无水氯化钙工艺技术改进与应用

张 荣，王瑞林，刘晓菲，程 贝

(中盐内蒙古化工股份有限公司，内蒙古阿拉善 750333)

1 前言

无水氯化钙(CaCl2)白色或灰白色固体(粒状、块状或粉末)，味微苦，无臭，易溶于水，溶于水时放出大量的热，具有强烈的吸湿性，于空气中极易潮解，需密闭储存。内蒙古兰太实业股份有限公司(以下简称“公司”)氯化钙生产线，始建于2006年，其生产原料来源于当地纯碱厂排出的废液。氨碱法生产1 t纯碱产生约10 m3废液，废液主要成分为氯化钙、少量的氯化钠和碱渣。生产的无水氯化钙主要用做公司金属钠厂电解氯化钠时，降低氯化钠熔点的助熔剂。

2 无水氯化钙生产工艺

利用该地区特殊的气候条件，采用盐田滩晒技术对纯碱厂排放的蒸氨废液进行蒸发浓缩，蒸发过程中，首先废液中的氯化钠结晶析出，采收后用于纯碱原料，继续对蒸氨废液进行蒸发，当浓度达到31 °Be′以上时，进入氯化钙生产线进行净化、喷雾干燥造粒后生产出成品——无水氯化钙。

2.1 滩晒

根据蒸发量大小，将18 °Be′～20 °Be′的蒸氨废液(母液)灌入池中进行自然蒸发浓缩，当母液浓度达到29 °Be′时，开时析出氯化钠，当浓缩到32 °Be′～35 °Be′时，母液中各项离子达到无水氯化钙的质量要求，将粗母液存入母液池中备用。如图1。

图1 无水氯化钙生产工艺流程图Fig.1 Production process flow chart of anhydrous calcium chloride

2.2 净化

滩晒制得的粗母液含有泥沙等杂质。净化工序是利用沉清桶和砂滤器，将粗母液中的泥沙等杂质过滤掉，净化得到符合标准的洁净母液。

2.3 喷雾造粒

采用流态化工艺，强制传质传热。采用燃煤热风炉加热，把净化空气加热到350 ℃～450 ℃送入造粒塔进行热交换，氯化钙母液经加热后，析出颗粒状无水氯化钙成品。

3 运行现状及存在的问题

氯化钙主要生产工序为喷雾造粒，喷雾造粒的关键设备为造粒塔，造粒塔运行周期受热风温度、塔内风向、运行操作等影响较大，故生产操作要点是提高造粒塔运行周期，保证生产效率。影响造粒塔运行周期短的主要原因为：春、冬季母液浓度差异大；鼓引风系统有漏风点，鼓引风量配比不合理。造粒塔内大量成片结包挂壁于喉管。六水氯化钙和氯化钠颗粒在泡沫洗涤塔出口、折流板塔壁成片结包挂壁，造成鼓引风不畅，无水氯化钙和六水氯化钙、氯化钠颗粒分别在喉管处和泡沫洗涤塔出口、折流板塔壁处挂壁更为严重，导致喉管处和泡沫洗涤塔出口、折流板塔壁处清理洗塔频繁，运行时间短效率低。

4 改进措施

4.1 原料方面

滩晒池分级滩晒，生产过程中将不同浓度的母液掺兑进行生产。如图2。

图2 滩晒池分级滩晒Fig.2 Grading of beach drying pond

4.2 设备及工艺方面

(1)在泡沫洗涤塔至引风机进口处和1#、2#风机出口三通连接处加装盲板，彻底阻断系统内部泄露。

(2)在泡沫洗涤塔手孔上开孔焊接4分管头连接清水管，定期清理喉管内壁附着的氯化钙粉尘并冲洗，防止挂壁堵塞。

(3)在分配器上安装压力表测量螺杆泵压力，压力控制在0.6 MPa～0.75 MPa，调整造粒塔喷嘴雾化角度。

(4)将换热器顶部花板材质由不锈钢改为碳钢，列管高出花板2 cm。造粒塔塔头、花板用耐温200 ℃的平板橡胶垫密封处理。

5 效果验证

1)节能降耗，降低生产成本。通过以上改进措施，生产运行洗塔时间由4 h/次减至3 h/次，周期延长至7 d～12 d；煤耗由0.6 t煤/t降到0.59 t煤/t；电耗由320 kW·h/t下降到310 kW·h/t；全年生产时间由8个月减至7.5个月。

2)提高产能。根据近3 a的生产量比较，2017年实际生产1 845 t；2018年实际生产2 055 t；2019年实际生产2 096 t。较改造前的2017年，产能提高了13%，为企业创造了一定的经济效益。

3)发展循环经济，延长产业链。氯化钙生产线建设，既解决了氨碱法纯碱生产过程中产生的大量废液对环境的污染问题，同时又因采用了盐田滩晒技术有效地浓缩了蒸氨废液，节省了大量蒸汽和电能，有效降低了单位产品能耗，延长产业链，并将分离出的氯化钠用于纯碱生产，发展了循环经济。