工學(xué)(第三版)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014

[2] 包友興，夏文菊，楊軍.重堿水平帶式真空過濾機工藝計算[J].純堿工業(yè)，2013(4)

TQ114.162

C

1005-8370(2016)06-08-03

2016-10-21