純堿是最重要的基礎化工原料之一,近年來,我國純堿企業及產能發展迅速,多家擁有鹽資源的大型企業的加入及原有各家純堿制造廠的不斷擴能增產使得純堿行業必將進入一輪優勝劣汰的行業調整階段。純堿企業是能耗大戶,產品的質量和成本是影響純堿企業生存發展和效益高低的關鍵,隨著全球能源的日益緊缺,節能降耗工作迫在眉睫。
唐山三友化工股份有限公司公司純堿產量行業排名第二,目前已具備年產純堿200萬噸的生產能力,作為純堿行業的排頭兵,非常重視純堿生產的節能降耗工作,為保持企業的良性發展,已將節能降耗、資源循環利用和環境保護納入企業總體發展戰略規劃。近幾年來先后實施了氯堿電石渣漿綜合利用、外購電石灰制石灰乳、氯堿淡鹽水利用、鹽泥壓濾、蒸汽閃發回收利用、石灰窯富氧助燃技術應用、廢水回收利用等一系列技術改造項目,使原鹽、液氨、石灰石、焦炭、蒸汽、水的單耗在行業保持了先進水平。
1 項目實施意義
純堿生產企業屬于高能耗企業,氨堿法純堿生產每生產1噸純堿約需消耗蒸汽2500kg左右,消耗原鹽1500kg左右?，F母液蒸氨通過加入石灰乳與母液進行反應可以將固定氨轉化為游離氨,石灰乳帶入的水分增加了蒸餾蒸汽消耗,同時蒸餾廢液中氯化鈣濃度只能維持在10%左右,而蒸餾廢液澄清后經鹽田灘曬處理增濃至1 8%以上可以用于生產氯化鈣。目前,公司依托曹妃甸工業區的濃海水淡化項目,正在實施海水淡化后濃海水綜合利用項目,項目建成后可新增原鹽10萬t/年,既可解決海水淡化濃海水排放對環境的影響,又可利用海水中的氯化鈉和水,降低純堿生產鹽耗和水耗。但濃海水綜合利用裝置的建設需要占用純堿廠附近現有的蒸餾廢液晾曬場地(5000畝鹽田)。這迫使股份公司改變傳統的蒸氨廢液灘曬濃縮方式,使用占地面積較少的蒸發濃縮方式。股份公司在充分調查研究的基礎上,積極與科研單位合作,集成創新行業多項先進技術,決定實施新節能蒸餾技術改造項目來解決制約企業可持續發展的瓶頸問題。
2 工藝技術描述
本項目是以濾過母液及石灰為原料,在保留現有濾過母液蒸餾裝置的基礎上,并列建立的一套集真空蒸餾、多效蒸發濃縮、灰粉負壓蒸餾等先進技術的新節能蒸餾系統。
2.1 傳統母液蒸餾技術與真空蒸餾技術
目前,國內外純堿生產中采用母液多效蒸發制鹽及灰粉負壓蒸餾等先進技術均有多年應用經驗,很多企業還在沿用傳統母液蒸餾技術,我集團公司獨創了這一技術的集成應用。
傳統母液蒸餾技術是將濾過母液預熱后進入蒸氨塔預熱段,與來自蒸餾段和預灰桶的氣體逆流換熱蒸出游離氨和CO2后成為預熱母液,然后自流入預灰桶,在攪拌器的攪拌下與石灰乳進行反應,將固定氨分解為游離氨,分解后的調和液進入蒸氨塔蒸餾段與新鮮蒸汽逆流接觸蒸出液相中的氨,含氨蒸汽進入預熱段在經冷卻后去吸收裝置,廢液自塔底排出經閃發回收部分蒸汽后去廢液處理裝置。傳統母液壓力蒸餾技術由于系統壓力、溫度較高,排出廢液帶走的顯熱較多,能耗較高。且廢液量大,增加后續處理工作量。采用真空蒸餾技術,可以降低系統蒸發壓力和溫度,將母液二次閃發回收閃發蒸汽,降低廢液溫度,從而降低蒸汽消耗,并且延長蒸餾塔操作周期。
2.2 母液多效蒸發制鹽
母液的濃縮排鹽采用三效四體熱泵蒸發結晶工藝,其特點如下:(1)利用多效蒸發工藝降低能耗,降低生產成本。(2)使用熱泵蒸發技術,將低溫蒸汽通過熱泵壓縮后變為高溫蒸汽繼續使用,消耗較小的動力,得到較多的二次能源。(3)采用低溫蒸發路線,使蒸發系統全部或部分為真空蒸發。(4)母液采用逆流流程,依次進入三效、二效、一效B、一效A,隨蒸發的進行,溫度濃度逐漸提高,有利于分離氯化鈉。(5)第二、第三效蒸發器采用高效的降膜蒸發器,降低設備造價。(6)第一效蒸發器采用兩體設置,一效B采用降膜蒸發器,一效A采用強制蒸發結晶器。解決母液出二效時還沒有達到飽和濃度,不能適應蒸發結晶要求的問題。如果采用單體設計,由于要適應蒸發結晶的要求,應選擇強制循環蒸發結晶器,但軸流泵的規格太大,不但增加了電耗,軸流泵的可靠性和連續運轉周期都會受到影響。(7)各效蒸發器的冷凝水采用預熱母液及閃蒸充分回收余熱。(8)第一效蒸發器的二次蒸汽抽出用于揮氨塔的汽提,節省了揮氨塔的生蒸汽消耗。母液多效蒸發制鹽技術綜合多效蒸發、熱泵蒸發、低溫蒸發路線、母液逆流流程、高效降膜蒸發器等國內領先技術,使余熱充分利用、減少蒸汽消耗、降低設備造價及腐蝕、分離出氯化鈉產品,節能降耗降成本的作用十分明顯。
2.3 灰粉負壓蒸餾技術
灰粉負壓蒸餾技術是生石灰不經過消化,用磨機將石灰磨磨制成粉后進入預灰桶中直接與預熱母液反應,預灰桶維持平壓或微真空操作。所得調和液由預灰桶底部壓入沉砂罐分離出石灰粉中夾帶的砂子后從沉砂罐頂部溢流至蒸氨塔蒸餾段,其它同傳統母液低真空蒸餾技術。采用這種技術,改變了生石灰經加水消化制石灰乳在進入予灰桶的傳統路線,可以直接全部回收固體CaO的水合熱,節省化灰用水,降低蒸餾廢液量約2m3,減少熱損失,降低蒸汽消耗,并提高廢液中CaCl2的濃度,有利于廢液綜合利用。近年來,代表國際先進技術的雷蒙磨機被廣泛應用于冶金、化工、建材等領域內礦產品物料的研磨加工,歐洲一些發達國家純堿生產中也廣泛采用了雷蒙磨機,國內新建純堿廠也已開始采用。其主要特點是:物料在鏟刀與磨輥同轉過程中被鏟起拋喂入磨輥與磨環之間,形成墊料層,物料在磨輥與磨環之間研磨,由此達到制粉目的。粉磨后的灰粉由風機氣流帶到分析機選粉?；曳哿６仍?.025mm～0.15mm之間,雷蒙磨的整個氣流系統是密閉循環的,并且是在正負壓狀態下循環流動的。雷蒙磨機相對于立式磨機節能效果明顯,其耗電量不到立式磨機的50%;雷蒙磨機體積小,因在負壓狀態下工作,所以操作環境清潔衛生。
3 結語
本文簡要介紹了股份公司在節能蒸餾改造的集成創新,通過實施新母液蒸餾和蒸發技術,可以濃縮濾過母液、提高母液中氯化鈣含量、降低母液蒸氨汽耗和氯化鈣生產汽耗、回收濾過母液中的部分原鹽,同時利用現有灘曬用地資源將氯化鈣灘曬用地改為曬鹽用地,實現增產原鹽的目標,緩解了公司部分原鹽供應緊張問題。本技術的集成創新為純堿行業實現進一步節能降具有示范作用。
摘要：純堿是最重要的基礎化工原料之一,近年來,隨著我國純堿企業及產能的迅速發展和全球能源的日益緊缺,純堿產品市場供不應求的局面已經一去不復返,純堿企業間的市場競爭更加激烈,產品成本的高低,直接影響產品的市場競爭力。在嚴峻的形勢面前,要想在世界經濟的大潮中立于不敗之地,純堿企業只有在下大氣力提高產品質量的同時,大幅度降低原料及能源的消耗。本文簡要介紹了唐山三友集團有限公司下屬唐山三友化工股份有限公司實施新節能蒸餾項目中集成創新的各項行業先進技術,該項技術的實施對純堿行業生產實現進一步節能降耗具有示范作用。
關鍵詞：純堿,節能,蒸餾,集成