魏有福，王紅娟

（陜西興化集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西興平 713100）

專論與綜述

30萬(wàn)t／a聯(lián)堿裝置工藝、設(shè)備選擇及分析

魏有福，王紅娟

（陜西興化集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西興平 713100）

論述了30萬(wàn)t／a聯(lián)堿裝置主要工藝及設(shè)備選擇過(guò)程，分析了設(shè)計(jì)存在的缺陷并提出了改進(jìn)辦法，對(duì)試生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行情況也進(jìn)行了分析總結(jié)。

聯(lián)堿；碳化塔；濾堿機(jī)；水合機(jī)；煅燒爐；設(shè)備；選型；分析

延長(zhǎng)集團(tuán)興化化工公司年產(chǎn)30萬(wàn)t聯(lián)堿項(xiàng)目由成達(dá)工程公司設(shè)計(jì)。2007年開(kāi)始選擇工藝技術(shù)路線和長(zhǎng)周期設(shè)備訂貨，2011年底建成現(xiàn)已投入生產(chǎn)運(yùn)行。生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)純堿30萬(wàn)t，其中重質(zhì)純堿20萬(wàn)t，年產(chǎn)干銨30萬(wàn)t，并配置年產(chǎn)10萬(wàn)t濕銨生產(chǎn)線。

1 重堿工序

1.1 碳化過(guò)程

對(duì)于一個(gè)堿廠而言，無(wú)論是新建還是擴(kuò)建，碳化塔的選型都是非常重要的，直接關(guān)系到產(chǎn)品的成本、質(zhì)量，甚至是投資的大小。

不冷碳化聯(lián)堿工藝從技術(shù)先進(jìn)性上講是不言而喻的。但在我們確定工藝技術(shù)路線時(shí)，只有河南金山化工集團(tuán)在2007年投用了3臺(tái)φ4600×3600不冷式噴射碳化塔（金天公司2臺(tái)變換氣制堿，產(chǎn)能為250t／d；金大地1臺(tái)80%CO2爐氣制堿，產(chǎn)能為270t／d），其工藝技術(shù)還需進(jìn)一步完善。

φ3000／3400異徑菌帽碳化塔、φ2800／3000篩板塔、φ2800／4800／3200外冷塔，這些大型碳化塔是近幾年來(lái)新建和擴(kuò)建純堿廠首選的塔型。外冷塔濃氣制堿1984年首次在新都（玖源）聯(lián)堿廠采用，該塔設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，約為索爾維塔重的三分之一，投資省，可連續(xù)長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)。生產(chǎn)能力大，φ2800／4800／ 3200外冷塔聯(lián)堿生產(chǎn)能力達(dá)250t／d，結(jié)晶粒度大，平均粒徑比索爾維塔大20～30μm，吸收率高，適用于聯(lián)堿廠，特別是在變換氣制堿上有很大的發(fā)展前景。但此塔結(jié)晶成長(zhǎng)方式主要是粘結(jié)，大顆粒中的較大部分是由多個(gè)小顆粒粘結(jié)而成，粘結(jié)形式比不上索爾維塔的“并合”，所以在相同的過(guò)濾和洗滌條件下，鹽分要比索爾維塔高0.2%～0.3%。篩板塔是濰坊堿廠在80年代末自民主德國(guó)引進(jìn)，用于氨堿法。2003年7月φ3000／3400篩板塔（上部全篩板在技術(shù)上不存在問(wèn)題）首次在自貢?shū)櫥?lián)堿上使用，與索爾維塔相比，生產(chǎn)能力大，聯(lián)堿法可達(dá)250 t／d，吸收好，中部溫度高，高溫區(qū)寬，尾氣損失低，結(jié)晶好，操作穩(wěn)定。在相同工藝條件下，中溫比索爾維塔高3～5℃，尾氣CO2損失為索爾維塔的一半左右，生產(chǎn)能力提高了15%～30%。由于其塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)和塔徑有較大差異，導(dǎo)致在投資上有很大差異。有資料表明篩板塔的造價(jià)比菌帽塔可降40%。φ3000／3400異徑菌帽碳化塔生產(chǎn)能力不及其它兩種塔型，生產(chǎn)能力聯(lián)堿法為175～200t／d，但冷卻效率高，結(jié)晶質(zhì)量好，沉降時(shí)間一般為130～200s，制堿周期長(zhǎng)。純堿行業(yè)歷經(jīng)百年發(fā)展，至今在大中型氨（聯(lián)）堿廠仍然大量采用索爾維塔。

我們30萬(wàn)t聯(lián)堿項(xiàng)目也采用9臺(tái)φ3000／3400異徑菌帽碳化塔，其主要參數(shù)見(jiàn)表1。綜合分析其選擇不見(jiàn)得最合適。

表1 φ3000／3400異徑菌帽碳化塔主要參數(shù)

AⅡ澄清采用φ24 500×13 700大型高效的斯堡丁澄清桶，容積為2 784m3。

1.2 濾堿過(guò)程

濾堿機(jī)有帶式和轉(zhuǎn)鼓式?；窗矇A廠氨堿工藝，產(chǎn)能為30萬(wàn)t／a，選用法國(guó)膠帶式濾堿機(jī)2臺(tái)，一開(kāi)一備，其生產(chǎn)能力為900t／d，實(shí)際生產(chǎn)能力可達(dá)1100t／d，有效過(guò)濾面積54m2。在出堿液固液比40%的條件下，洗水量可控制在600～650kg／t，重堿水分16%～17%，燒成率51.6%，成品鹽分0.3 %左右。2臺(tái)膠帶式濾堿機(jī)分別配備900kW、655 m3／min透平真空泵。帶式濾堿機(jī)洗水當(dāng)量、鹽分控制等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)真空轉(zhuǎn)鼓濾堿機(jī)。54m2法國(guó)膠帶式濾堿機(jī)價(jià)格約為100萬(wàn)美元左右，30萬(wàn)t聯(lián)堿選用2臺(tái)已足夠。但是膠帶式濾堿機(jī)在氨堿和聯(lián)堿工藝應(yīng)用上有所差異，因兩者母液當(dāng)量、固液比不一樣，聯(lián)堿若選用需請(qǐng)專門設(shè)計(jì)制造。核工業(yè)煙臺(tái)同興實(shí)業(yè)生產(chǎn)的DLJ帶式濾堿機(jī)于2004年在新鄉(xiāng)中新化工投用，國(guó)產(chǎn)技術(shù)還需進(jìn)一步成熟。真空轉(zhuǎn)鼓濾堿機(jī)13.5m2、20m2、23m2（φ2800×2620）機(jī)型在行業(yè)使用十分普遍，28m2（φ3400×2800）機(jī)型已投入使用，技術(shù)也十分成熟，噸堿洗水量可控制在800kg以下，重堿水分17%～18%完全可保證系統(tǒng)母液平衡。

經(jīng)過(guò)權(quán)衡我們最終選用成都天保3臺(tái)23m2真空濾堿機(jī)，主要參數(shù)見(jiàn)表2。配備佛山水泵廠3臺(tái)氣量為250m3／min、真空度45.92～97.41kPa，電機(jī)功率280kW、轉(zhuǎn)數(shù)330r／min的2BW6－530液環(huán)式真空泵。這樣配置很難生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低鹽分重質(zhì)堿。

表2 φ2800×2620真空轉(zhuǎn)鼓濾堿機(jī)

φ2800×2620真空轉(zhuǎn)鼓濾堿機(jī)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)捆扎濾網(wǎng)的鋼絲繩頻繁松動(dòng)，懷疑鋼絲運(yùn)行時(shí)在熱堿液中膨脹變長(zhǎng)引起的，后來(lái)采用熱油邊加熱邊纏繞，情況有所好轉(zhuǎn)，但仍不理想。去和邦學(xué)習(xí)后，采用雙拉緊輔助裝置，進(jìn)行鋼絲纏繞，較前有很大的改善。

有些企業(yè)在堿液進(jìn)濾堿機(jī)前設(shè)置了旋流器，如山西豐喜和淮安華爾潤(rùn)，通過(guò)旋流器控制，提高進(jìn)濾堿機(jī)的固液比，將濾餅厚度提至30～35mm，使單臺(tái)13.5m2濾堿機(jī)能力達(dá)500t／d，洗水當(dāng)量為600～680kg／t；河南金山設(shè)置一臺(tái)稠厚器同樣以增加濾餅厚度的方法降低重堿鹽分。我們沒(méi)有設(shè)置堿液增稠裝置看來(lái)是一種缺失。

濾堿機(jī)后增設(shè)離心機(jī)對(duì)重堿進(jìn)行二次分離，這是節(jié)省煅燒蒸汽的主要措施，此舉已成為行業(yè)共識(shí)。國(guó)內(nèi)所用進(jìn)口的離心機(jī)有：連云港引進(jìn)德國(guó)克瑪公司SZ1000／2型；唐山三友、淮安華爾潤(rùn)引進(jìn)德國(guó)篩得力公司SHS1002／1090ZK型；青島、山東?；M(jìn)瑞士蘇爾壽P－100／3型等。國(guó)產(chǎn)的有：成都天保、重慶江北、浙江輕機(jī)等。國(guó)產(chǎn)技術(shù)還需成熟，但具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)，進(jìn)口機(jī)型質(zhì)量有保證，但價(jià)格高一些，如德國(guó)克瑪每臺(tái)比天保貴一倍。經(jīng)過(guò)二次分離可進(jìn)一步降低水分4%～5%，重堿鹽分可降低0.05%～0.10%，相應(yīng)的純堿鹽分降低0.1%～0.2%。對(duì)聯(lián)堿廠而言可生產(chǎn)0.5%甚至能夠達(dá)到0.3%的低鹽分純堿，又能保證母液平衡。可節(jié)約3.2MPa蒸汽120kg／t。

經(jīng)考察我們引進(jìn)了克瑪公司3臺(tái)SZ1000／2－12／4K10型離心機(jī)，運(yùn)行起來(lái)情況很好，但對(duì)工藝要求苛刻。

1.3 綜合回收過(guò)程

聯(lián)堿行業(yè)淡液蒸餾和綜合回收塔基本是填料塔、泡罩塔和篩板塔。綜合回收塔是將碳化尾氣回收塔和過(guò)濾凈氨塔合并在一起的。填料塔和板式塔的結(jié)構(gòu)差異較大，適用范圍也不盡相同。隨著高效填料的出現(xiàn)，填料塔得到了廣泛的使用。但填料塔要求蒸餾物干凈，否則容易出現(xiàn)結(jié)疤堵塞而影響正常運(yùn)行。行業(yè)內(nèi)大多淡液蒸餾采用填料塔，造價(jià)低效率高。泡罩塔的結(jié)構(gòu)特征保證了塔板基本無(wú)泄漏，具有較低的操作下線和較大的操作彈性，可以承受較為劇烈的負(fù)荷波動(dòng)。塔板效率變化較小，可以保證相當(dāng)穩(wěn)定的分離能力，在塔板無(wú)泄漏或液相負(fù)荷很小時(shí)最為適用。所以綜合回收塔選用泡罩塔比較適宜，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價(jià)高和壓降大。

我公司綜合回收塔為φ2400／3400×34105，共4段，中間以球冠型封頭為界，從下到上依次為貯桶段、碳化尾氣洗滌段（中間段）、過(guò)濾尾氣洗滌段。碳化尾氣段每段設(shè)置6塊塔板，每層塔板布置120個(gè)泡罩，正三角形均布。過(guò)濾尾氣洗滌段每段設(shè)置5塊塔板，每層塔板布置150個(gè)泡罩，正三角形均布。氣液分離器降液管距下層塔盤間距50mm，降液管為DN50。

篩板塔在一定的操作彈性范圍內(nèi)，效率和穩(wěn)定性還是很高的。由于板上篩孔始終處于氣相鼓泡或漏液狀態(tài)，板上傳質(zhì)孔不易堵塞，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，易檢修且造價(jià)低。但在氣速較小時(shí)，有較為嚴(yán)重的塔板傾向性漏液，國(guó)內(nèi)常采用H.Z.Kister提出的比較方法初選塔型。加壓蒸餾時(shí)板式塔要優(yōu)于填料塔，所以淡液蒸餾用篩板塔較適宜。

2 煅燒工序

2.1 輕灰煅燒過(guò)程

重堿煅燒工序能耗占純堿生產(chǎn)過(guò)程總能耗30 %以上，其中煅燒爐的能耗至少占到本工序的70%以上，所以對(duì)煅燒爐的選型要非常重視。蒸汽煅燒爐主要有外返堿和內(nèi)返堿之分。外返堿蒸汽煅燒爐能夠做到重堿與返堿充分強(qiáng)制混合，單位容積生產(chǎn)能力高，回收爐氣CO2濃度超過(guò)85%，設(shè)備使用周期長(zhǎng)，技術(shù)成熟，以大化設(shè)計(jì)院的爐型為主要代表。再加上內(nèi)返堿蒸汽煅燒爐返堿調(diào)節(jié)、控制難度大，因此過(guò)去大型堿廠百分之百的選用外返堿蒸汽煅燒爐。經(jīng)過(guò)近10年的努力，內(nèi)返堿蒸汽煅燒爐技術(shù)有了很大的進(jìn)步，生產(chǎn)強(qiáng)度和使用周期不如外返堿爐的問(wèn)題得以解決，再加上自身流程簡(jiǎn)化，省去了預(yù)混系統(tǒng)，從而占地面積小，投資費(fèi)用低，操作環(huán)境干凈（得以優(yōu)化）等優(yōu)勢(shì)，已被新建、擴(kuò)建企業(yè)普遍采用。內(nèi)返堿爐大型化已有φ3200的在運(yùn)行，以LM爐型最具有代表性。主要生產(chǎn)廠家有大連化機(jī)、四川礦山、河南三化、成都天保、河南洛礦等。

我們輕灰選用2臺(tái)φ3000×30000LM型內(nèi)返堿蒸汽煅燒爐，其主要參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 LM型輕灰蒸汽煅燒爐主要參數(shù)

這臺(tái)爐子在運(yùn)行初期，出現(xiàn)了慢轉(zhuǎn)倒換快轉(zhuǎn)難于啟動(dòng)，后經(jīng)改造，將爐子后擋灰圈割去50mm，現(xiàn)轉(zhuǎn)換較為正常。此臺(tái)爐子運(yùn)行了大約8個(gè)月左右后，爐內(nèi)蒸汽分配管出現(xiàn)了爆管現(xiàn)象，我們要求明科公司將直連型聯(lián)通管改為S型聯(lián)通管，以保證聯(lián)通管在升降溫時(shí)有足夠的漲縮空間。

輕灰爐氣出旋風(fēng)分離器后進(jìn)電除塵器，系統(tǒng)有時(shí)波動(dòng)較大。前期因電除塵器出堿不正常，增加了橫管洗滌的負(fù)荷，致使冷凝塔出現(xiàn)了幾次被堿塵所堵現(xiàn)象；后又因電除塵器與旋風(fēng)分離器出來(lái)的堿塵一并經(jīng)輕灰螺旋進(jìn)入煅燒爐內(nèi)，使輕灰螺旋易發(fā)生故障，迫使電除塵器不能正常運(yùn)行。我們打算在橫管處增加噴頭，增大洗滌水在管內(nèi)覆蓋面，以保證橫管洗滌效果。將進(jìn)輕灰螺旋的兩細(xì)灰分開(kāi)，電除塵器下來(lái)的堿經(jīng)重堿皮帶入爐，保證輕灰螺旋和電除塵器正常運(yùn)行，冷凝塔也不易再堵。

輕灰爐氣洗滌塔φ2 200×12 200，內(nèi)裝一層φ76×76×2.6PVC鮑爾環(huán)6.3m3。

粉體輸送無(wú)非采用刮板、螺旋、皮帶、斗提等輸送裝置，安裝一定要講究質(zhì)量。好多企業(yè)都有這方面的教訓(xùn)，我們?cè)谶\(yùn)行中，刮板和斗提也常出故障，診斷主要是安裝質(zhì)量問(wèn)題。

2.2 重灰煅燒過(guò)程

重質(zhì)純堿采用固相水合法工藝。由于設(shè)計(jì)輕灰的鹽分為0.5%，因此達(dá)不到低鹽分重質(zhì)堿的要求。若在水合機(jī)后增加分離及洗滌，可生產(chǎn)出低于0.3 %鹽分的重質(zhì)堿，但需解決產(chǎn)生的分離、洗滌液的去向，還需增加投資費(fèi)用。

水合機(jī)為成都天保φ3 144×4 845，轉(zhuǎn)速4.46 r／min，電機(jī)功率37kW。水合機(jī)從運(yùn)行本身基本上無(wú)問(wèn)題。工藝上存在不足，化合水換熱器僅4m2，化合水溫過(guò)高，一水堿結(jié)晶不好影響粒度。我們只能采取排放部分（3～4m3／h）高溫的化合水而補(bǔ)充新鮮脫鹽水的做法來(lái)保證生產(chǎn)運(yùn)行。后來(lái)我們利用閑置板換（換熱面積60m2）進(jìn)行了改造，使生產(chǎn)得以正常。

重質(zhì)純堿干燥有蒸汽回轉(zhuǎn)爐和流化床工藝?；剞D(zhuǎn)爐運(yùn)行周期長(zhǎng)，操作簡(jiǎn)單，能耗低，但一次性投入設(shè)備費(fèi)用高。流化床設(shè)備費(fèi)用低，靜止設(shè)備，維修方便，重灰顆粒好但能耗也大。所以重灰干燥設(shè)備選擇要視具體情況而定。

重質(zhì)堿煅燒過(guò)程主要是脫水，所需熱量遠(yuǎn)低于輕質(zhì)純堿煅燒中游離水的蒸發(fā)和NaHCO3分解所需的熱量。物料停留時(shí)間也要短一些，所以重質(zhì)純堿蒸汽煅燒爐的爐體長(zhǎng)度要短于輕質(zhì)純堿煅燒爐，爐體轉(zhuǎn)速高，安裝傾角大，且使用飽和蒸汽壓力1.3～1.6MPa。單位產(chǎn)量加熱面積相應(yīng)也要小得多。由于重質(zhì)純堿的晶體大、密度大，在筒體回轉(zhuǎn)加熱過(guò)程中，不可能像輕灰一樣處于懸浮狀態(tài)，而是緊貼筒壁在翅片管之間流動(dòng)，對(duì)爐體的回轉(zhuǎn)形成較大的阻力，所以重質(zhì)純堿蒸汽煅燒爐的傳動(dòng)功率遠(yuǎn)大于輕質(zhì)純堿煅燒爐。

河南三化機(jī)為我們制作的φ2 800×27 000蒸汽煅燒爐，有4條返堿管和2條出堿管，爐尾設(shè)置兩道擋灰圈，比一般蒸汽煅燒爐的返堿、出堿均多出一條管線，并多出一道擋灰圈。從這臺(tái)爐現(xiàn)在運(yùn)行來(lái)看，自身運(yùn)行負(fù)荷偏大，空爐慢轉(zhuǎn)電流已到30A（額定電流42A），生產(chǎn)能力約在三分之一負(fù)荷時(shí)，煅燒爐主機(jī)電流已達(dá)18～20A（額定電流23.9A）。4條返堿管兩開(kāi)兩關(guān)，其中一條開(kāi)的返堿閥還需控制到三分之一，出堿兩條全開(kāi)，還需將前出堿閥打開(kāi)約50%。后廠方將爐尾兩道擋灰圈均割去20mm高，運(yùn)行情況仍未得到明顯改善?？磥?lái)此煅燒爐所增的返堿、出堿管作用不大。反增加了設(shè)備自身的重量。這臺(tái)煅燒爐僅運(yùn)行了3個(gè)月，發(fā)現(xiàn)后大滾圈及擋輥表面嚴(yán)重磨損，并有凹凸槽，傳動(dòng)減速機(jī)齒輪磨損無(wú)法使用。這些問(wèn)題的出現(xiàn)證明，此爐運(yùn)行負(fù)荷過(guò)大，可能存在設(shè)計(jì)缺陷。

表4 重灰蒸汽煅燒爐主要技術(shù)參數(shù)

重質(zhì)純堿爐氣處理系統(tǒng)，無(wú)粉塵分離系統(tǒng)，僅僅依靠洗滌塔來(lái)處理爐氣帶塵。從運(yùn)行看，引風(fēng)機(jī)葉輪結(jié)疤嚴(yán)重，易產(chǎn)生振動(dòng)。我們計(jì)劃在爐氣系統(tǒng)增加分離裝置，來(lái)解決此問(wèn)題。

3 氯化銨工序

3.1 結(jié)晶過(guò)程

氯化銨結(jié)晶采用大型鹽析、冷析結(jié)晶器各兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)行。冷、鹽析容積均為839m3。配備大流量、低揚(yáng)程軸流泵（四川自貢），以強(qiáng)化換熱和控制母液過(guò)飽和度，減少對(duì)晶體的破碎。鹽析軸流泵流量7 300m3／h、揚(yáng)程1m、轉(zhuǎn)速200r／min、功率75 kW；冷析軸流泵流量5 500m3／h、揚(yáng)程2.5m、轉(zhuǎn)速585r／min、功率110kW。每臺(tái)冷析結(jié)晶器配備3臺(tái)φ2200×9877氨直冷式外冷器，換熱管φ45×1.5 ×6000、1 227根、材質(zhì)TA2，換熱面積1 045m2。但軸流泵功率要大于混流泵，如采用混流泵所配電機(jī)功率可下降一些。

4臺(tái)φ1400×7948母液換熱器，殼體材質(zhì)316 L，換熱管φ45×1.5×6000、456根、材質(zhì)TA2，換熱面積378m2。

已有企業(yè)在母液換熱、外冷器、碳化塔水箱等換熱器中采用波紋管。我們還較為保守，仍采用光管。我們其它換熱器大都采用波紋管換熱器，如輕灰爐氣冷凝器、二氧化碳冷卻器等。

氯化銨取出采用重慶江北產(chǎn)HR630－NA臥式雙擊活塞推料離心機(jī)5臺(tái)。其主要參數(shù)見(jiàn)表5。

表5 HR630－NA離心機(jī)主要參數(shù)

3.2 干銨過(guò)程

干銨生產(chǎn)是利用熱空氣的熱能除去濕銨水分來(lái)實(shí)現(xiàn)的。干銨生產(chǎn)的主要設(shè)備為干燥爐，干燥爐又分為：沸騰干燥爐、氣流干燥器及轉(zhuǎn)筒干燥爐。對(duì)濕銨干燥來(lái)說(shuō)，氣流干燥器對(duì)濕銨水分含量要求高，粉塵損失大，成品濕度高；轉(zhuǎn)筒干燥器對(duì)濕銨水分要求低，但設(shè)備笨重，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占地面積大，傳動(dòng)部件多，投資、檢修費(fèi)用高。沸騰干燥爐中和了這兩種干燥器的優(yōu)點(diǎn)，在干銨生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。

沸騰干燥爐形式可分為：?jiǎn)螌右缌魇綀A筒（錐）、臥式多室沸騰爐及臥式多室改進(jìn)內(nèi)置加熱、冷卻管沸騰爐；沸騰干燥爐通過(guò)分布板作為物料支撐及熱空氣的分布，分布板的孔一般分為直流式和側(cè)流式；為了使氣體分布均勻，以得到良好而穩(wěn)定的流化床，分布板的開(kāi)孔率就是至關(guān)重要的，分布板開(kāi)孔率一般控制在2%～7%。單層溢流式圓筒（錐）由緩沖段、沸騰段及進(jìn)風(fēng)段三部分組成；進(jìn)風(fēng)段與沸騰段之間裝有分布板，沸騰段上部為緩沖段，緩沖段用來(lái)降低粉塵流速、增大粉塵沉降速度，減少粉塵的飛揚(yáng)損失。臥式多室沸騰爐橫截面為長(zhǎng)方形或八角形，氣體分布板下（或板上）隔成幾個(gè)室，各室與風(fēng)管相聯(lián)，通過(guò)各自的進(jìn)風(fēng)閥調(diào)節(jié)各室的熱風(fēng)氣量；此爐氣流分布板一般采用直流式；在生產(chǎn)運(yùn)行中，前室濕銨含量大，熱風(fēng)量調(diào)節(jié)大一些，依次類推，降低各室熱風(fēng)量；還有因濕銨水分過(guò)大，在進(jìn)料時(shí)加入干銨以降低水分，及在干燥爐內(nèi)增加攪拌來(lái)防止?jié)皲@在干燥爐內(nèi)結(jié)塊。此干燥爐所需熱風(fēng)量較大，增加了后序除塵系統(tǒng)的負(fù)荷。臥式多室內(nèi)置加熱、冷卻管沸騰爐，是將沸騰爐分為相連接兩部分，一部分為加熱段，一部分為冷卻段。加熱段因內(nèi)置加熱管，所需風(fēng)量較臥式多室沸騰爐低2～3倍左右；冷卻段的設(shè)置，有利于干銨的包裝；干銨爐的分布板多采用側(cè)流式；因風(fēng)量小，尾氣處理系統(tǒng)負(fù)荷小。此干銨爐是引進(jìn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)技術(shù)仍存在缺陷。在河南金大地及我老系統(tǒng)使用，存在因內(nèi)置加熱管造成風(fēng)阻，易產(chǎn)生偏流，出現(xiàn)“死床”，難以清理，運(yùn)行周期短等問(wèn)題。

我公司選用了成達(dá)公司設(shè)計(jì)，我們自己制作的2臺(tái)臥式多室沸騰爐。其主要參數(shù)見(jiàn)表6。從目前運(yùn)行來(lái)看，運(yùn)行周期長(zhǎng)，運(yùn)行質(zhì)量良好；為了節(jié)約中壓蒸汽，我們將3.2MPa、1.6MPa蒸汽改造為0.6 MPa低壓蒸汽加熱，從現(xiàn)在運(yùn)行負(fù)荷為60%～70 %來(lái)看，氯化銨達(dá)到了GB／T2946－2008標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)品以上，使我公司富余的低壓蒸汽得以利用。

氯化銨干燥爐尾氣處理系統(tǒng)采用一級(jí)分離為旋風(fēng)分離器，二級(jí)分離為袋式除塵器。從運(yùn)行來(lái)看，在濕銨結(jié)晶良好時(shí)，分離效果較好；當(dāng)濕銨結(jié)晶出現(xiàn)異常，或袋式除塵器出現(xiàn)布袋堵塞時(shí)，排空尾氣會(huì)出現(xiàn)帶塵現(xiàn)象。如在尾氣處理系統(tǒng)增加洗滌裝置，環(huán)保壓力就會(huì)降低。

表6 干銨爐主要技術(shù)參數(shù)

4 氣體壓縮

壓縮機(jī)的選用必須滿足氣量、壓力、溫度等工藝參數(shù)的要求。往復(fù)式壓縮機(jī)適用于中小氣量，大多電機(jī)拖動(dòng)，不調(diào)速，氣量調(diào)節(jié)是通過(guò)回路實(shí)現(xiàn)，功率損失大，壓力范圍廣泛。尤其適用于高壓和超高壓，性能曲線陡峭，氣量基本不隨壓力而變。排氣量不均勻有脈動(dòng)，機(jī)組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外形尺寸和重量大，易損件多，維修量大，即后期運(yùn)行費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益較差。離心壓縮機(jī)適用于大中氣量，介質(zhì)需干凈，常采用汽輪機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)拖動(dòng)，氣量可通過(guò)調(diào)速實(shí)現(xiàn)。功率損失小，壓力范圍廣泛。適用低、中、高壓，性能曲線平坦，操作范圍寬。排氣均勻無(wú)脈動(dòng)，體積小重量輕，運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)可靠，易損件少。維修量小，即一次投資大，運(yùn)行穩(wěn)定維修費(fèi)用低。螺桿壓縮機(jī)適用于中小氣量，可用于含塵、濕、臟氣體。大多電機(jī)拖動(dòng)，氣量可調(diào)節(jié)，功率損失小，使用中低壓；性能曲線陡峭，氣量不隨壓力而變，排氣均勻，絕熱效率高，機(jī)組結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外形尺寸和重量輕，運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)可靠。與往復(fù)式壓縮機(jī)比無(wú)活塞環(huán)和氣閥等易損件；與離心式壓縮機(jī)比無(wú)喘振，但噪音大。

4.1 清洗氣壓縮機(jī)

清洗氣壓縮機(jī)我們選用長(zhǎng)沙賽爾產(chǎn)3GH42型離心式壓縮機(jī)組1臺(tái)，背壓式蒸汽汽輪機(jī)（NG25／20）拖動(dòng)。主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表7。

表7 3GH42型離心式壓縮機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)

4.2 CO2壓縮機(jī)

CO2壓縮機(jī)我們選用長(zhǎng)沙賽爾產(chǎn)2BGH42型離心式壓縮機(jī)機(jī)組1臺(tái)，電機(jī)拖動(dòng)。若能在設(shè)計(jì)時(shí)將此壓縮機(jī)作為清洗氣與二氧化碳混用，避免了在系統(tǒng)停車時(shí)，蒸汽壓力不夠或無(wú)蒸汽時(shí)，影響碳化塔的清洗，操作彈性就大大的提高。另外，CO2壓縮機(jī)操作系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)，未引入中心控制室，造成操作不便（清洗氣壓縮機(jī)在控制室）。主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表8。

表8 2BGH42型離心式壓縮機(jī)機(jī)組主要技術(shù)參數(shù)

4.3 氨壓縮機(jī)

氨壓縮機(jī)采用大冷螺桿式制冷壓縮機(jī)冷JZKA31.5－B機(jī)組2臺(tái)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)；JZKA50－B機(jī)組1臺(tái)，汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。其主要參數(shù)見(jiàn)表9。本裝置螺桿冰機(jī)采用汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)是大冷首次在JZKA50－B機(jī)組運(yùn)行，程序編排上存在許多的不足，冰機(jī)的加減載無(wú)法在中心控制室實(shí)現(xiàn)，運(yùn)行氣量須按照汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度來(lái)調(diào)節(jié)，冰機(jī)無(wú)法在低負(fù)荷下運(yùn)行；JZKA31.5－B機(jī)組不能在控制室實(shí)現(xiàn)加減負(fù)荷，控制系統(tǒng)缺陷多。大冷在設(shè)計(jì)時(shí)，遺漏了機(jī)組加油系統(tǒng)，對(duì)機(jī)組來(lái)說(shuō)是一個(gè)致命的缺陷。

表9 螺桿式制冷壓縮機(jī)主要參數(shù)

（續(xù)表）

5 產(chǎn)品包裝

在純堿行業(yè)，隨著包裝材料技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品已逐漸從原始的人工包裝、碼垛，發(fā)展到現(xiàn)在的半自動(dòng)、自動(dòng)化控制的包裝、碼垛包裝線。

5.1 純堿、干銨包裝線

30萬(wàn)t項(xiàng)目純堿、干銨包裝采用哈爾濱博實(shí)自動(dòng)化設(shè)備有限公司的各3條半自動(dòng)包裝線；碼垛系統(tǒng)為該公司對(duì)應(yīng)配套瑞士ABB公司的機(jī)器人自動(dòng)碼垛系統(tǒng)。其主要參數(shù)見(jiàn)表10。從運(yùn)行情況來(lái)看，前期由于包裝線上人員不穩(wěn)定，包裝線始終不能滿足生產(chǎn)要求，隨著人員的固定，現(xiàn)基本能達(dá)到包裝要求；另外，我公司首次使用這種配置的包裝線，電儀對(duì)此認(rèn)識(shí)還不夠，在故障處理上，還需加強(qiáng)。

表10 純堿、干銨包裝、碼垛線主要參數(shù)

純堿包裝雖有粉塵處理裝置，但仍不夠理想。哈爾濱博實(shí)自動(dòng)化設(shè)備有限公司引進(jìn)澳大利亞技術(shù)的三頭純堿半自動(dòng)純堿包裝線，有效解決此問(wèn)題。其技術(shù)是1臺(tái)包裝機(jī)有3個(gè)包裝口，按一定速度旋轉(zhuǎn)，使堿塵在包裝袋內(nèi)沉降，來(lái)降低包裝的粉塵，此包裝線在四川和邦已投入使用，效果較好。當(dāng)時(shí)，我們考慮到投資費(fèi)用沒(méi)有引進(jìn)（此包裝線較我們包裝線高10萬(wàn)元／條）。

5.2 濕銨包裝線

濕銨包裝線采用無(wú)錫中陽(yáng)機(jī)電有限公司的兩條半自動(dòng)包裝線，其主要參數(shù)見(jiàn)表11。這兩條包裝線為人工碼垛，運(yùn)行良好。

表11 濕銨包裝主要參數(shù)

6 其他

6.1 機(jī)泵

整個(gè)流程中各種流量的機(jī)泵達(dá)66臺(tái)之多，從運(yùn)行情況來(lái)看，在選型時(shí)存在不合理，如3臺(tái)逆料泵運(yùn)行不到5個(gè)月，葉輪已嚴(yán)重?fù)p壞，無(wú)法使用；還有大量的母液泵采用輸送液作為機(jī)械密封的冷卻及沖洗是不合理的，因所有輸送母液隨溫度變化都會(huì)產(chǎn)生顆粒，極易堵塞冷卻沖洗管道（φ6），造成機(jī)械密封損壞；在設(shè)計(jì)時(shí)未考慮小生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)大流量機(jī)泵的安全運(yùn)行，未設(shè)計(jì)回流管線。我們的輸送管線大多采用廣東科進(jìn)的尼龍管線，因支撐不夠，管線隨著外界氣溫的變化已有變形。

6.2 閥門

由于堿行業(yè)的特性，管線內(nèi)易結(jié)疤，會(huì)造成氣動(dòng)閥、電磁閥關(guān)閉不好，應(yīng)在閥前后設(shè)置放凈裝置，將閥處母液放凈，避免造成閥的關(guān)閉不靈活的問(wèn)題。手動(dòng)閥的選型基本能滿足生產(chǎn)運(yùn)行。但PN1.0的對(duì)夾式蝶閥作為碳化塔CO2、清洗氣、中部混合氣進(jìn)氣閥，從我們運(yùn)行情況來(lái)看，無(wú)法滿足操作壓力在0.32～0.37MPa，閥門內(nèi)漏嚴(yán)重。不得已我們將這些進(jìn)氣閥進(jìn)行了更換，壓力等級(jí)提高至PN1.6，但是在外界溫度低的狀況下，因內(nèi)襯膠變硬，還會(huì)出現(xiàn)內(nèi)漏現(xiàn)象；當(dāng)外界溫度高于10℃時(shí)，內(nèi)漏現(xiàn)象有所好轉(zhuǎn)。大連冷凍機(jī)廠為我們?cè)O(shè)計(jì)的冷凍機(jī)出入口也選用了PN3.2對(duì)夾式蝶閥，在試車時(shí)，內(nèi)漏嚴(yán)重，嚴(yán)重影響冷凍機(jī)的正常運(yùn)行，我們?cè)谶@些閥前后均增加了一道PN3.2的閘閥進(jìn)行控制；對(duì)夾式蝶閥還存在著出現(xiàn)故障無(wú)法抽加盲板的問(wèn)題；因此，對(duì)夾式蝶閥是否合適在氣路上使用，還需商榷及論證。

6.3 自動(dòng)控制

生產(chǎn)控制系統(tǒng)采用浙大中控技術(shù)，由北京貝斯組態(tài)。在分析儀表上無(wú)在線分析，如聯(lián)堿生產(chǎn)中α值、β值、Na＋等，靠人工分析存在誤差；在蒸汽冷凝液輸送系統(tǒng)無(wú)自動(dòng)控制，致使各壓力等級(jí)調(diào)節(jié)僅靠手動(dòng)操作，波動(dòng)極大；還有部分操作未引入中心控制室；原料、成品計(jì)量單一等缺陷，都是我們?cè)诮窈笮韪倪M(jìn)的地方。

總之，從30萬(wàn)t／a聯(lián)堿生產(chǎn)運(yùn)行近1年的情況來(lái)看，其工藝、設(shè)備選擇還存在瑕疵，需以后再做進(jìn)一步的完善。

TQ 114.162

C

1005－8370（2012）06－03－08

2012－10－11

魏有福（1959—），1982年畢業(yè)于西北大學(xué)化工系，現(xiàn)任陜西興化集團(tuán)總工藝師，正高級(jí)工程師。