王 全

(大連化工研究設(shè)計(jì)院，遼寧大連 116023)

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專論與綜述

聯(lián)合制堿重堿過(guò)濾和離心分離(一)
——重堿分離技術(shù)進(jìn)展

王 全

(大連化工研究設(shè)計(jì)院，遼寧大連 116023)

講述聯(lián)堿法純堿制造過(guò)程中重堿真空過(guò)濾技術(shù)的原理，重堿濾餅洗滌過(guò)程的工藝流程；介紹離心機(jī)二次分離技術(shù)；分析國(guó)內(nèi)外離心機(jī)分離重堿晶漿的技術(shù)現(xiàn)狀。

聯(lián)堿；重堿過(guò)濾；離心分離；真空過(guò)濾機(jī)；離心機(jī)；技術(shù)進(jìn)展

重堿分離，即重堿過(guò)濾和離心分離，把碳化塔取出液中懸浮的碳酸氫鈉(重堿)結(jié)晶與母液分離開來(lái)，是純堿生產(chǎn)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，聯(lián)合制堿法生產(chǎn)的重堿分離工序承擔(dān)著三項(xiàng)主要任務(wù)：

1)分離出重堿結(jié)晶，并加水于濾餅，置換其中的母液，降低純堿產(chǎn)品中的鹽分，生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

2)在分離出重堿結(jié)晶的同時(shí)，使濾餅盡量脫水，降低濕重堿的水分，減少重堿煅燒工序的中壓蒸汽消耗，節(jié)省能耗。

3)在保證生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)純堿產(chǎn)品的前提下，調(diào)節(jié)控制當(dāng)量洗水的加入量，維持循環(huán)系統(tǒng)的母液平衡，杜絕母液膨脹，降低原料氨、鹽消耗。

傳統(tǒng)的重堿分離在回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)上進(jìn)行，不冷式碳化聯(lián)合制堿可以使用連續(xù)推料離心機(jī)分離重堿晶漿。

1 重堿分離技術(shù)進(jìn)展

1.1 真空過(guò)濾技術(shù)簡(jiǎn)介

1.1.1 過(guò)程原理

真空過(guò)濾的基本原理是依靠真空機(jī)(泵)將過(guò)濾介質(zhì)(濾網(wǎng)或?yàn)V布)內(nèi)側(cè)抽成真空，使內(nèi)外兩側(cè)形成壓力差，于是懸浮液中的液體便從過(guò)濾介質(zhì)的外側(cè)通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)特有的孔眼流向內(nèi)側(cè)并被抽走，懸浮液中的固體顆粒則被過(guò)濾介質(zhì)截留在外側(cè)形成濾餅。從而達(dá)到液固分離的目的。被抽走的液體稱為濾液。

1)過(guò)濾速度

過(guò)濾速度定義為過(guò)濾機(jī)單位面積通過(guò)的濾液流量，它決定了過(guò)濾生產(chǎn)能力。過(guò)濾速度以下式表示：

(1)

式中:C—過(guò)濾速度，m3/m2·s(或m/s)；V—單位過(guò)濾(吸堿)時(shí)間的濾液流量，m3；τ—過(guò)濾(吸堿)時(shí)間，s；F—過(guò)濾機(jī)面積，m2；p—過(guò)濾壓力差，kgf/m2；μ—懸浮液液相的粘度，kgf·s/m2；ρ1,ρ——過(guò)濾介質(zhì)和濾餅的比阻，m-2；h1，h—過(guò)濾介質(zhì)和濾餅的厚度，m。

可見(jiàn)，過(guò)濾速度C的大小與過(guò)濾壓力差(或稱過(guò)濾壓力)p成正比，與懸浮液液相的粘度μ以及過(guò)濾阻力(過(guò)濾介質(zhì)和濾餅的阻力之和)(ρ1h1+ρh)成反比。

過(guò)濾壓力差是液體通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的推動(dòng)力，因此，要求在生產(chǎn)操作中控制較高的真空度，通常達(dá)到40～55 kPa。

過(guò)濾介質(zhì)的阻力隨介質(zhì)品種而異，通常使用的過(guò)濾介質(zhì)中毛絨布阻力較大，滌綸布次之，金屬濾網(wǎng)阻力最小。濾餅的阻力主要決定于重堿結(jié)晶顆粒的粒度、結(jié)晶的形狀和表面的光滑程度，粒度大，箱形或近于球形，表面光滑的重堿結(jié)晶顆粒的過(guò)濾阻力小，另外濾餅的阻力與濾餅的厚度有關(guān)，厚度大則阻力大。由于在一定的濾堿機(jī)轉(zhuǎn)速下濾餅厚度決定于過(guò)濾生產(chǎn)能力，所以現(xiàn)代的純堿生產(chǎn)力求提高碳酸化過(guò)程的重堿結(jié)晶質(zhì)量以求在較厚的濾餅厚度下降低過(guò)濾阻力，以及使用阻力小的過(guò)濾介質(zhì)，如一定孔目數(shù)的金屬絲網(wǎng)，以降低過(guò)濾總阻力，提高真空過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力。實(shí)際生產(chǎn)中，碳化塔取出液中過(guò)多的雜質(zhì)沉淀，如性粘的硫化亞鐵，細(xì)小的鈣和鎂的碳酸鹽類，以及細(xì)小的重堿結(jié)晶等，極容易堵塞過(guò)濾介質(zhì)的毛細(xì)孔，或者附著于濾餅表面，增大過(guò)濾阻力，降低生產(chǎn)能力，應(yīng)力求減少。

2)回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)的工作過(guò)程

真空過(guò)濾機(jī)旋轉(zhuǎn)一周的工作過(guò)程見(jiàn)圖1。

圖1 真空過(guò)濾機(jī)轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)一周過(guò)程中的作用示意圖

當(dāng)轉(zhuǎn)鼓沿箭頭方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，吸入?yún)^(qū)域的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)各扇形格同真空管相接通，依靠過(guò)濾介質(zhì)兩側(cè)的壓力差，堿槽中的重堿懸浮液被吸向過(guò)濾介質(zhì)的外側(cè)，母液被吸入轉(zhuǎn)鼓，重堿結(jié)晶則被截留于過(guò)濾介質(zhì)的外側(cè)形成濾餅。轉(zhuǎn)鼓繼續(xù)旋轉(zhuǎn)離開堿槽液面后，進(jìn)入吸干區(qū)域，濾餅中的母液被逐漸吸干，母液與被吸入的空氣一起進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)。轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)至水平線上方45～60°的區(qū)域時(shí)，加入洗水置換濾餅中的殘留母液，部分洗水和殘留母液被吸入轉(zhuǎn)鼓，濾餅中的氯根濃度得以降低，該區(qū)域稱為洗滌區(qū)域。繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至擠壓區(qū)域，在真空吸干的同時(shí)用壓輥幫助擠壓濾餅的水分。擠壓區(qū)域后為最后的吸干區(qū)域， 此時(shí)濾餅中的水分和鹽分(氯根)已降至最低。合格的重堿濾餅轉(zhuǎn)到卸料區(qū)域被刮刀刮下。轉(zhuǎn)鼓上尚剩留3～4 mm厚的濾餅層隨轉(zhuǎn)鼓進(jìn)入最后區(qū)域——吹風(fēng)再生區(qū)域，在吹風(fēng)前先吸入母液，然后與壓縮空氣一起將殘留濾餅吹下，并使過(guò)濾介質(zhì)的毛細(xì)孔恢復(fù)正常，進(jìn)行下一周期的過(guò)濾過(guò)程。如此周而復(fù)始，循環(huán)作業(yè)。

回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力按下式計(jì)算：

Q=1 440ρWnF(h-h0)

式中:Q—過(guò)濾機(jī)的生產(chǎn)能力，t/d；ρ—重堿濾餅密度，t/m3；W—重堿燒成率，%；n—轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，r/min；F—轉(zhuǎn)鼓的過(guò)濾面積，m2；h—重堿濾餅厚度，m；h0—刮刀下轉(zhuǎn)鼓上殘留的濾餅厚度，m。

1.1.2 濾餅的洗滌

純堿制造重堿分離過(guò)程中濾餅的洗滌是重堿分離的另一特征，由于重堿結(jié)晶粒度細(xì)小，晶形和表面狀況差等緣故，使得濾餅的洗滌變得更為重要。

1)理想的洗滌是洗水對(duì)濾餅中母液的置換

純堿生產(chǎn)碳化塔出堿液組成列于表1。

表1 碳化塔出堿液組成

以總氯TCl表示的氯離子(NH4Cl+NaCl)濃度，聯(lián)堿法比氨堿法生產(chǎn)高約17%。由于實(shí)際生產(chǎn)真空過(guò)濾機(jī)的轉(zhuǎn)鼓上加洗水置換重堿濾餅中母液的洗滌過(guò)程不可能進(jìn)行得十分完全，即分離后的重堿半成品中必然含有少量殘留母液，便造成了重堿含氯，于是在煅燒爐中：

NH4Cl+NaHCO3→NaCl+NH3↑+CO2↑+H2O↑

NaCl(aq)→NaCl(s)

重堿中的氯化物全部以固態(tài)NaCl的形式參雜于純堿產(chǎn)品中。

過(guò)濾機(jī)上洗水置換濾餅中母液的過(guò)程見(jiàn)圖2示意。

圖2 洗水置換濾餅中母液示意圖

如圖2所示，真空過(guò)濾機(jī)轉(zhuǎn)鼓上形成的重堿濾餅，結(jié)晶顆粒之間的排列有一定的空隙，組成了無(wú)數(shù)根縱橫交錯(cuò)的毛細(xì)管，洗水加于濾餅表面并被抽吸進(jìn)入濾餅內(nèi)部，在毛細(xì)管中滲透，滯緩流動(dòng)并置換其中的母液，最后穿透濾餅進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)腔被真空系統(tǒng)抽走。開始時(shí)被置換出的是母液，隨著過(guò)程進(jìn)行，由于發(fā)生洗水和母液的混合以及分子擴(kuò)散作用，而后離開濾餅層的是母液和洗水的混合物(濾液)，總的趨勢(shì)是濾液中的氯根降低，表明重堿濾餅中的母液殘留量減少，氯化物含量降低。

重堿結(jié)晶顆粒在濾餅中的排列是不規(guī)則的，況且結(jié)晶粒度大小和晶形參差不齊，表面粗糙，凹凸不平，使得上述毛細(xì)管的排列雜亂無(wú)章，濾餅的透氣、透水性較差，影響了真空抽吸和洗水對(duì)濾餅中母液的置換效果，尤其在結(jié)晶的凹面處，以及濾餅中無(wú)數(shù)個(gè)結(jié)晶受擠緊密排列時(shí)難免形成的“死眼”，洗水更難以置換其中的母液，也難以與其混合，僅能靠分子擴(kuò)散緩慢降低濃度，所以說(shuō)現(xiàn)行生產(chǎn)真空過(guò)濾機(jī)上洗水置換濾餅中母液的過(guò)程是不完全的，洗滌效果較差。

2)當(dāng)量洗水的限制和低鹽純堿生產(chǎn)方法

加大洗水量無(wú)疑可以減小濕重堿中的氯化物含量，降低純堿產(chǎn)品鹽分，但是，無(wú)論氨堿法，還是聯(lián)合制堿法生產(chǎn)，重堿分離過(guò)程的濾餅洗滌都有一個(gè)當(dāng)量洗水的概念，有一個(gè)洗水量的限制。

聯(lián)合制堿法生產(chǎn)的當(dāng)量洗水，是指過(guò)程化學(xué)反應(yīng)和維持循環(huán)系統(tǒng)母液平衡所需的工藝用水，是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)純堿的最大洗水量，約0.75 m3/t；而氨堿法生產(chǎn)的當(dāng)量洗水則為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)純堿的最小洗水量，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)為0.6～0.7 m3/t。

氨堿法生產(chǎn)純堿產(chǎn)品鹽分0.4%～0.5%，聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿產(chǎn)品鹽分0.5%～0.6%。行業(yè)曾經(jīng)在一段時(shí)期內(nèi)熱衷于一種低鹽(NaCl≤0.3%)純堿產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)。

聯(lián)合制堿法生產(chǎn)母液封閉循環(huán)，靠在真空過(guò)濾機(jī)上多加洗水的方法生產(chǎn)低鹽純堿顯然不行。氨堿法工廠在過(guò)濾機(jī)上多加洗水，雖然可以達(dá)到降低純堿鹽分的目的，但成本太高。進(jìn)入21世紀(jì)后，國(guó)內(nèi)部分氨堿廠將純堿產(chǎn)品鹽分降低到0.4%以下，但由于多加洗水，使得過(guò)濾轉(zhuǎn)化率損失成倍增加，例某廠2001年過(guò)濾轉(zhuǎn)化率損失高達(dá)3.64%，且不說(shuō)多加洗水使得濾過(guò)母液被大量稀釋，增加了蒸餾費(fèi)用，按照當(dāng)年該廠生產(chǎn)碳化轉(zhuǎn)化率74.08%計(jì)，重堿過(guò)濾過(guò)程的產(chǎn)品損失率達(dá)到4.91%，僅這過(guò)濾一項(xiàng)就損失純堿產(chǎn)品近5萬(wàn)噸(該廠2001年純堿產(chǎn)量為100.11萬(wàn)t)，與國(guó)外一些氨堿廠為了生產(chǎn)低鹽純堿，將洗水量增加到1.0 m3/t的報(bào)導(dǎo)，同樣不是明智之舉。

經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、靈活、可靠的生產(chǎn)低鹽純堿的方法，是在重質(zhì)純堿加工過(guò)程中采用簡(jiǎn)單的加減辦法生產(chǎn)低鹽重質(zhì)純堿和普通重質(zhì)純堿。

1.1.3 工藝流程

重堿真空過(guò)濾的工藝流程見(jiàn)圖3。

1.出堿槽 2.洗水桶 3.過(guò)濾機(jī) 4.重堿皮帶 5.吹風(fēng)機(jī) 6.堿液桶 7.堿液泵 8.母液桶 9.母液泵 10.真空機(jī) 11.分離器 12.凈氨塔圖3 重堿真空過(guò)濾的工藝流程

圖3為傳統(tǒng)的純堿生產(chǎn)過(guò)濾工序的原則工藝流程。如圖所示，由碳化塔取出的重堿結(jié)晶懸浮液經(jīng)出堿槽1，進(jìn)入真空過(guò)濾機(jī)3下部帶有機(jī)械攪拌的堿液槽(堿缸)，進(jìn)行如上節(jié)所述的真空過(guò)濾工作過(guò)程，完成重堿結(jié)晶懸浮液的液固分離作業(yè)。堿液槽上部設(shè)有溢流管，過(guò)剩的懸浮液從溢流管流入沒(méi)有機(jī)械攪拌的堿液桶6，然后重新用堿液泵7打回出堿槽1。

依真空被吸入過(guò)濾機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的母液、洗水和空氣一起經(jīng)錯(cuò)氣頭去氣液分離器11，混有洗水的母液稱為濾液由分離器底靠位差形成的靜壓流入母液Ⅰ桶8，并用母液Ⅰ泵9送至吸氨工序。被分離的氣體從分離器頂部去凈氨塔12回收其中的氨和二氧化碳后經(jīng)真空泵10抽吸排空。

附著于轉(zhuǎn)鼓上的被洗滌、壓實(shí)和吸干的重堿濾餅被刮刀刮下后經(jīng)下料溜子到重堿皮帶輸送機(jī)上，然后送到煅燒工序煅燒成純堿產(chǎn)品。

過(guò)濾介質(zhì)吹凈用的壓縮空氣由吹風(fēng)機(jī)5經(jīng)錯(cuò)氣頭送入轉(zhuǎn)鼓的吹風(fēng)區(qū)域?！跋礈臁庇玫能浰上此?經(jīng)灑水槽淋灑于濾餅。

1.1.4 真空過(guò)濾機(jī)

聯(lián)合制堿法純堿生產(chǎn)采用的回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)，有內(nèi)錯(cuò)氣和外錯(cuò)氣(圖4)兩種，前者為小型生產(chǎn)使用，后者的生產(chǎn)規(guī)模較大。

真空過(guò)濾機(jī)由轉(zhuǎn)鼓(或稱濾鼓)、錯(cuò)氣盤(或叫分配頭)、堿液槽、攪拌器及傳動(dòng)裝置、壓輥、刮刀和灑水槽等部件組成。

國(guó)內(nèi)聯(lián)合制堿法使用的真空過(guò)濾機(jī)的規(guī)格及技術(shù)性能見(jiàn)表2。

至21世紀(jì)，國(guó)內(nèi)真空過(guò)濾機(jī)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，號(hào)稱吹風(fēng)卸料技術(shù)，洗后液與母液分離技術(shù)，洗水噴淋技術(shù)，分配頭密封技術(shù)以及整體結(jié)構(gòu)改進(jìn)等五大技術(shù)進(jìn)步。特別是分配頭密封技術(shù)，采用內(nèi)外三重密封結(jié)構(gòu)形成了可在運(yùn)行中隨時(shí)緊固、確保錯(cuò)氣盤緊密貼合的密封系統(tǒng)，從根本上杜絕了大直徑錯(cuò)氣盤的泄漏難題。

1.吹風(fēng)機(jī) 2.吹氣嘴子 3.壓輥 4.大齒輪 5.真空分離器(罐) 6.堿液槽 7.攪拌器 8.轉(zhuǎn)鼓 9.主軸瓦圖4-a 內(nèi)錯(cuò)氣真空過(guò)濾機(jī)

1.壓輥 2.攪拌軸承 3.分配頭 4.主軸承 5.空心軸 6.堿液槽 7.攪拌器 8.轉(zhuǎn)鼓 9.濾算子 10.大齒輪 11.墊鐵圖4-b 外錯(cuò)氣真空過(guò)濾機(jī)

規(guī)格型號(hào)6．513．41720．423轉(zhuǎn)鼓直徑m2．252．252．62．62．8轉(zhuǎn)鼓寬度m0．921．92．5過(guò)濾面積m26．513．41720．423轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速r/min0．89～2．671．24～2．770．25～2．47主電機(jī)功率kW41111攪拌電機(jī)功率kW2．25．5攪拌次數(shù)1/min2519～4225真空度kPa30～6030～60≥4530～60≥45吹風(fēng)壓力(表)kPa30～5030～50≥3030～50≥30生產(chǎn)能力t堿/d140～180300～350500～550500～600700～750設(shè)備重量t16．423．738．7

1.2 真空水平帶式過(guò)濾機(jī)

近年，大化、天堿兩個(gè)老廠在聯(lián)堿搬遷工程，以及安棚堿廠(天然堿)的擴(kuò)建工程中都引進(jìn)了DORR-OLIVER EJMCO的真空水平帶式過(guò)濾機(jī)，嗣后，江蘇淮安堿廠新建氨堿工程、南方堿廠的氨堿法擴(kuò)建工程也相繼引進(jìn)了PRA公司的帶式過(guò)濾機(jī)，投產(chǎn)后均稱使用效果良好，石聯(lián)和中鹽昆山的聯(lián)堿搬遷工程中的帶式過(guò)濾機(jī)正在建設(shè)中。

國(guó)內(nèi)在引進(jìn)、消化吸收的基礎(chǔ)上研發(fā)的真空水平帶式過(guò)濾機(jī)，于2011年11月在大化集團(tuán)投產(chǎn)，指標(biāo)先進(jìn)。

由帶式過(guò)濾自身的優(yōu)越條件決定了真空水平帶式過(guò)濾機(jī)的突出優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)能力大，重堿水分低，鹽分低以及洗水使用量小等。國(guó)內(nèi)使用規(guī)格54～108 m2，生產(chǎn)能力900～1 800 t/d，重堿水分14%～17%，重堿鹽分≤0.25%(Wt)，洗水使用量≤0.6 m3/t。

1.3 離心機(jī)二次分離技術(shù)簡(jiǎn)介

重堿離心機(jī)二次分離技術(shù)起源于國(guó)外，很難找到有更多的理由可以解釋，推料離心機(jī)分離重堿的開發(fā)是為了在真空過(guò)濾機(jī)后的聯(lián)入方式作重堿二次分離，而不是要代替真空過(guò)濾機(jī)直接分離重堿晶漿，包括蘇爾壽、愛(ài)雪維斯(Escher Wyss)，或者日本的P/2型推料離心機(jī)。

有兩類離心機(jī)二次分離工藝：一是以蘇爾壽技術(shù)為代表的三級(jí)推料離心機(jī)進(jìn)行重堿二次分離，我國(guó)濰坊堿廠、青島堿廠，包括唐山堿廠引進(jìn)德國(guó)篩得力(SIEBTECHNIK)公司的二級(jí)推料式離心機(jī)；另一類是日本堿廠的重堿二次分離技術(shù)。

1.3.1 國(guó)內(nèi)重堿二次分離工藝

國(guó)內(nèi)采用重堿二次分離技術(shù)的工藝流程見(jiàn)圖5。

1.過(guò)濾機(jī) 2.洗后液桶 3.洗后液泵 4.洗后液分離器 5.洗水桶 6.母液分離器 7.堿液澄清桶 8.稠厚器 9.晶漿泵 10.母液Ⅰ桶 11.母液Ⅰ泵 12.機(jī)下皮帶 13.螺旋輸送機(jī) 14.離心機(jī) 15.氣液分離器 16.濾液桶 17.濾液泵 圖5 重堿二次分離工藝流程

真空過(guò)濾機(jī)刮下的重堿濾餅經(jīng)三級(jí)推料離心機(jī)或兩級(jí)柱錐式離心機(jī)二次分離后，水分可以降低到13%～15%，而重堿鹽分的減少不明顯。在離心機(jī)上加洗水可以降低重堿鹽分，但將引起重堿水分增加，而且，濾液的含固量比較高，造成處理麻煩。

近年國(guó)內(nèi)真空水平帶式過(guò)濾機(jī)的發(fā)展，或許會(huì)擠占二次分離的空間。

1.3.2 日本純堿生產(chǎn)中的重堿二次分離

旭硝子北九州工廠使用P-6/2(相當(dāng)于國(guó)產(chǎn)HR1000-N)雙級(jí)推料離心機(jī)，以及德山曹達(dá)公司德山工廠使用φ2M臥式刮刀離心機(jī)，置于真空過(guò)濾機(jī)后進(jìn)行重堿二次分離，其特點(diǎn)是碳化塔取出的重堿懸浮液先用真空過(guò)濾機(jī)過(guò)濾，然后用飽和堿液在一調(diào)漿桶中將過(guò)濾機(jī)刮下的重堿調(diào)成堿漿，再用離心機(jī)分離。北九州工廠的重堿水分10%～12%，純堿產(chǎn)品鹽分0.3%；德山工廠重堿水分6%～8%，純堿產(chǎn)品鹽分0.3%～0.4%。

其中旭硝子北九州工廠采用NA法制堿，A式碳化塔生產(chǎn)的重堿結(jié)晶質(zhì)量較好，比較大的粒子比較多，雖然使用P-6/2雙級(jí)推料離心機(jī)作重堿二次分離，但其分離的是用飽和堿液在一調(diào)漿桶中調(diào)成的重堿料漿，有推料式離心機(jī)分離重堿晶漿的特征。P-6/2型離心機(jī)轉(zhuǎn)速950 r/min，推料次數(shù)25次/min，板網(wǎng)材質(zhì)SUS316，網(wǎng)隙0.1～0.3 mm，單機(jī)能力150 t/d。

1.4 離心機(jī)分離重堿晶漿技術(shù)現(xiàn)狀

離心機(jī)分離重堿的本意是連續(xù)離心機(jī)取代真空過(guò)濾機(jī)分離重堿晶漿。顯著降低濕重堿水分，節(jié)省煅燒過(guò)程中壓蒸汽消耗。

1.4.1 國(guó)外離心機(jī)分離重堿情況

1959年印度瓦納西投產(chǎn)的120 t/d改良索爾維法(聯(lián)合制堿法)工廠，采用四個(gè)圓筒形碳化器組成的碳化單元生產(chǎn)，制得的重堿結(jié)晶密度較大，使用蘇爾壽——愛(ài)雪維斯的推料式離心機(jī)分離經(jīng)稠厚的重堿晶漿。

1980年代，蘇爾壽公司曾在波蘭的氨堿法工廠進(jìn)行推料離心機(jī)分離重堿試驗(yàn)。同期，日本旭硝子公司北九州工廠的NA法制堿生產(chǎn)，在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上使用了P-6/2型雙級(jí)推料離心機(jī)，于重堿二次分離中分離由飽和堿液調(diào)成的重堿料漿。Z·蘭特認(rèn)為，離心機(jī)分離重堿只實(shí)現(xiàn)了置于過(guò)濾機(jī)后面的二次分離，也雖然有一些用離心機(jī)分離碳酸氫鈉的工廠，但純堿生產(chǎn)中還沒(méi)有使用離心機(jī)代替真空過(guò)濾機(jī)分離重堿。

1.4.2 國(guó)內(nèi)推料離心機(jī)分離重堿晶漿的研究與工業(yè)化實(shí)踐

自1980年代后期開始，國(guó)內(nèi)制堿工業(yè)研究所等對(duì)用二級(jí)推料離心機(jī)分離重堿晶漿作了比較詳盡的研究。

1)1987～1988年，于制堿工業(yè)研究所中間試驗(yàn)車間使用WH2-300二級(jí)推料離心機(jī)，對(duì)聯(lián)合制堿索爾維碳化塔、內(nèi)溢流菌帽塔以及索爾維碳化塔添加表面活性劑碳酸化制造的三種重堿結(jié)晶，進(jìn)行了稠厚晶漿分離中間試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：索爾維碳化塔制造的重堿結(jié)晶，由于粒度細(xì)小，晶形較差等原因，使用二級(jí)推料離心機(jī)進(jìn)行料漿分離是困難的；內(nèi)溢流菌帽塔和索爾維碳化塔添加表面活性劑生產(chǎn)的重堿結(jié)晶可以使用二級(jí)推料離心機(jī)進(jìn)行料漿分離，重堿結(jié)晶平均粒徑≥110 μm，離心機(jī)轉(zhuǎn)速1 500 r/min，分離因數(shù)383/465，濕重堿水分≤10%；Ⅰ級(jí)網(wǎng)縫隙0.1 mm，濾液含固量≤3%(視V%)；中間試驗(yàn)對(duì)篩網(wǎng)的串接式和焊接式設(shè)計(jì)作了比較，焊接網(wǎng)的開孔率大，生產(chǎn)能力亦大，而且，離心機(jī)的生產(chǎn)能力還與進(jìn)料的固液比有關(guān)，即稠厚器下料的晶漿固液比高則生產(chǎn)能力大。

2)1989年于鄭州化肥廠使用HR500-N二級(jí)推料離心機(jī)，對(duì)聯(lián)合制堿索爾維碳化塔添加表面活性劑條件下生產(chǎn)的重堿結(jié)晶，進(jìn)行了稠厚晶漿分離生產(chǎn)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果：離心機(jī)轉(zhuǎn)速1 750 r/min，分離因數(shù)698/851，濕重堿水分<12%，重堿含鹽≤0.35%，洗水用量≤600 kg/t。

生產(chǎn)試驗(yàn)使用銑制板網(wǎng)，Ⅰ級(jí)網(wǎng)的網(wǎng)隙為0.12～0.15 mm時(shí)，濾液含固量≥3%；Ⅰ級(jí)網(wǎng)網(wǎng)隙0.09～0.12 mm時(shí)，濾液含固量1.5%～2.0%，生產(chǎn)試驗(yàn)比較了網(wǎng)條寬度3.84 mm和2.2 mm，相應(yīng)的開孔率為3.40%和5.5%條件下離心機(jī)的生產(chǎn)能力。

3)1992年于重慶氮肥廠使用HR630-N二級(jí)推料離心機(jī)對(duì)自然循環(huán)外冷碳化塔(單外冷、濃氣碳化)生產(chǎn)的重堿結(jié)晶進(jìn)行稠厚料漿分離的應(yīng)用試驗(yàn)，試驗(yàn)用板網(wǎng)的網(wǎng)隙，Ⅰ級(jí)網(wǎng)0.10 mm，Ⅱ級(jí)網(wǎng)0.13 mm，離心機(jī)轉(zhuǎn)速1 400 r/min，推料次數(shù)60次/min，濕重堿水分10%，分離能力約6 t/h，洗水量<0.5 m3/t。

4)1996年于內(nèi)蒙古赤峰化工總廠的20 kt/a不冷式碳化聯(lián)合制堿生產(chǎn)中應(yīng)用HR630-N二級(jí)推料離心機(jī)代替真空過(guò)濾機(jī)分離經(jīng)稠厚的重堿晶漿，離心機(jī)轉(zhuǎn)速1 380 r/min，分離因數(shù)596/671，推料次數(shù)60次/min；Ⅰ級(jí)網(wǎng)網(wǎng)隙0.12 mm，開孔率5%，Ⅱ級(jí)網(wǎng)網(wǎng)隙0.15 mm，Ⅰ、Ⅱ級(jí)過(guò)濾區(qū)長(zhǎng)度240/240 mm，洗水加于Ⅰ級(jí)過(guò)濾區(qū)末端約40 mm處。Ⅱ級(jí)網(wǎng)濾餅甩出呈散狀，濕重堿水分8%～10%，碳化塔超負(fù)荷(φ1600×25000塔單塔能力>40 t/d，相應(yīng)的容積能力達(dá)到0.9 t/m3·d)時(shí)，濕重堿水分12.66%，重堿鹽分0.2%～0.3%，純堿鹽分<0.5%，濾液含固量1.5%～2.0%(視V%)。稠厚器和離心機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行正?？煽?。

(未完待續(xù))

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2014-12-31