提升純堿產(chǎn)品質(zhì)量的策略研究

吳巴特爾 郭登攀

摘 要：目前，純堿產(chǎn)品市場(chǎng)已經(jīng)達(dá)到了嚴(yán)重飽和的狀態(tài)，為了更好地增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，就要想方設(shè)法提升純堿產(chǎn)品的質(zhì)量。產(chǎn)品質(zhì)量是企業(yè)生存和發(fā)展的生命線。本文首先概述純堿質(zhì)量的相關(guān)資料，然后結(jié)合純堿加工生產(chǎn)過(guò)程中的具體情況，提出提升純堿產(chǎn)品質(zhì)量的相關(guān)策略。

關(guān)鍵詞：純堿;產(chǎn)品質(zhì)量;策略

中圖分類號(hào)：TQ114.16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2018）28-0050-03

Abstract： Nowadays， the soda ash product market has reached a state of serious conservation. In order to better enhance the competitiveness of enterprises， we must find ways to improve the quality of soda ash products. Product quality is the lifeline of enterprise survival and development. This paper firstly summarized the relevant data of soda ash quality. Next， combined with the specific conditions in the process of soda ash processing， the paper proposed strategies to improve the quality of soda ash products.

Keywords： soda ash;product quality;strategy

眾所周知，純堿產(chǎn)品是工業(yè)生產(chǎn)加工中的一種基礎(chǔ)性原料，國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求量較大。但近年來(lái)，該產(chǎn)品的需求量迅速降低，產(chǎn)品價(jià)格出現(xiàn)了較大波動(dòng)，大部分純堿企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益不高。如今純堿市場(chǎng)飽和、產(chǎn)能過(guò)剩，因此，需要提升純堿產(chǎn)品的質(zhì)量。

1 純堿質(zhì)量概述

碳酸鈉的化學(xué)式是Na2CO3，分子量105.99。化學(xué)品的純度多在99.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）以上，因而又叫純堿，在對(duì)外貿(mào)易中也叫堿灰或蘇打，是非常關(guān)鍵的有機(jī)化工原料之一，主要用于玻璃制品、平板玻璃與陶瓷釉的生產(chǎn)，也被廣泛用于酸類產(chǎn)品、生活洗滌與食品加工中[1]。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將純堿劃分為三個(gè)等級(jí)，分別是合格、一級(jí)、優(yōu)級(jí)。優(yōu)級(jí)品要滿足以下標(biāo)準(zhǔn)：純堿中碳酸鈉的含量≥92%（干基）、鐵元素的含量≤0.003 5%、純堿鹽分≤0.7%、純堿水不溶物≤0.03%、硫酸鹽≤0.03%，重質(zhì)純堿的粒度>70%、堆積密度≥0.9g/mL（重質(zhì)純堿）。同時(shí)，要求純堿產(chǎn)品的外觀滿足下列條件：輕質(zhì)純堿和重質(zhì)純堿分別是白色粉末與白色細(xì)小顆粒。如今，純堿廠商之間的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越白熱化，客戶對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求日益提升，對(duì)部分指標(biāo)的要求在很大程度上超過(guò)了優(yōu)級(jí)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。如部分客戶對(duì)純堿的粒度分布要求較為嚴(yán)格，要求粒度篩上物為0.60mm，占比≤13%;篩間物0.60～0.125mm，占比≥85%;篩下物0.075mm，占比≤2%，大多數(shù)客戶規(guī)定1.18mm篩上物所占比例應(yīng)≤2%[2]。由此，純堿廠商和相關(guān)人員應(yīng)在生產(chǎn)純堿的過(guò)程中，嚴(yán)格實(shí)施針對(duì)性較強(qiáng)的控制措施，以有效滿足消費(fèi)者需求。

2 強(qiáng)化科學(xué)管理模式在產(chǎn)品質(zhì)量管理中的運(yùn)用

人、材料、機(jī)器、操作方法、環(huán)境與測(cè)量在內(nèi)的六種質(zhì)量要素會(huì)在較大程度上影響產(chǎn)品質(zhì)量的特征值。戴明是知名的質(zhì)量管理專家，他認(rèn)為：“假如我們不去測(cè)量，就無(wú)法知道更多。”這在較大程度上說(shuō)明了測(cè)量在產(chǎn)品質(zhì)量管理中的重要性。吳貞貞[3]論述了某純堿制造企業(yè)運(yùn)用六西格瑪管理模式法進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)的過(guò)程及成效。該企業(yè)組建項(xiàng)目小組，小組成員由少量專職黑帶和一些兼職黑帶組成，同時(shí)聘請(qǐng)相關(guān)專業(yè)人員予以協(xié)助。該項(xiàng)目組利用六西格瑪管理法中的DMAIC改進(jìn)模式，首先改進(jìn)比較重要的工作崗位，在積累了一定經(jīng)驗(yàn)后逐步擴(kuò)大六西格瑪管理法實(shí)施的范圍。該企業(yè)認(rèn)識(shí)到，正確測(cè)量是改進(jìn)質(zhì)量的首要步驟。為了分析純堿產(chǎn)量下降的原因，該企業(yè)準(zhǔn)確測(cè)量了相關(guān)要素，確定項(xiàng)目的具體范圍，找出了對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)量產(chǎn)生重大影響的關(guān)鍵質(zhì)量特性（CTQ）與急需提升的要點(diǎn)。

文章詳細(xì)分析了碳化崗位的全部工序流程，通過(guò)技術(shù)人員與項(xiàng)目小組準(zhǔn)確測(cè)量碳化崗位的重要指標(biāo)，如沉降秒、轉(zhuǎn)化率、沉淀量、碳化尾氣、出堿液含鐵等，并進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)分析，得出以下結(jié)論：近期的出堿轉(zhuǎn)化率始終比預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)低2%左右。確定改進(jìn)對(duì)象后，通過(guò)魚刺圖與頭腦風(fēng)暴等多種方法，找出了可能導(dǎo)致出堿轉(zhuǎn)化率不高的因素：負(fù)荷過(guò)大、出堿速度過(guò)快;中和水與氨鹽水的溫度比較高;氨鹽比與氨鹽水中的鹽分都比較低;出堿溫度高;中下段氣的濃度較低。小組成員根據(jù)確定的轉(zhuǎn)化率低的因素，結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況，提出了針對(duì)性的解決措施。首先是增加氨鹽比，提升氨鹽水的鹽分;其次，加大中下段氣的實(shí)際濃度;再次，降低出堿溫度。實(shí)施上述改進(jìn)措施后，相關(guān)指標(biāo)均符合預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)，在較大程度上增加了產(chǎn)品數(shù)量，月產(chǎn)量超過(guò)了6萬(wàn)t。

為了保證六西格瑪改進(jìn)所帶來(lái)的成果能夠保持，該企業(yè)應(yīng)該針對(duì)生產(chǎn)中重要指標(biāo)建立控制圖，如爐氣和窯氣的濃度，使操作人員與檢驗(yàn)人員能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，實(shí)時(shí)診斷、反饋與調(diào)整。此外，還應(yīng)打造優(yōu)良的培訓(xùn)體系，落實(shí)崗位責(zé)任制，獎(jiǎng)優(yōu)罰劣，切實(shí)提高員工的主動(dòng)性，切實(shí)依據(jù)文件進(jìn)行生產(chǎn);對(duì)設(shè)備做到定人定機(jī)，抓好設(shè)備保養(yǎng)與維護(hù)，構(gòu)建設(shè)備檔案，編制設(shè)備日常點(diǎn)檢表。

3 嚴(yán)格控制碳化操作

在純堿加工過(guò)程中，清洗塔的相關(guān)操作會(huì)在很大程度上影響產(chǎn)品質(zhì)量[4]。如果清洗不徹底，就會(huì)對(duì)下輪制堿操作產(chǎn)生較大影響。隨著制堿時(shí)間逐步增多，碳化塔中的結(jié)疤日益增厚，氣液通道日益縮小，塔內(nèi)液面的實(shí)際波動(dòng)逐步加劇，導(dǎo)致塔壁上的大量硫膜紛紛脫落，掉入半成品堿液。假如清洗過(guò)度，則會(huì)導(dǎo)致塔內(nèi)壁暴露在介質(zhì)中的時(shí)間過(guò)早，在較大程度上增加塔內(nèi)壁的腐蝕程度。若較多鐵離子進(jìn)入半成品溶液中，產(chǎn)品會(huì)生成紅堿，影響純堿質(zhì)量。因此，應(yīng)做好清洗塔的相關(guān)清洗工作，對(duì)清洗塔的液位與進(jìn)氣量進(jìn)行嚴(yán)格控制。在換塔的整個(gè)過(guò)程中，壓力、液位與溫度都會(huì)出現(xiàn)較大波動(dòng)，生成“色堿”。這就要求操作員合理設(shè)定清洗塔的具體清洗時(shí)間，以確保換塔操作的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)日常操作的規(guī)范化。例如，淮安堿廠將6座碳化塔分為一組，清洗時(shí)間16h。在清洗過(guò)程中，清洗塔中的塔壓被控制在0.28MPa左右[5]，中和水的二氧化碳濃度達(dá)到50%～70%。與此同時(shí)，該廠在正式停產(chǎn)前會(huì)合理科學(xué)地部署清洗工作，保障各個(gè)塔均保留相應(yīng)的堿疤，以削減開(kāi)車初期半成品堿液中鐵元素的含量。該廠采取了母液壓塔的相關(guān)工藝，其主要優(yōu)勢(shì)為：液體腐蝕性不大，趨近于飽和溶液，溶解損失不大。與以往的中和水壓塔工藝相比，碳化塔在開(kāi)車時(shí)不會(huì)出現(xiàn)堵塔問(wèn)題，鐵元素的含量相對(duì)來(lái)說(shuō)也不高。

4 推行技術(shù)改造，提升產(chǎn)品質(zhì)量

首先，管道、儲(chǔ)罐與塔體采用防腐蝕的新型材料。例如，某純堿加工廠家1#到5#碳化塔的頂圈設(shè)置成空圈，采取了鑄鐵的材質(zhì)。假如發(fā)生冒塔問(wèn)題，液位會(huì)出現(xiàn)劇烈的上下波動(dòng)，易出現(xiàn)“色堿”問(wèn)題。新增設(shè)的6#碳化塔頂部的三圈采用了新型的玻璃鋼材料，塔頂氣液分離段被改造成空圈，這可以高效預(yù)防塔頂結(jié)疤的問(wèn)題，還能解除塔頂氣流帶來(lái)的阻礙，切實(shí)解決冒塔問(wèn)題，還能有效降低塔中的腐蝕程度，減少純堿產(chǎn)品中鐵元素的含量，切實(shí)提升純堿產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量。如今，該塔已被授予了新型實(shí)用專利，專利號(hào)是201220640217.5，成為該企業(yè)的一項(xiàng)核心技術(shù)。玻璃鋼材質(zhì)也被運(yùn)用于剛剛安裝完成的B#成品氨鹽水桶中。碳化取出液、中和水、氨鹽水、淡（半）氨鹽水的管線和碳化尾氣、蒸餾塔出氣的管線等，都采取鋼襯尼龍或增強(qiáng)尼龍的材質(zhì)，以取代以往的碳鋼管或鑄鐵管。這種管道具有較高的強(qiáng)度，耐腐蝕性與耐磨性優(yōu)良，且使用壽命較長(zhǎng)，在較大程度上解決了由于管道腐蝕而造成的“色堿”問(wèn)題[6]。

其次，重灰進(jìn)料倉(cāng)前加入直線振動(dòng)篩。該企業(yè)原來(lái)的倉(cāng)儲(chǔ)并沒(méi)有安裝相應(yīng)的篩分設(shè)備，在煅燒檢修或生產(chǎn)波動(dòng)的過(guò)程中，大堿塊或雜物會(huì)不可避免地進(jìn)入純堿加工系統(tǒng)中，從而對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量造成一定影響。尤其是在檢查和維修直接接觸純堿產(chǎn)品的相關(guān)設(shè)備時(shí)，隨著運(yùn)行時(shí)間不斷推移，焊縫可能會(huì)出現(xiàn)焊渣、焊絲脫落的問(wèn)題。由于該企業(yè)加工出來(lái)的重質(zhì)純堿主要用在高端制造業(yè)（如汽車玻璃等）中，焊渣的主要成分是鎳，若含有較多鎳元素的異物混入純堿產(chǎn)品中，汽車玻璃就會(huì)發(fā)生自爆。因?yàn)楹冈狈Υ判?，因此，不能用除鐵器吸附這些焊渣。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的研究后，該企業(yè)將直線振動(dòng)篩安裝到重灰進(jìn)料倉(cāng)前。采取雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，在物料重力與激振力的雙重作用下，處于篩面上的物料被拋起來(lái)，向前作跳躍式的直線運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料進(jìn)行分級(jí)和篩選的目標(biāo)，確保了包裝前所有產(chǎn)品的過(guò)篩作業(yè)，有效解決了產(chǎn)品異物的問(wèn)題，顯著提升了純堿產(chǎn)品的品質(zhì)。

5 降低精鹽水濁度

純堿水不溶物是純堿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其主要影響因素是精鹽水濁度。在生產(chǎn)加工過(guò)程中，精鹽水濁度通常應(yīng)控制在20ppm。當(dāng)濁度超過(guò)40ppm時(shí)，輕質(zhì)純堿水中就會(huì)具有較高比例的不溶物，生成不均勻、粗大的重質(zhì)純堿顆粒。某純堿加工廠家有兩種化鹽用水，分別是二次利用水與復(fù)用水，前者的用量較大，而且鈣鎂離子的含量較高。當(dāng)二次利用水被直接用來(lái)化鹽時(shí)，不但會(huì)加大粗鹽水內(nèi)鈣鎂離子的實(shí)際含量，給精制工序帶來(lái)較大工作負(fù)荷，而且會(huì)導(dǎo)致澄清桶能力不足，影響精鹽水濁度。該純堿加工廠家多次發(fā)生下列問(wèn)題：由于精鹽水濁度非常高，導(dǎo)致無(wú)法生成均勻的重灰顆粒。且大顆粒非常多，破碎系統(tǒng)缺乏足夠能力，只能向外排放顆粒，增加了物料損失。

針對(duì)上述問(wèn)題，可以采取以下改造措施。對(duì)二次利用水進(jìn)行必要的預(yù)苛化處理，采取原泥中間槽作為預(yù)苛化處理槽，向處理槽中加入二次利用水，將苛化液通入槽中，提前讓苛化液和二次水中的鈣鎂離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。在此過(guò)程中，預(yù)苛化的二次水中含有部分過(guò)剩的堿、重灰，其可以在化鹽桶中與原鹽中的部分鎂、鈣離子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而削減粗鹽水中的鈣鎂離子比例，降低了鹽水精制的實(shí)際負(fù)荷，提升精鹽水的品質(zhì)和質(zhì)量。2018年前6個(gè)月，其精鹽水濁度的平均值均低于25ppm，重灰粒度具有良好的穩(wěn)定性。

6 提升洗水質(zhì)量

導(dǎo)致洗水質(zhì)量差的原因是多方面的。首先，洗水溫度接近出堿溫度時(shí)，產(chǎn)品母液才能被有效置換出來(lái)。其次，洗水量多少，對(duì)重堿鹽分具有決定性作用，若洗水量過(guò)多，雖然大鹽分比較低，然而母液卻會(huì)逐步膨脹;若洗水量過(guò)少，重堿中的鹽分含量會(huì)超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

針對(duì)上述問(wèn)題，可以采取以下解決措施。通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)改造，加工制作所需要的軟水加熱器，以確保洗水溫度穩(wěn)定。調(diào)整洗水溫度，使之從30～34℃提升到37～41℃。對(duì)洗水量多少進(jìn)行嚴(yán)格控制。對(duì)洗水質(zhì)量進(jìn)行控制，對(duì)煅燒輸送熱堿液的相關(guān)管道進(jìn)行技術(shù)改造，增加入水桶閥門和相關(guān)取樣操作，定期檢測(cè)洗水成分。一旦注意到洗水質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，必須馬上關(guān)閉入水桶閥門，采取入工段軟水作為最終洗水。

7 堿機(jī)操作

此項(xiàng)操作涵蓋了真空、稠厚、取出、濾堿機(jī)等諸多環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)的操作都會(huì)對(duì)純堿產(chǎn)品的品質(zhì)產(chǎn)生影響。所以要采取下列舉措：落實(shí)過(guò)濾崗位主操責(zé)任制，主操對(duì)各個(gè)崗位分工全面負(fù)責(zé)，齊心協(xié)力，共同做好過(guò)濾操作業(yè)務(wù)，保障崗位運(yùn)行正常。增強(qiáng)工作人員的濾堿機(jī)操作能力，對(duì)相關(guān)工藝指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，如固液比從以往的20%增加到25%;堿液液位由以往的1/3～1/2提升至1/2～2/3;濾餅厚度從以往的15mm增加20mm等，持續(xù)優(yōu)化濾堿機(jī)操作。此外，還要及時(shí)排查設(shè)備隱患，并針對(duì)相關(guān)隱患實(shí)施針對(duì)性的技改操作，為增強(qiáng)過(guò)濾操作打下良好的基礎(chǔ)[7]。

8 結(jié)語(yǔ)

純堿生產(chǎn)加工程序比較繁雜，應(yīng)該采取多種針對(duì)性的措施和手段，優(yōu)化操作，開(kāi)展技術(shù)改造，改善設(shè)備腐蝕狀況、降低鐵元素含量，抓好石灰窯、碳化清洗塔與煅燒爐的控制操作，采取更先進(jìn)的方法技術(shù)和材料，循序漸進(jìn)地提升純堿產(chǎn)品的質(zhì)量和水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]金躍鵬.通過(guò)全面質(zhì)量管理，提高純堿產(chǎn)品質(zhì)量[J].鹽科學(xué)與化工，2017（11）：40-42.

[2]卞洋，孫路路.純堿產(chǎn)品質(zhì)量在生產(chǎn)過(guò)程中的管控[J].純堿工業(yè)，2018（1）：40-43.

[3]吳貞貞，曲婷.六西格瑪管理在純堿工藝質(zhì)量改進(jìn)中的應(yīng)用[J].電子質(zhì)量，2010（10）：53-55.

[4]鄭存強(qiáng).為提高純堿質(zhì)量進(jìn)行的技術(shù)改造[J].科技資訊，2013（2）：117.

[5]翁賢芬，帥永康，黃曦.優(yōu)化濾堿機(jī)運(yùn)行提高純堿產(chǎn)品質(zhì)量[J].純堿工業(yè)，2007（4）：28-29.

[6]連仲賓.降低重質(zhì)純堿產(chǎn)品鐵含量初探[J].純堿工業(yè)，2009（4）：8-10.

[7]張正海，張軍英.降低重堿鹽分? 提高純堿產(chǎn)品質(zhì)量[J].河南化工，2010（7）：48.