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(中鹽吉鹽化集團(tuán)有限公司純堿廠，內(nèi)蒙古 阿拉善盟　750333)

1　純堿廠煅燒爐爐氣運(yùn)行現(xiàn)狀

重堿在煅燒爐中的化學(xué)反應(yīng)：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g)-129 kJ/mol

產(chǎn)生的爐氣含CO2、NH3、水蒸汽及堿塵Na2CO3(含塵量約60～70 mg/m3)。爐氣由出氣方箱進(jìn)入分離器回收堿塵(分離效率達(dá)95%)。而未經(jīng)回收的堿塵在洗滌塔內(nèi)被冷凝液帶走。

根據(jù)分析數(shù)據(jù)顯示：冷凝液的含堿量是3.5～6 tt，2016年全年送出冷凝液量264 840 m3。

全年損失的純堿量是：2 456～4 211 t。

2　改進(jìn)的措施及實(shí)施方案

利用重堿廢淡液作為爐氣洗滌補(bǔ)充液，在一定控制條件下進(jìn)行循環(huán)洗滌，對(duì)爐氣中的堿塵進(jìn)一步回收后，當(dāng)熱堿液達(dá)到一定濃度之后分別送到化堿和重灰水合使用，達(dá)到回收堿塵降低成本之目的。

試驗(yàn)共分為三個(gè)階段，第一階段試驗(yàn)煅燒爐氣洗滌塔參數(shù)變化和影響；第二階段試驗(yàn)對(duì)鹽水精制的影響和意義；第三階段試驗(yàn)對(duì)重灰生產(chǎn)的影響。

2.1　第一階段

首先將煅燒4#爐爐氣洗滌冷凝液循環(huán)系統(tǒng)與原流程進(jìn)行隔離，利用重灰洗水儲(chǔ)桶作為洗滌液儲(chǔ)桶，將來自重堿的廢淡液打入儲(chǔ)桶內(nèi)，改用一臺(tái)冷凝液泵作為爐氣洗滌循環(huán)泵，進(jìn)行爐氣洗滌試驗(yàn)。

2.1.1試驗(yàn)過程

3月2日，廢淡液改進(jìn)重灰洗滌儲(chǔ)桶，液位至50%時(shí)開始打循環(huán)。3月3日10:00投用4#煅燒爐，控制生產(chǎn)負(fù)荷20～24 t/h。循環(huán)量90 m3/h，洗滌塔出氣溫度88～89 ℃，24 h之后增加至32 t/h，試驗(yàn)有效時(shí)間共為171 h，于3月10日14:00全部結(jié)束。

投用前廢淡液指標(biāo)見表1、表2。

初次循環(huán)時(shí)間為一天(25.5 h)；檢測(cè)洗滌液指標(biāo)及整體試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3。

表1　廢淡液指標(biāo)對(duì)比(進(jìn)桶后煅燒爐未投入時(shí)循環(huán)液)

表2　淡液塔廢淡液指標(biāo)(正常運(yùn)行狀態(tài)下，蒸量35 m3/h)

表3　煅燒爐氣堿塵洗滌回收試驗(yàn)數(shù)據(jù)(循環(huán)一天后指標(biāo)變化范圍)

備注：煅燒爐氣堿塵洗滌回收試驗(yàn)數(shù)據(jù)(分別取5天、8天平均數(shù)據(jù))。

堿液量：用于化堿332.94 m3，用于重灰水合257.24 m3，兩者合計(jì)590.18 m3。

2017年3月3日開始查定：廢淡液FNH30.4 tt，NaHCO31.2 tt，Na2CO32.6 tt。

冷凝液FNH323.6 tt，NaHCO34.9 tt，Na2CO3

8.0 tt。

2.1.2試驗(yàn)出現(xiàn)的現(xiàn)象及分析

通過24 h的試驗(yàn)表明洗滌塔出液碳酸鈉(Na2CO3)濃度隨著時(shí)間的延長而逐漸呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，碳酸氫鈉(NaHCO3)呈現(xiàn)先揚(yáng)后抑的態(tài)勢(shì)波動(dòng)較大，說明它主要受到液相Na2CO3濃度的變化和塔內(nèi)溫度影響較大，轉(zhuǎn)化極其不穩(wěn)定所致。FNH3也是呈現(xiàn)先揚(yáng)后抑趨勢(shì)，之后穩(wěn)定在3～4 tt，說明氨在該相態(tài)下(溫度、壓力下)處于平衡狀態(tài)，與時(shí)間沒有關(guān)系。

通過試驗(yàn)表明該技術(shù)改造對(duì)整體爐氣洗滌系統(tǒng)未造成大的影響，但為了降低洗滌液含氨使洗滌塔出氣溫度升高7～8 ℃，略增加了冷凝塔負(fù)荷，堿回收率較高，氨由于設(shè)備自身設(shè)計(jì)限制不能完全分離，但通過增設(shè)真空管線可以達(dá)到回收之目的。

2.2　第二階段

2.2.1對(duì)鹽水的影響

堿液濃度(增濃后)90～100 tt，溫度在80 ℃左右，碳酸氫鈉含量最低0 tt，最高10 tt上下波動(dòng)較大，主要與洗滌液中碳酸氫鈉濃度波動(dòng)有關(guān)，氨幾乎為零。精制過程穩(wěn)定，濁度指標(biāo)正常無波動(dòng)，澄清桶運(yùn)行正常無返混現(xiàn)象，表明利用洗滌液化堿用于鹽水精制是可行的。

2.2.2主要現(xiàn)象

化堿桶頂部氨味較大，表明有一部分氨在化堿時(shí)逸出(措施：封閉桶頂增設(shè)真空管回收即可實(shí)現(xiàn)回收)。

2.3　第三階段

2.3.1試驗(yàn)過程

從3月8日17:00開始至3月10日14:00將洗滌液全部用于重灰化合水，采取連續(xù)加入的運(yùn)行方式進(jìn)行試驗(yàn)。開始運(yùn)行正常，水合機(jī)化合水溫度變化不大，適當(dāng)調(diào)整水堿比后，重灰結(jié)晶正常，3月10日發(fā)現(xiàn)化合水氨味較大，一水堿產(chǎn)生較多堿球，重灰返回量增加，14:00因無法運(yùn)行而終止生產(chǎn)。

2.3.2主要影響因素分析

由于洗水中含有氨，在化合過程中從輕灰洗滌液分解出的氨經(jīng)過重灰洗滌器之后再次被水吸收，形成閉環(huán)循環(huán)狀態(tài)，重灰洗滌器液相濃度逐漸升高，致使影響水合反應(yīng)，導(dǎo)致一水堿結(jié)晶發(fā)生變化，影響重灰生產(chǎn)。試驗(yàn)表明作為重灰化合水由于受到洗滌液含氨的影響而暫時(shí)無法使用。

3　運(yùn)行效益分析

1)采用間斷化堿，對(duì)試驗(yàn)得出的洗滌液數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

3月3日17：00～3月8日14:00合計(jì)116 h,共送精制332.94 m3堿液，濃度為24.81 tt。

2)由于本次試驗(yàn)是采用一臺(tái)煅燒爐進(jìn)行，且循環(huán)量較正常降低25%，換言之回收量約為正常堿塵量的1/2，故測(cè)算全部堿塵量應(yīng)為(全年按355天計(jì))：

21 889.64×2=43 779.28 kg

全年回收量=9 057.78×355=3 215.51 t

3)采用本次試驗(yàn)時(shí)使用堿液總量590.18 m3進(jìn)行計(jì)算：

4)本次試驗(yàn)有效時(shí)間為171 h。

固全年回收堿塵量為：

產(chǎn)生的效益=3 536.05×1 600元/t(出廠價(jià))=5 657 680元

5)淡液塔廢淡液量35 m3/h，含堿量4.2 tt，原生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)下廢淡液帶出堿量：

6)堿液總量590.18 m3，含氨3.4 tt，堿液帶出氨量(若在不回收的情況下)：

氨按2 500元/t計(jì)算：

4　試驗(yàn)分析結(jié)論

1)三種狀態(tài)下計(jì)算損失量比較如下：

通過計(jì)算顯示：兩個(gè)階段的試驗(yàn)和正常運(yùn)行狀態(tài)下的堿塵量基本相同，說明本次煅燒爐氣堿塵含量測(cè)定較為準(zhǔn)確，也就是說通過獨(dú)立洗滌系統(tǒng)操作回收完全可以達(dá)到回收效果；

2)對(duì)鹽水精制并無影響方可使用；化堿之后精制使用優(yōu)于直接用于化鹽，利大于弊，它的利用率較高，避免無效使用。

3)重灰化合水由于氨的影響暫時(shí)無法正常使用。

5　存在問題分析

1)會(huì)造成一定的氨損失；

2)冷凝液膨脹與溫度下降會(huì)影響淡液塔淡液蒸餾蒸汽消耗上升；20 m3/h冷凝液用160 ℃蒸汽從50 ℃加熱至80 ℃蒸汽消耗約為1 t,每年增加蒸汽用量8 500 t，折合成本增加約60萬元。

3)熱季由于溫度高影響冷凝塔負(fù)荷，將會(huì)在一定程度上影響全廠熱負(fù)荷平衡狀態(tài)。