宋希华，宋述沛

（山东海化集团，山东 潍坊 2 6 2 7 3 7）

氨碱法设备的发展特点

宋希华，宋述沛

（山东海化集团，山东 潍坊 2 6 2 7 3 7）

随着社会的快速发展，生产工艺和设备在氨碱法纯碱的发展中也具有十分显著的特点。近年来，大型制碱厂A P C-A d c o n控制系统被广泛应用，这种控制系统结合纯碱生产装置的工艺特点以及实际的工艺操作经验，对纯碱装置的控制系统做了进一步改进，纯碱的生产力水平得到提升。因此，结合纯碱的制造工艺特点，对其设备进行改善十分重要。本文主要针对生产工艺和设备在氨碱法纯碱的发展特点进行了分析。

生产工艺；设备；氨碱法；纯碱

碳酸钠称为“化工之母”，俗称纯碱。在基本的工业生产中，经常用作最基本的工业原料。目前，在我国众多的纯碱生产企业中，纯碱的生产方法主要采用氨碱法，生产岗位主要采用D C S控制。但是，纯碱的生产过程中还存在一定的缺陷。我国的制碱工艺以及设备还有待进一步优化和完善。由于纯碱处理的物料主要为气、液、固三种物质，并且在生产工艺上流程较长，连续性也相对较强，一般情况下的单变量对于复杂工业过程的的控制相对困难。所以，对其工艺体系进行全面性的优化十分关键。

1 氨碱法纯碱生产现状分析

氨碱法制碱工艺作为制碱的主要生产方式，在制作方式上存在一定的优势。首先，氨碱法制碱的原料廉价，主要使用石矿的采掘以及海水日晒成盐以及天然湖盐的采集，技术上难度相对偏低，配套的工艺也相对简单。制作产品的质量相对较高，氨碱法纯碱制作工艺由于长时间的使用，技术相对成熟。不仅可以大规模连续的生产，对于手工作业的机械化也适合。氨碱法在生产过程中，对于原料的损耗量小。其中氨可以进行循环利用。此外氨碱法的设备以及管道都已经相对完善，耐腐蚀性等都已经能满足生产需求。

在目前该种生产方法已经被广泛的使用，其不仅能够让设备工艺体系得到整体性的优化，而且还能让成本效率得到有效地降低。但在整体的发展应用中，其生产工艺依旧面临诸多的困难与挑战。从总体趋势上来看，氨碱法纯碱工艺以及设备会得到持续性的改进。

2 氨碱法设备的改进与发展

虽然氨碱法工艺以及设备经过长期的改进，已经趋于完善，但是设备在使用的过程中仍然有待改进。首先，氨碱法设备体积庞大。由于氨碱法工艺主要是通过吸收、洗涤、脱吸、煅烧气体和固体，在生产过程中需要接触反应的时间也相对较长，气液接触面积也相对较大。因此，对于氨碱法设备的要求也相对较高，设备体积的需求量相对较大。目前市面上现有的设备直径型号偏多，直径从1.8 3～3.2 m规格不等。重量上面也相对较重，最重的接近3 0 0 t。加之在工序方面，某些工序继续沿用老式的设备，以至于生产效率大幅度下降。后期改进过程中，为了扩大生产，出现了机器、塔、桶等多种形式的设备，机器众多。氨碱法的这种缺陷主要是由于设备对于材质的特殊要求所致。氨碱法设备主要采用腐蚀性小、承压能力强的钢铁材料铸成。

近年来，随着对新型设备以及先进机械的引进，在材料上选取化学稳定性的材料。在纯碱的制作工艺中，由于技术上面的革新，效率有所提高。在设备材质方面也有所改进，选取比重小，比强度高，高低温状态耐腐蚀性的钛制设置。与其他材质相比，钛制设备的耐孔蚀、缝隙腐蚀、磨损腐蚀、电偶腐蚀以及应力腐蚀等性能都要优于其他材质。在物理性质方面，具有较强的耐污垢性。但是，由于钛材料价格相对较高，在设备普遍生产过程中具有一定的局限性。

3 氨碱法生产工艺的改进

3.1 制造工艺的改进

目前，大型氨碱厂在石灰石工序上主要采用生产能力大、热效率高的大型竖式混装窖。上料过程中主要采用P C机程序控制的方法。这种改进的工艺路线使得我国的制碱水平有了进一步提高。通过先进技术与先进设备相结合，不仅降低了石灰石和焦炭的消耗指数，还节省了工艺流程。设备上面结疤轻，制作过程不会产生NH3，生产产品质量相对较高，提高了Na C l的转化率。改进的生产工艺上面，在澄清工序上主要采用双锥形澄清桶，其优势在于将沉淀浓缩区、清液区、絮凝反应区以及沉降区一体化，在结构上面更加紧凑。改进后的吸氧工序设置了冷却水箱的内冷吸氨塔，在流程上面更加简单，运行的费用也相对较低。另外，还存在操作弹性大、吸收效率高、生产能力大、冷却效果高等优点。在生产系统方面，由于氨碱法的制作工艺相对漫长，由于各个工序相互牵制，对于生产过程的连续性相对较高。为了保障物料的连续性以及恒温性，保障中间物料的平衡，在工序上需要设置足够多的中间物料储槽，以此来提高生产波动的承受力。生产过程中采用自动化的稳态操作系统，不仅可以使纯碱在生产过程中性能更加稳定，也能完美的解决石灰窑在上料系统中出现的问题，使窑内煅烧物料分布更加均匀。自动化的操作系统使窑气的浓度得到了进一步的提高，在石灰石以及焦炭的利用率方面，也做出了突出的贡献。

3.2 化学工艺的改进

纯碱的化学工艺具有十分显著的特点，在进行整体的生产过程中，不仅需要对其整体的化学工艺进行全面性的优化，还用采用多种不同的模式，优化生产线的化学工艺水平。在化学工艺进行时，通常会让氨碱两大生产系统组成同一条连续的生产线，用Na C l、NH3和C O2同时生产出纯碱和氯化铵两种产品——即联碱法。为了制造出纯度高的纯碱，还需要对其化学工艺流程图进行全面的把握。图1为氨碱法纯碱生产工艺流程。

图1

从图1中我们可以十分清楚的看到其整体的工艺体系。通常情况下其主要的化学原料为原盐，石灰石以及无烟煤三种工艺体系。然后经过煅烧、制备、蒸馏等重碱过滤工艺进行体系的完善，最终得出轻质纯碱以及重质纯碱两种类型的纯碱。

3.3 化学反应流程

纯碱作为重要的化工原料，近年来随着我国工业发展水平的不断提高，对于纯碱的需求量逐渐加大，氨碱法纯碱制作的过程也面临着巨大的挑战。通过不断的完善氨碱法的纯碱制作工艺、纯碱的工作流程以及纯碱制作设备，进一步提高纯碱的制作效率是目前制碱厂的首要目标。在进行纯碱的制作过程中，其会涉及到一系列的化学反应。其主要的化学反应方程式如下：

从化学方程中我们可以十分清晰的看到，其主要的制作原料为食盐，通过对海水的蒸馏反应获取Na C L，然后结合其总化学方程式进行初步的化学反应：

这个化学反应并不能直接进行反应，其还需要结合一系列的外部环境的激发才能进行正常的化学反应。与此同时，想要制取重质纯碱还需要结合整体的施工工艺进行水合反应。其具体的化学反应方程式如下所示：

4 结语

本文针对氨碱法纯碱生产现状进行详细的分析，针对目前存在的问题进行深度剖析并对氨碱法设备以及氨碱法工艺方面的改进与发展提出适当的建议，通过解决氨碱法制碱过程中存在的一系列问题，改善制碱工艺流程以及设备的优化，让纯碱的生产量得到有效地提高。同时在进行工艺体系的优化过程中，需要从制造工艺、化学工艺以及化学反应三方面进行创新，从而让纯碱生产工艺体系得到全面性的优化。

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[3]彭志成.卤水为原料直接生产纯碱工艺[J]. 盐业与化工，2 0 1 3(1 0).

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