張 榮，王瑞林，劉曉菲，程 貝

(中鹽內(nèi)蒙古化工股份有限公司，內(nèi)蒙古阿拉善 750333)

1 前言

無(wú)水氯化鈣(CaCl2)白色或灰白色固體(粒狀、塊狀或粉末)，味微苦，無(wú)臭，易溶于水，溶于水時(shí)放出大量的熱，具有強(qiáng)烈的吸濕性，于空氣中極易潮解，需密閉儲(chǔ)存。內(nèi)蒙古蘭太實(shí)業(yè)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“公司”)氯化鈣生產(chǎn)線，始建于2006年，其生產(chǎn)原料來(lái)源于當(dāng)?shù)丶儔A廠排出的廢液。氨堿法生產(chǎn)1 t純堿產(chǎn)生約10 m3廢液，廢液主要成分為氯化鈣、少量的氯化鈉和堿渣。生產(chǎn)的無(wú)水氯化鈣主要用做公司金屬鈉廠電解氯化鈉時(shí)，降低氯化鈉熔點(diǎn)的助熔劑。

2 無(wú)水氯化鈣生產(chǎn)工藝

利用該地區(qū)特殊的氣候條件，采用鹽田灘曬技術(shù)對(duì)純堿廠排放的蒸氨廢液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，蒸發(fā)過(guò)程中，首先廢液中的氯化鈉結(jié)晶析出，采收后用于純堿原料，繼續(xù)對(duì)蒸氨廢液進(jìn)行蒸發(fā)，當(dāng)濃度達(dá)到31 °Be′以上時(shí)，進(jìn)入氯化鈣生產(chǎn)線進(jìn)行凈化、噴霧干燥造粒后生產(chǎn)出成品——無(wú)水氯化鈣。

2.1 灘曬

根據(jù)蒸發(fā)量大小，將18 °Be′～20 °Be′的蒸氨廢液(母液)灌入池中進(jìn)行自然蒸發(fā)濃縮，當(dāng)母液濃度達(dá)到29 °Be′時(shí)，開(kāi)時(shí)析出氯化鈉，當(dāng)濃縮到32 °Be′～35 °Be′時(shí)，母液中各項(xiàng)離子達(dá)到無(wú)水氯化鈣的質(zhì)量要求，將粗母液存入母液池中備用。如圖1。

圖1 無(wú)水氯化鈣生產(chǎn)工藝流程圖Fig.1 Production process flow chart of anhydrous calcium chloride

2.2 凈化

灘曬制得的粗母液含有泥沙等雜質(zhì)。凈化工序是利用沉清桶和砂濾器，將粗母液中的泥沙等雜質(zhì)過(guò)濾掉，凈化得到符合標(biāo)準(zhǔn)的潔凈母液。

2.3 噴霧造粒

采用流態(tài)化工藝，強(qiáng)制傳質(zhì)傳熱。采用燃煤熱風(fēng)爐加熱，把凈化空氣加熱到350 ℃～450 ℃送入造粒塔進(jìn)行熱交換，氯化鈣母液經(jīng)加熱后，析出顆粒狀無(wú)水氯化鈣成品。

3 運(yùn)行現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

氯化鈣主要生產(chǎn)工序?yàn)閲婌F造粒，噴霧造粒的關(guān)鍵設(shè)備為造粒塔，造粒塔運(yùn)行周期受熱風(fēng)溫度、塔內(nèi)風(fēng)向、運(yùn)行操作等影響較大，故生產(chǎn)操作要點(diǎn)是提高造粒塔運(yùn)行周期，保證生產(chǎn)效率。影響造粒塔運(yùn)行周期短的主要原因?yàn)椋捍骸⒍灸敢簼舛炔町惔?；鼓引風(fēng)系統(tǒng)有漏風(fēng)點(diǎn)，鼓引風(fēng)量配比不合理。造粒塔內(nèi)大量成片結(jié)包掛壁于喉管。六水氯化鈣和氯化鈉顆粒在泡沫洗滌塔出口、折流板塔壁成片結(jié)包掛壁，造成鼓引風(fēng)不暢，無(wú)水氯化鈣和六水氯化鈣、氯化鈉顆粒分別在喉管處和泡沫洗滌塔出口、折流板塔壁處掛壁更為嚴(yán)重，導(dǎo)致喉管處和泡沫洗滌塔出口、折流板塔壁處清理洗塔頻繁，運(yùn)行時(shí)間短效率低。

4 改進(jìn)措施

4.1 原料方面

灘曬池分級(jí)灘曬，生產(chǎn)過(guò)程中將不同濃度的母液摻兌進(jìn)行生產(chǎn)。如圖2。

圖2 灘曬池分級(jí)灘曬Fig.2 Grading of beach drying pond

4.2 設(shè)備及工藝方面

(1)在泡沫洗滌塔至引風(fēng)機(jī)進(jìn)口處和1#、2#風(fēng)機(jī)出口三通連接處加裝盲板，徹底阻斷系統(tǒng)內(nèi)部泄露。

(2)在泡沫洗滌塔手孔上開(kāi)孔焊接4分管頭連接清水管，定期清理喉管內(nèi)壁附著的氯化鈣粉塵并沖洗，防止掛壁堵塞。

(3)在分配器上安裝壓力表測(cè)量螺桿泵壓力，壓力控制在0.6 MPa～0.75 MPa，調(diào)整造粒塔噴嘴霧化角度。

(4)將換熱器頂部花板材質(zhì)由不銹鋼改為碳鋼，列管高出花板2 cm。造粒塔塔頭、花板用耐溫200 ℃的平板橡膠墊密封處理。

5 效果驗(yàn)證

1)節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本。通過(guò)以上改進(jìn)措施，生產(chǎn)運(yùn)行洗塔時(shí)間由4 h/次減至3 h/次，周期延長(zhǎng)至7 d～12 d；煤耗由0.6 t煤/t降到0.59 t煤/t；電耗由320 kW·h/t下降到310 kW·h/t；全年生產(chǎn)時(shí)間由8個(gè)月減至7.5個(gè)月。

2)提高產(chǎn)能。根據(jù)近3 a的生產(chǎn)量比較，2017年實(shí)際生產(chǎn)1 845 t；2018年實(shí)際生產(chǎn)2 055 t；2019年實(shí)際生產(chǎn)2 096 t。較改造前的2017年，產(chǎn)能提高了13%，為企業(yè)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益。

3)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈。氯化鈣生產(chǎn)線建設(shè)，既解決了氨堿法純堿生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量廢液對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，同時(shí)又因采用了鹽田灘曬技術(shù)有效地濃縮了蒸氨廢液，節(jié)省了大量蒸汽和電能，有效降低了單位產(chǎn)品能耗，延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，并將分離出的氯化鈉用于純堿生產(chǎn)，發(fā)展了循環(huán)經(jīng)濟(jì)。