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摘 要：由于我国科技的不断发展以及纯碱工业技术的进步，已经在建材工业、玻璃工业、冶金工业等化工原料中占有重要地位。同与此同也不难发现，发展纯碱生产技术大势所趋，为了能够满足这些产业的需求，这也是衡量中国产业发展水平的一个标准。在我国，氨碱工艺是生产纯碱的技术手段之一。因此，分析了氨碱工艺及设备的发展和特点。
关键词：纯碱；生产工艺；设备
引言：碳酸钠被称为“化学工业之母”，俗称纯碱。在基础工业生产中，它常常被用作最基本的工业原料。目前国内许多纯碱生产企业，其生产方法主要是氨碱法，生产位置关键是由DCS控制。但在纯碱生产过程中依然存在很多问题。国内的制碱技术以及设备还应该进一步优化机改进。由于其处理的物料主要为气体、液体和固体，生产过程长，连续性较强，单一变量控制复杂的工业过程相对困难。因此，对工艺系统进行全面的优化是非常重要的。
1氨碱法纯碱生产现状分析
作为生产烧碱的主要方式，氨碱法制碱在生产工艺上具有一定的优势。首先，氨碱法的原料成本低廉，主要采用石矿开采、海水晒干盐和天然湖盐采集，技术难度相对较低，匹配过程相对简单。产品质量相对较高，由于长期使用，用氨碱法制取纯碱的工艺相对成熟。可大规模连续生产，也可为手动操作机械化。在生产过程中，原材料的损失很小。氨可以循环利用。此外，氨碱工艺设备和管道已相对完善，耐腐蚀性等已能满足生产需要。目前，这种生产方法已被广泛使用。它不仅可以优化整个工艺系统，而且可以有效地降低成本和效率。但在整体开发应用中，其生产技术仍面临着许多困难和挑战[1]。
2氨碱法生产工艺的改进发展
在大型氨碱厂的原设计中，采用当时最先进的工艺路线，生产过程的关键环节采用国内先进技术。纯碱生产总体技术水平进一步提高。其工艺采用大型立式混合窑。该窑生产能力大，热效率高。
2.1生产自动化系统的稳态操作
氨碱工艺流程长，生产连续性强，各工序相互影响，通过物料流动提供优化条件。除了个别间歇操作的部分，有必要保持连续、均衡流动的材料和温度和压力的稳定，所以中间材料必须要平衡。对于石灰窑加料系统存在的问题，采取C-200HPC机代替继电器联锁系统，计算了分配器的最佳旋转角度。煅烧材料在窑内分布均匀，窑气浓度大大提高，石灰石和焦炭的消耗量降低。
2.2氨循环CO2部分循环周而复始，有利于提高利用与回收率
氨碱厂运行过程中存在氨循环和部分二氧化碳循环。氨循环是母液蒸发的气态氨蒸馏塔、氨吸收塔的吸收盐水，使氨盐水、提要碳化塔，拿出的碱浆塔的底部，这时约占百分之七十五的游离氨转化为合并后的氨，滤液中都存在，滤液被发送到氨蒸馏塔下一个周期。炭化尾气中的氨含量约为氨卤水总氨含量百分之八至百分之九。氨在炉气处理过程中进入凝结水和洗涤水，再循环进入主物料流。二氧化碳的部分循环被分成两个分支。[2]：首先，将氨盐碳化产生的重碱在焙烧炉中煅烧，分解为浓CO2气体，即炉气，再送往碳化塔；其次，滤液与碱液分离发送到简称氨蒸馏塔的上部加热和分解，然后集中吸收氨盐，这是发送到汽水生产碳化塔，大部分的二氧化碳转移到窑的产品。因此，气体对CO2的补充称为部分循环，氨和CO2被循环利用，有效將它们的利用率及回收率提升，使整个过程协调一致，同时防止材料的泄漏。
2.3热量及煅烧炉气的回收利用
在整个氨-碱过程中，为了节约能源，最大限度地循环利用煅烧煤气而不泄漏和稀释尤为重要。这对提高产量有着关键的作用。所以，氨碱法经历了百余年的历史，碱生产技术不断改进，越来越成熟，也积累了很多宝贵的经验，一些经验甚至付出了大代价，碱生产过程中u形管液封，溢流管更多的应用程序，虹吸效应、泥浆悬浮，气体阻力效应等等[3]。
3氨碱法生产设备的改进发展
碳酸化塔是氨碱生产的主要设备。其结构可分为上下两部分。首先，上部是用来吸收二氧化碳的，每个部分都装有一个帽状的板，略向下漏气的板，两个板的边缘都用来分散气泡齿，这是为了增加气液接触面积，也是为了促进吸收。其次，在塔的底部有几个冷却水箱，用来冷却碳化塔，然后结晶。与此同时，水箱中间还配备了签名帽。塔身上部进口氨水，塔身上部用于气液分离。中段气体以215.7 ～ 255 kPa的压力从冷却段中部进入，下段气体以284.4 ～ 323.6 kPa的压力从塔底进入。最后，碱液从塔底释放出来，碳化尾气从塔顶释放出来。冷却管由许多固定在管板两端的干铁管组成。管道内注满冷却水，管道数量取决于所需的冷却条件。为了满足结晶的需要，在不阻碍悬浮液流动的情况下，在塔底放置更多的冷却管，逐渐向上延伸，每圈管道数量减少[4]。同时，使用碳化塔时，也可以考虑使用二氧化碳压缩机，尽管它的设计原则并没有太大的区别于，但二氧化碳腐蚀，并且经常夹杂着灰尘和氨，所以我们也应该做出相应的预防措施。有些氨碱厂的设备也是用铁铸造的，所以会显得比较笨重，所以一般只能在常压下工作。由于一些钢材材料腐蚀性较弱，耐腐蚀性较差，所以使用这些材料作为设备，使用寿命会缩短，所以钢材不能成为第一家原料氨碱厂。针对这一问题，研究人员一直致力于开发高效的新设备、具有优良加工性能和耐久性的新材料，并将其应用于氨碱法生产粉煤灰，极大地实现了粉煤灰行业的技术进步。最后，由于钛具有低比重、高强度、耐高温、耐低温的特点，同时在与氯化物有关的溶液中，其耐腐蚀性优于其他金属，极难腐蚀，且具有良好的污垢抗腐蚀性和高导热性。然而，钛的价格仍然相对昂贵，并不是所有企业都能负担得起，也就是说，不能广泛使用，所以研究人员需要继续开发其他新材料[5]。
结束语：综上所述，本文详细分析了氨碱生产现状，深入分析了存在的问题，并对氨碱工艺设备和氨碱工艺的改进和发展提出了相应的建议。因此，大型氨碱厂原设计采用了最先进的工艺路线。采用我国领先技术作为施工中的重点环节，这也进一步提高了整个汽水生产技术，进一步成为合理化的选择设备，提高了操作的稳定性和控制性能的植物，减少能源消耗，减少操作者的劳动强度，大大提高了先进的设备和控制技术。提高了纯碱的生产能力。
参考文献
[1]王涛，王亮，武海虹，王俐聪，张琦.利用氨碱生产废液进行浓海水净化软化工艺的研究[J].盐科学与化工，2018，47（04）：35-38.
[2]朱光荣.关于氨碱法纯碱的生产技术及设备的改进分析[J].化工设计通讯，2016，42（10）：68+84.
[3]武晓卫.氨碱法纯碱生产中产品铁份控制[J].化工设计通讯，2016，42（06）：127.
[4]陈秀营.纯碱生产过程中热量的回收利用[J].纯碱工业，2016（01）：37-38.
[5]郑鸿煜.纯碱生产企业污染治理对策分析[J].河南科技，2015（12）：148-149.
（作者单位：山东海化股份有限公司纯碱厂）
关键词：纯碱；生产工艺；设备
引言：碳酸钠被称为“化学工业之母”，俗称纯碱。在基础工业生产中，它常常被用作最基本的工业原料。目前国内许多纯碱生产企业，其生产方法主要是氨碱法，生产位置关键是由DCS控制。但在纯碱生产过程中依然存在很多问题。国内的制碱技术以及设备还应该进一步优化机改进。由于其处理的物料主要为气体、液体和固体，生产过程长，连续性较强，单一变量控制复杂的工业过程相对困难。因此，对工艺系统进行全面的优化是非常重要的。
1氨碱法纯碱生产现状分析
作为生产烧碱的主要方式，氨碱法制碱在生产工艺上具有一定的优势。首先，氨碱法的原料成本低廉，主要采用石矿开采、海水晒干盐和天然湖盐采集，技术难度相对较低，匹配过程相对简单。产品质量相对较高，由于长期使用，用氨碱法制取纯碱的工艺相对成熟。可大规模连续生产，也可为手动操作机械化。在生产过程中，原材料的损失很小。氨可以循环利用。此外，氨碱工艺设备和管道已相对完善，耐腐蚀性等已能满足生产需要。目前，这种生产方法已被广泛使用。它不仅可以优化整个工艺系统，而且可以有效地降低成本和效率。但在整体开发应用中，其生产技术仍面临着许多困难和挑战[1]。
2氨碱法生产工艺的改进发展
在大型氨碱厂的原设计中，采用当时最先进的工艺路线，生产过程的关键环节采用国内先进技术。纯碱生产总体技术水平进一步提高。其工艺采用大型立式混合窑。该窑生产能力大，热效率高。
2.1生产自动化系统的稳态操作
氨碱工艺流程长，生产连续性强，各工序相互影响，通过物料流动提供优化条件。除了个别间歇操作的部分，有必要保持连续、均衡流动的材料和温度和压力的稳定，所以中间材料必须要平衡。对于石灰窑加料系统存在的问题，采取C-200HPC机代替继电器联锁系统，计算了分配器的最佳旋转角度。煅烧材料在窑内分布均匀，窑气浓度大大提高，石灰石和焦炭的消耗量降低。
2.2氨循环CO2部分循环周而复始，有利于提高利用与回收率
氨碱厂运行过程中存在氨循环和部分二氧化碳循环。氨循环是母液蒸发的气态氨蒸馏塔、氨吸收塔的吸收盐水，使氨盐水、提要碳化塔，拿出的碱浆塔的底部，这时约占百分之七十五的游离氨转化为合并后的氨，滤液中都存在，滤液被发送到氨蒸馏塔下一个周期。炭化尾气中的氨含量约为氨卤水总氨含量百分之八至百分之九。氨在炉气处理过程中进入凝结水和洗涤水，再循环进入主物料流。二氧化碳的部分循环被分成两个分支。[2]：首先，将氨盐碳化产生的重碱在焙烧炉中煅烧，分解为浓CO2气体，即炉气，再送往碳化塔；其次，滤液与碱液分离发送到简称氨蒸馏塔的上部加热和分解，然后集中吸收氨盐，这是发送到汽水生产碳化塔，大部分的二氧化碳转移到窑的产品。因此，气体对CO2的补充称为部分循环，氨和CO2被循环利用，有效將它们的利用率及回收率提升，使整个过程协调一致，同时防止材料的泄漏。
2.3热量及煅烧炉气的回收利用
在整个氨-碱过程中，为了节约能源，最大限度地循环利用煅烧煤气而不泄漏和稀释尤为重要。这对提高产量有着关键的作用。所以，氨碱法经历了百余年的历史，碱生产技术不断改进，越来越成熟，也积累了很多宝贵的经验，一些经验甚至付出了大代价，碱生产过程中u形管液封，溢流管更多的应用程序，虹吸效应、泥浆悬浮，气体阻力效应等等[3]。
3氨碱法生产设备的改进发展
碳酸化塔是氨碱生产的主要设备。其结构可分为上下两部分。首先，上部是用来吸收二氧化碳的，每个部分都装有一个帽状的板，略向下漏气的板，两个板的边缘都用来分散气泡齿，这是为了增加气液接触面积，也是为了促进吸收。其次，在塔的底部有几个冷却水箱，用来冷却碳化塔，然后结晶。与此同时，水箱中间还配备了签名帽。塔身上部进口氨水，塔身上部用于气液分离。中段气体以215.7 ～ 255 kPa的压力从冷却段中部进入，下段气体以284.4 ～ 323.6 kPa的压力从塔底进入。最后，碱液从塔底释放出来，碳化尾气从塔顶释放出来。冷却管由许多固定在管板两端的干铁管组成。管道内注满冷却水，管道数量取决于所需的冷却条件。为了满足结晶的需要，在不阻碍悬浮液流动的情况下，在塔底放置更多的冷却管，逐渐向上延伸，每圈管道数量减少[4]。同时，使用碳化塔时，也可以考虑使用二氧化碳压缩机，尽管它的设计原则并没有太大的区别于，但二氧化碳腐蚀，并且经常夹杂着灰尘和氨，所以我们也应该做出相应的预防措施。有些氨碱厂的设备也是用铁铸造的，所以会显得比较笨重，所以一般只能在常压下工作。由于一些钢材材料腐蚀性较弱，耐腐蚀性较差，所以使用这些材料作为设备，使用寿命会缩短，所以钢材不能成为第一家原料氨碱厂。针对这一问题，研究人员一直致力于开发高效的新设备、具有优良加工性能和耐久性的新材料，并将其应用于氨碱法生产粉煤灰，极大地实现了粉煤灰行业的技术进步。最后，由于钛具有低比重、高强度、耐高温、耐低温的特点，同时在与氯化物有关的溶液中，其耐腐蚀性优于其他金属，极难腐蚀，且具有良好的污垢抗腐蚀性和高导热性。然而，钛的价格仍然相对昂贵，并不是所有企业都能负担得起，也就是说，不能广泛使用，所以研究人员需要继续开发其他新材料[5]。
结束语：综上所述，本文详细分析了氨碱生产现状，深入分析了存在的问题，并对氨碱工艺设备和氨碱工艺的改进和发展提出了相应的建议。因此，大型氨碱厂原设计采用了最先进的工艺路线。采用我国领先技术作为施工中的重点环节，这也进一步提高了整个汽水生产技术，进一步成为合理化的选择设备，提高了操作的稳定性和控制性能的植物，减少能源消耗，减少操作者的劳动强度，大大提高了先进的设备和控制技术。提高了纯碱的生产能力。
参考文献
[1]王涛，王亮，武海虹，王俐聪，张琦.利用氨碱生产废液进行浓海水净化软化工艺的研究[J].盐科学与化工，2018，47（04）：35-38.
[2]朱光荣.关于氨碱法纯碱的生产技术及设备的改进分析[J].化工设计通讯，2016，42（10）：68+84.
[3]武晓卫.氨碱法纯碱生产中产品铁份控制[J].化工设计通讯，2016，42（06）：127.
[4]陈秀营.纯碱生产过程中热量的回收利用[J].纯碱工业，2016（01）：37-38.
[5]郑鸿煜.纯碱生产企业污染治理对策分析[J].河南科技，2015（12）：148-149.
（作者单位：山东海化股份有限公司纯碱厂）