片碱生产装置节能改造

王晓锋，赵海

(新疆中泰化学(集团)股份有限公司，新疆 乌鲁木齐 830009)

【蒸发与固碱】

片碱生产装置节能改造

王晓锋*，赵海

(新疆中泰化学(集团)股份有限公司，新疆 乌鲁木齐 830009)

片状烧碱；废碱；废水；转鼓；节能改造

根据实际运行情况，对片碱生产装置进行了改造(废碱回收改造，废水回收改造，转鼓的改造)，达到了节能降耗的目的。

1 片碱生产工艺流程

来自电解工序的32%(质量分数，下同)碱液通过泵依次进入Ⅰ效、Ⅱ效和Ⅲ效蒸发器进行蒸发。来自热电锅炉的热源中压蒸汽先进入Ⅲ效蒸发器作为热源，产生的二次蒸汽为Ⅱ效供热，Ⅱ效产生的二次蒸汽为Ⅰ效供热，整个蒸发系统的热量充分循环利用。最终对二次蒸汽进行冷凝回收利用。Ⅲ效蒸发器的48%碱液送入固碱装置继续浓缩。在固碱装置中，第一次浓缩是48%碱液进入预浓缩器，从预浓缩器出来后，质量分数在62%左右，然后利用泵送至终浓缩器；进行第二次浓缩后，利用重力的作用自上而下进入闪蒸罐进行闪蒸，最后冷却制得98.5%的片碱。固碱装置中的热载体为熔盐(硝酸钾、硝酸钠、亚硝酸钠的混合物)，天然气将熔盐加热到420 ℃以上，利用熔盐泵把熔盐送到终浓缩器进行加热，终浓缩器产生的二次蒸汽送至预浓缩器再次利用。在蒸发、固碱装置中，碱和热量是逆向流动换热，这样有利于更充分地利用热量，达到节能环保的目的[1]。蒸发、固碱装置碱液流向示意图如图1所示。

图1片碱生产中碱流程示意图

Fig.1Diagramofcausticsodaflowinflakecausticsodaproduction

2 节能降耗改造

2.1 废碱回收改造

废碱是装置异常时的不合格碱，分别为停车时片碱机弧形锅和U形弯的熔融碱，片碱机每次投运时开始产出的片碱。此部分碱达不到产品质量要求，回收后集中存放。碱暴露在空气中容易吸收水分而溶解，并与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠而失效。经统计，新疆中泰化学(集团)股份有限公司阜康能源有限公司(以下简称“阜康能源”)2015年1—3月乙炔工序和污水站每月消耗碱液约94 t(折100%)。该工序对碱液杂质含量要求不高，但对浓度有要求；而堆放的废碱正好符合要求。因此，将回收后的废碱重新溶解，生产满足乙炔和污水站使用条件的碱液，达到废物利用的目的。

改造方法：在一期蒸发32%碱罐西侧新增一个罐(规格2 800×3 000)，作为化碱罐，在罐周围做平台和护栏；新增1台碱泵(利旧)，将浓度合格的碱液引至去乙炔和污水站的管线，并加装阀门控制。化碱的水采用固碱工序的二次蒸汽冷凝水，同时增加一根DN25的蒸汽管线，接入池内用于搅拌，加速废碱的溶解。

根据统计数据，乙炔、污水站每月平均用32%成品碱液94 t(折100%)左右。如果这部分使用量用回收的废碱代替，废碱按成本价计算，则节约费用：94 t/月×820 元/t×12月/a≈92.5万元/a。

2.2 废水、冷凝水系统改造

装置所有污水集中分类收集，做到分级管控，分类使用。

(1)废水系统。

固碱、蒸发工序废水来自各蒸汽导淋，或冲洗设备用水，这部分水杂质含量较高，净化成本较高，重新回收利用不经济。而乙快生产工序在化渣浆时需要大量的水，大部分是乙炔工序产生的废水，不能满足化渣浆所需要的量，同时化渣浆用水对指标没有强制要求。因此，将蒸发、固碱工序产生的废水送至乙炔工序可以补充化渣浆用水，避免了排污。当乙炔降负荷时，产生的渣浆量相应减少，与此同时，需要的化渣浆废水也相应减少，这时，打开增设的废水收集罐T-8105A，进行暂时存储；待乙炔工序化渣浆需要水时，再送至该工序。

(2)冷凝水系统。

固碱装置冷凝水约为80 m3/h，pH值为8～10.5，基本能够满足纯水站原水使用要求；废水约为11 m3/h，可用于乙炔化渣浆使用。增加1台废水回收水罐T-8105A和1台固碱工序冷凝水的收集罐T-8105B，体积为均为220 m3，每个罐配备2个输送泵。将一、二期蒸发、固碱工序的废水和不合格冷凝水全部回收至T-8105A，再送至乙炔工序化渣浆。把一、二期固碱工序的冷凝水全部回收至T-8105B，再用泵送至纯水站冷凝水罐和原水罐，作为纯水站用水。在T-8105B上连接自来水管，当pH值超过10.5时，打开自来水阀门，将罐内超标冷凝水稀释至pH值小于10.5，再进行外送。pH值由安装在总管上的pH在线检测仪进行检测。当冷凝水pH值大于10.5且加入自来水无法调节pH值时，将其送至T-8105A。T-8105B罐的泵出口管线上安装液位调节阀，进行T-8105B液位、pH值连锁控制。该调节阀与总管上的pH值进行连锁，当pH值超标时阀门自动关闭，以避免影响纯水站的正常运行。

通过此次改造，固碱冷凝水在pH值超标时，可以进行稀释，也可以切罐操作送至乙炔工序利用，避免了影响下游用户用水的情况。

(3)纯水系统。

在装置运行过程中，碱泵机封泄漏较多，不论轴封水内漏还是外漏，纯水的消耗都很大。蒸发工序热源中压蒸汽产生的冷凝水可达到纯水的标准。因此将降温后的中压蒸汽冷凝水与纯水系统连接，作为机封水使用，取得良好的效果。

2.3 片碱机转鼓的改造

装置初次设计时，转鼓表面开槽较密，而且有一定的凹陷，是为了将98%以上的熔融碱更好地粘在转鼓表面，进而能够将其冷却制片。但在使用过程中存在如下问题：虽然熔融碱能很好地粘在转鼓表面，但是在冷却后不易脱离，而且在刮离过程中产生较多的粉末，粉末容易潮解，致使片碱结块。经过多次改造发现：转鼓表面的槽越浅，片碱反而成型越好，而且不影响冷却效果。因此，阜康能源进行了大胆改造，去掉凹槽，使用表面光滑的转鼓。改造后，片碱成型更好，冷却效果也有很大程度的提升，同时也解决了片碱结块的问题。

3 结语

多次改造后，片碱生产装置运行更加平稳，而且达到了节能降耗、安全环保的目的。

[1] 王跃兰.进口与国产三效逆流蒸发装置对比[J].氯碱工业，2013，49(1)：27-30，45.

Energy-savingmodificationofflakecausticsodaproductionplant

WANGXiaofeng,ZHAOHai

(Xinjiang Zhongtai Chemical (Group) Co., Ltd., Urumqi 830009, China)

flake caustic soda; waste caustic soda; waste water; drum; energy-saving modification

According to the actual operation situation of flake caustic soda production plant, the plant was transformed, including transformation on waste caustic soda recycling, transformation on water waste recycling, and modification of drum. Thus, energy-saving and consumption reducing purpose was achieved.

王晓锋(1988—)，男，现于新疆中泰化学(集团)股份有限公司阜康能源有限公司烧碱车间从事片碱生产工作。

2017-07-01

TQ114.268

B

1008-133X(2017)09-0024-02

[编辑：董红果]