氨堿廢清液的鹽堿循環(huán)綜合利用

潘丁文

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇連云港 222042)

氨堿廢清液的鹽堿循環(huán)綜合利用

潘丁文

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇連云港 222042)

介紹鹽場采用氨堿廠蒸餾廢清液替代海水灘曬制鹽并聯(lián)產(chǎn)濃鈣液的工藝路線，通過物料衡算，理論計算且驗證了工業(yè)化所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益。該項目的實施實現(xiàn)了資源循環(huán)綜合利用，有利于環(huán)境保護(hù)。

氨堿法；廢清液；灘曬；濃鈣液；鹽堿聯(lián)合；循環(huán)利用

氨堿法是目前國內(nèi)外純堿生產(chǎn)的主要方法之一，此方法最大的缺點是原鹽利用率低，總利用率不到30%，其中鈉的利用率為75%左右，而氯則完全未被利用。生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量含有CaCl2、NaCl的蒸餾廢液，每生產(chǎn)1 t商品純堿的同時要排放10 m3左右的蒸餾廢液，需要修筑巨大的渣場用于處理這些廢液。但氨堿法純堿工藝具有投資省、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)原料易得、技術(shù)成熟等優(yōu)點，我國氨堿法純堿產(chǎn)量占總產(chǎn)量的近50%。連云港堿業(yè)有限公司120萬t/a純堿裝置采用氨堿法工藝路線，先后配套修建了占地三百多公頃渣場，每年要排放一千多萬立方米的蒸餾廢液，其中含有氯化鈣約100萬t、氯化鈉50萬t，一部分通過壓濾機(jī)固液分離處理，大部分通過管道輸送到渣場存放。如果對廢清液加以回收利用，不僅避免廢液直接排海污染，而且實現(xiàn)資源閉路循環(huán)綜合利用，又能創(chuàng)造很好的經(jīng)濟(jì)效益，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和社會效益雙豐收。

1 鹽堿聯(lián)合回收利用蒸餾廢清液工藝路線

國內(nèi)外氨堿廠的蒸餾廢液普遍采取圍堤筑壩、建設(shè)渣場，將蒸餾廢液送到渣場內(nèi)，讓其自然澄清，清液pH達(dá)標(biāo)后溢流排海，固體懸浮物沉積留在渣場。多年來連云港堿業(yè)有限公司與當(dāng)?shù)佧}場雙方協(xié)商，利用各自優(yōu)勢，實現(xiàn)鹽堿循環(huán)綜合利用，達(dá)到雙贏目標(biāo)。鹽堿聯(lián)合循環(huán)利用蒸餾廢清液的工藝路線是：將堿廠壓濾和渣場澄清后的廢清液免費送到附近鹽場的鹽田，替代或攙兌海水進(jìn)行曬鹽，析出鹽結(jié)晶，還能得到含20%左右CaCl2、4%左右NaCl的濃鈣液，可作為產(chǎn)品或生產(chǎn)固體氯化鈣的原料供應(yīng)鈣廠使用。

圖1 蒸餾廢清液曬鹽工藝流程

2 鹽堿聯(lián)合循環(huán)生產(chǎn)的理論依據(jù)

實施氨堿廢液循環(huán)利用對大多數(shù)堿廠來說只需要少量投資進(jìn)行改造就可以獲得質(zhì)優(yōu)價廉的濃鈣液供自己的鈣廠作原料使用，不再從渣場將清液直接排海，而且蒸餾廢液僅僅依靠渣場的停留時間往往不能使pH實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。而對鹽場來說，由于使用廢清液作原料曬鹽，在有較大CaCl2濃度的情況下，NaCl結(jié)晶速度會下降，需要擴(kuò)大結(jié)晶池面積。盡管如此，由于廢清液NaCl濃度比海水要高，因此單位鹽田產(chǎn)鹽量還會有所提高，同時也能得到大量的濃鈣液，一部分可以作為產(chǎn)品出售，另一部分作為生產(chǎn)固體片鈣的原料。現(xiàn)將工藝過程進(jìn)行物料衡算，對其聯(lián)合生產(chǎn)的依據(jù)作必要的驗證。

2.1 物料組成(每次取樣分析略有差異)

氨堿廠經(jīng)過多次澄清的廢清液與鹽田結(jié)晶析鹽后濃鈣液組成如表1。

表1 廢清液與濃鈣液組成

2.2 物料衡算

設(shè)定條件：在鹽田析鹽過程中沒有CaCl2帶出，所有CaCl2全部進(jìn)入濃鈣液；不考慮鹽田滲透的損失，以1 L廢清液為衡算基準(zhǔn)，經(jīng)計算，設(shè)鹽田析鹽量為x，濃鈣液中水及其他為y(如圖2)。

圖2 鹽田析鹽物料衡算

根據(jù)質(zhì)量守恒，求得x=26.4 g，y=356.6 g。物料平衡如表2。

表2 鹽析過程物料平衡數(shù)據(jù)(單位：g)

2.3 海水曬鹽與廢清液曬鹽的鹽田產(chǎn)量對比

在近海海域海水中NaCl含量一般在2.7%～3%，而蒸餾廢清液中NaCl含量能達(dá)到4.4%～4.5%左右，幾乎超出海水中鹽含量的50%，理論上單位鹽田的鹽產(chǎn)量也將提高50%，但由于有CaCl2的存在，蒸發(fā)結(jié)晶速度會有所變慢，實際單位鹽田產(chǎn)量能提高15%以上。

2.4 鹽場增加效益情況

以金橋鹽化公司勝利工區(qū)下屬40公頃鹽田為例進(jìn)行測算，采用堿廠廢清液替代海水曬鹽，所有條件不變的情況下，鹽田鹽產(chǎn)量由3.5 kt/a提高到4.2 kt/a(平均值)，按凈效益150～180元/t計算，每年凈效益約8萬元。同時在生產(chǎn)1噸NaCl的同時可以副產(chǎn)濃度為20%的CaCl2濃鈣液約16 m3(若鈣液濃度提高到25%氯化鈣產(chǎn)量會降低，20%的鈣液產(chǎn)量、效益最佳)，由于與堿廠有協(xié)作關(guān)系，供應(yīng)堿廠的鈣液價格28元/m3，其他外賣價格在70元/m3左右，這部分效益達(dá)到200萬元，扣除成本支出部分，因此一座40公頃的鹽田年凈效益達(dá)到150萬元，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。

3 采用濃鈣液生產(chǎn)固體氯化鈣的優(yōu)勢

表3 不同原料消耗情況對比

*以兩效蒸發(fā)、升降膜制鈣工藝為依據(jù)，蒸汽采用1.4 MPa飽和蒸氣。

4 結(jié) 論

盡管氨堿法純堿在生產(chǎn)過程中要排放大量廢液，但只要鹽堿兩家通過合作聯(lián)合處理廢清液將是一項對國家和企業(yè)都有利的系統(tǒng)工程，是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的最好體現(xiàn)。采用蒸餾廢清液替代海水灘曬制鹽，一方面對制鹽企業(yè)來說，提高單位鹽田制鹽產(chǎn)量，同時副產(chǎn)20% CaCl2的濃鈣液；另一方面對制堿企業(yè)來說，大量減少乃至避免向大海排放廢清液，有利于環(huán)境保護(hù)，達(dá)到變廢為寶、資源綜合利用的目的。廢清液除直接作為產(chǎn)品銷售之外，大部分供應(yīng)周邊制鈣公司，不僅大大降低生產(chǎn)能耗，而且顯著提高產(chǎn)品質(zhì)量，減少項目建設(shè)投資，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

X781.2

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1005-8370(2017)03-10-03

2017-04-12

潘丁文(1965—)，大學(xué)，高級工程師，現(xiàn)從事技術(shù)管理工作。