李忠生

（唐山三友志達鈣業(yè)有限公司，河北 唐山 0 6 3 3 0 5）

淺談氯化鈣生產中能源的綜合利用

李忠生

（唐山三友志達鈣業(yè)有限公司，河北 唐山 0 6 3 3 0 5）

詳細介紹了唐山三友志達鈣業(yè)公司以純堿生產中排放的蒸氨廢液為原料，生產氯化鈣產品過程中，幾種能源的綜合利用情況，有效的降低了生產成本，對氯化鈣的生產企業(yè)節(jié)能減排的實施具有指導意義。

鹽田灘曬；三效錯流；冷凝水；鹽水回收；廢液；氯化鈣

0 引言

唐山三友集團志達鈣業(yè)公司成立于1 9 9 7年，原設計生產能力為年產氯化鈣4萬t，現(xiàn)已擴建為年產1 5萬t。氯化鈣生產是以純堿工業(yè)中排放的蒸氨廢液為原料，其產品氯化鈣主要應用于：1）道路融雪的融雪劑；2）煤礦開采的吸附劑；3）建筑行業(yè)的凝固劑；4）石油、造紙行業(yè)的干燥劑。

結合公司的實際情況，對氯化鈣生產過程中能源的綜合利用做重點分析。氯化鈣的生產工藝流程主要包括：蒸發(fā)、結晶、干燥3個工序。

1 蒸發(fā)工序

1.1 鹽田灘曬

我公司使用的原料液為唐山三友集團股份有限公司重堿車間蒸餾塔排放的蒸氨廢液，先送至海邊堿渣場。堿渣場的上清液流入清液輸鹵溝，原料液（C a C l21 0%左右）中含有的主要離子為C a2＋、C l－、N a＋、M g2＋、S O2－4、NH＋4、OH－等，采用鹽田灘曬技術，利用自然界的太陽能及風能的作用，通過初級蒸發(fā)池、中級蒸發(fā)池、高級蒸發(fā)池的自然梯級蒸發(fā)，逐步提濃。蒸發(fā)池的占地面積達3.0 6k m2，有充足的沉降（重力沉降）、澄清時間，可以去除清液中混有的泥漿、沉淀物、灰乳等雜質，有效的保證了產品質量。

通過鹽田灘曬技術可以將1 0%左右的清液提濃至1 7%以上的精鹵液，因而節(jié)省大量的生蒸汽用于清液的提濃，并且有效地縮短了清液的澄清、除去雜質的工藝流程，節(jié)省了一部分生產設備的投用。由于精鹵液中氯化鎂含量較高，對氯化鈣的生產設備及產品質量會造成不利的影響，必須除去。我們使用石灰車間的灰乳除鎂的方法，反應方程式為：M g C l2＋C a（OH）2＝M g（OH）2↓＋C a C l2，經過充分混合連續(xù)化灰后，進入精制調和池，充分反應并澄清后的精鹵送往蒸發(fā)系統(tǒng)。

1.2 蒸發(fā)系統(tǒng)

來自鹽田灘曬的精鹵液，經過除塵塔的噴淋作用，將干燥工序外排廢氣的熱量及粉塵吸收到清液中，既增加溫度，又提高濃度，然后熱清液進入二效預熱器，與來自冷凝水儲罐的一、四效高溫蒸汽冷凝水換熱后進入蒸發(fā)系統(tǒng)。

1.2.1 鹽水回收

換熱后的清液經過二、三效加熱器，用二次蒸汽蒸發(fā)提濃，隨著氯化鈣濃度的不斷提高，氯化鈉的結晶顆粒也不斷增大。但是，當氯化鈉的結晶顆粒達到一定粒徑時，就會造成對氯化鈣溶液的加熱設備—列管式加熱器堵塞，當堵塞嚴重時，換熱能力變差，氯化鈣溶液難以提濃，影響生產能力的發(fā)揮。相反，當氯化鈣溶液濃度較低時，氯化鈉的結晶顆粒較小不能析出。通過技術分析和生產經驗得知，當氯化鈣濃度控制在3 0%左右時，為除鹽的最佳濃度。于是在蒸發(fā)的生產工藝中我們通過活塞推料式離心機，在離心力的作用下除去較大的氯化鈉結晶顆粒，有效的解決了氯化鈣提濃過程中的副產鹽（氯化鈉）對換熱器的影響。

回收干燥工序鼓風機預熱器的高溫冷凝水（6 0℃），將副產鹽溶解制成高溫淡鹽水，送往鹽水車間，不僅回收了大量的冷凝水，而且提高了鹽水車間化鹽洗水的溫度，相當于節(jié)省了大量的蒸汽。除鹽后的氯化鈣溶液再與一效加熱器1.6 MP a生蒸汽換熱、經過閃蒸罐的閃發(fā)提濃可以達到4 6%以上的含鈣量。

1.2.2 三效錯流蒸發(fā)工藝

蒸發(fā)操作要消耗大量的加熱蒸汽，那么如何提高蒸汽利用率，如何充分利用溶劑汽化所產生的二次蒸汽，是選擇蒸發(fā)工藝時應考慮的首要問題。

表1 蒸發(fā)效數(shù)與蒸汽量的關系

從表1中可見，隨著效數(shù)的增加，節(jié)約的生蒸汽量越來越少，而設備的投資費或折舊費將增多。若增加效數(shù)所節(jié)約的蒸汽費用不足以抵消設備的折舊費時，則不能再增加效數(shù)。

按多效蒸發(fā)時溶液加料方式的不同分類，見表2。

表2 不同蒸發(fā)方式的比較

從表2中可見，錯流法兼有并流法和逆流法的優(yōu)點而避免其缺點，為此我公司結合實際情況采用的是三效錯流蒸發(fā)工藝流程，通過壓強差將二次蒸汽充分利用，節(jié)省了大量的1.6 MP a生蒸汽，實現(xiàn)了綜合能耗最低的目標。

2 結晶工序

我公司的氯化鈣產品包括：無水粒狀氯化鈣、一水粒狀氯化鈣、二水粒狀氯化鈣、二水片狀氯化鈣4種產品。

2.1 二水片狀氯化鈣生產工藝

主要工藝流程：來自蒸發(fā)工序的4 6%鈣液，進入四效預熱器與來自冷凝水儲罐的閃發(fā)蒸汽換熱，冷凝換熱后送往片鈣的四效加熱器繼續(xù)蒸發(fā)提濃，鈣液含鈣量達到6 0%左右，經過升膜蒸發(fā)器進入成品鈣液儲槽中，與1.6MP a生蒸汽換熱蒸發(fā)后達到7 0%左右，送入轉鼓制片機與一次水冷卻，結晶成片狀氯化鈣，其冷卻水回收到循環(huán)水中，通過涼水塔利用自然界的風能降溫，落入循環(huán)水池中，可以作為循環(huán)水送往蒸發(fā)系統(tǒng)的三效冷凝器和結晶工序的四效冷凝器，為三效分離器和四效分離器造真空提供冷卻介質，再次循環(huán)使用。

2.2 二水粒狀氯化鈣生產工藝

二水粒狀氯化鈣的生產工藝，前部分流程與二水片狀氯化鈣的工藝流程相同，不同的是到成品鈣液儲槽后，鈣液進入加熱釜，通過液下泵送往高的造粒塔，上液管有油伴熱裝置，以保證鈣液恒溫，由造粒機噴淋成小液滴，在引風機的作用下，利用自然界的風能冷卻成二水粒狀氯化鈣產品。

2.3 其它生產工藝

由于一水粒狀氯化鈣（8 3%以上）與無水粒狀氯化鈣（9 4%以上）的含量較高，我公司引進了德國先進生產設備，新增添了粒鈣生產工藝，流程較為復雜，自動化操作程度較高，但能源的綜合利用情況并不顯著，因此不再詳細介紹。

3 干燥工序

結晶工序冷卻后的二水片狀氯化鈣與二水粒狀氯化鈣交換生產時，均由濕鈣皮帶送至1＃、2＃震動流化床，在振動電機的震動作用下，物料與1.6MP a生蒸汽加熱的熱風干燥除濕。于是我們將1＃、2＃鼓風機又添加了兩臺鼓風機預熱器，利用蒸發(fā)工序中產生的高溫冷凝水（8 0℃）作為熱源，與外界空氣換熱后再加熱進入1＃、2＃震動流化床，這項改造可以每小時節(jié)約1t生蒸汽，節(jié)約費用6 3.3 6萬元。物料經過冷卻流化床自然冷風降溫后，由成品皮帶機輸送至成品料倉，通過自動包裝秤打包后，送入庫房。

4 結 論

通過對唐山三友集團股份有限公司重堿車間蒸餾塔排放的蒸氨廢液的回收治理，減輕了蒸氨廢液對渤海灣海域的污染，對改善生態(tài)環(huán)境、發(fā)展循環(huán)經濟、保護生態(tài)平衡發(fā)揮著重要作用。

采用鹽田灘曬技術和三效錯流蒸發(fā)生產工藝，可節(jié)省大量的生蒸汽，極大地提高了產品質量和降低了氯化鈣產品的生產成本；冷凝水的再次利用、鹽水的回收，使得有限的資源得到充分利用。

［1］ 北京師范大學無機化學教研室，華中師范大學無機化學教研室，南京師范大學無機化學教研室.無機化學［M］.北京：高等教育出版社，2 0 0 3：6 6 2

［2］ 張振坤，劉建中.化工基礎［M］.北京：化學工業(yè)出版社.2 0 0 4.1：0 3 9

T Q 1 3 2.3 2

B

1 0 0 5－8 3 7 0（2 0 1 2）0 4－3 0－0 3

2 0 1 2－0 6－0 8

李忠生，2 0 0 7年畢業(yè)于河北科技大學化學工程與工藝專業(yè)，任職于唐山三友志達鈣業(yè)有限公司技術科。