纯碱工艺及控制方案

1、纯碱碳化过程的DCS把握方案纯碱生产的方法主要有三种：自然碱加工、氨碱法、联合制碱法侯氏制碱 即索尔维制碱是当今世界大规模制造纯碱的通用工业方法之一其生产工艺经过百多年的生产实践考验，工艺包的技术成熟，稳定牢靠。一.氨碱法是一种简单的化学制造工艺，它主要包括一系列的化工单元操作，共分九个工序 ：盐水精制工序、盐水吸氨工序、碳化工序、过滤工序、蒸馏工序、压缩工序、石灰工序、煅烧工序、包装工序。纯碱的主要原料：石灰石、食盐、焦碳、氨等。氨碱法生产工艺流程：首先用水将原盐溶解制成饱和粗盐水，再用石灰纯碱法除去杂质得精盐水。 压出，经出碱液槽送往真空过滤机分别出重碱。过滤得到的NaHCO3滤饼在煅烧工

2、序经加热分解，制得轻质纯碱和炉气，轻质纯碱通过运输设备送往水合机，承受固相水合法或液相水合法制得重质纯碱， 经枯燥、包装得商品重质纯碱重灰；轻质纯碱经凉碱塔冷却，包装即为商品轻质纯碱轻灰。化过程。所得的石灰乳兑和反响蒸出氨，返回吸取塔循环使用。蒸馏废液则排入渣场。乳，分别送至蒸馏工序和盐水工序使用。石灰窑产生含40%CO2的窑气与煅烧炉产生的含80%以上CO2的炉气通过压缩机送碳化工序使用。1 系统配制图系统配置说明整套装置DCS系统通常配置11个操作员站、其中1个兼工程师站、3台冗余现场把握站及I/OI/O模块冗余配置。效劳站主要负责对域内系统数据的集中治理和监视，包括：报警、日 包括实供给

3、效劳和为其他域的数据恳求供给效劳。工程师站由操作员站兼任完成组态修改及下装，包括：数据库、图站及过程I/O模块的配置组态，数据下装和增量下装等。操作员站进展生产现场的监视和治理，包括：工艺流程图显示，报表打印，把握操作，历史趋势显示，报警治理等。现场把握站又称I/O站，是系统实现数据采集和过程把握的重要站点，系统网络将数据和诊断结果传送到系统效劳器等功能。I/O单元、电源单元和专用机柜四局部组成，在主控单元和智能I/O单元上，分别固化了实时把握软件和I/O单元运行软件。现场把握站内部承受了分布式的构造，与系统网络相连接的是现场把握站的主控单元，冗余配置。主控单元通过把握网络CNET与各个智能I

4、O单元实现连接。系统承受FM1系列I/O模块及DP主站组成现成把握站，承受ProfibusDP现场总线技术，构成先进的、牢靠的DCS分布式把握系统。I/O模块和底座组成现场模块单元FMU，DP从站。现场把握站主要由I/ODP主站接口卡组成。系统网络构架:络实现现场把握站与过程I/O模块的通讯。器。系统网络(SNET)由100M工业以太网构成，用于工程师站、操作站、系统效劳下装，效劳器与现场把握站、通讯把握站之间的实时数据通讯。把握网络(CNET)由PROFIBUS-DPI/O模块与现场把握站主控单元的通信，完成实时输入、输出数据的传送。 PROFIBUS-DP是特地I/O之间进展通讯而设计的。

5、既可满足高速传输，又有简洁有用、经济性强等特点。三主要把握回路纯碱装置典型把握回路及方案：盐水精制工序：除钙塔出卤温度的把握：除钙塔底圈温度高，则有利于除钙反响的进展和碳酸钙结晶的生成和长大以加速碳酸钙的沉降；底圈温度较底则反之。但过高的温度必定带来能源的消耗，这往往不经济又增加吸氨的冷却负荷。所以为到达经济合理、技术先进的要求，兼顾除镁、除钙对温度的需要，除钙塔底圈的适宜温度应维持在 50左右，以保证二次盐水的除钙效率和浊度指标。灰乳流量的把握：加灰除镁后的一次盐水，在质量上应符合以下要求：必需将镁离子完全去除；一次盐水的浊度必需维持在100PPM以下。必需过剩，其大小应以一次盐水过剩灰的大

6、小作为调整依据。杂水温度的把握：为了加快氢氧化镁沉淀的沉降速度，调和液必需维持适宜的温度。而这通过调整化盐用的杂水温度在4250来实现。为了防止盐水在一次澄清桶内发生对流影响澄清，杂水温度要维持衡稳，切忌波动幅度太大。化盐桶料位的把握：维持化盐桶的盐层料位在杂水液面以下 1M 以内，使粗盐水浓度到达规定要求。化灰池酸度的把握：用PH酸度计测试调和液过剩灰的大小，通过调整加灰量，使之符合指标要求。蒸汽流量把握：。电气把握:为常规开停车把握，监控电机的运行电流。盐水吸氨工序：蒸馏总量的把握：各段吸取温度合格与否，是制约吸氨力量和全厂总生产力量的因素之一。对于钛板冷却器来说，通过对上、下段压力的检测

7、，可了解冷热流体传热状况及流量的安排是否均匀，流淌是否通畅，通过调整各出口阀门，到达流量均匀衡 稳，提高冷却水的利用率。氨盐水温度把握：CO2利用3238。氨盐水温度的降低取决于冷却操作状况及冷却面积、给水量是否足够等，可通过增减循环氨盐水量，以调整底圈温度，使氨盐水温度到达要求。冷却塔出气温度把握：40，以提高氨回收率，削减尾气损失。如过高，发生酸氨盐结晶堵塞的危急。2圈压力把握： 吸取尾气温度把握：氨盐水PH把握检测： 电气把握主要是泵搅拌电机的把握，局部电机承受变频把握。碳化工序：最广、物理和化学变化最繁杂的工序，碳化转化率的凹凸直接影响着纯碱的生产效益。碳化塔的正常操作把握要点：1 认

8、真检测氨盐水的温度、流量和组成，如果不符合工艺规定，准时通知吸氨工序设法解决。2经常检查窑气、下段气的温度、流量、压力、CO2的浓度，假设不符合工艺规定，准时通知石灰、煅烧、压缩等工序设法解决。3 按工艺指标要求，随时作好各塔氨盐水、CO2、冷却水和出碱量检查及调整工作，维持较高而稳定的塔压，做到进、出塔物料流量相对平衡。要求；作到中部温度和出碱温度制碱塔除外3。按工艺要求，做好冷却水流量或压力的检查及与供水工序的联系工作。洗气进量和预碳化氨盐水的温度和CO2浓度，使之符合工艺要求。准时对制碱塔的结晶质量、铁分含量、尾气压力和CO2含量、出碱液FNH3浓度等浓度进展查验，觉察不符合工艺要求时，

9、针对缘由，实行适宜的处理方法。8 合理调整冷却水的使用层次及流量，随时把握冷却条件的变化；本着产量、结晶和转化率兼顾的原则进展操作的优化把握。碳化塔的典型把握方案： 下段气总管压力的把握中和气总管压力的把握中段气总管压力的把握碳化尾气总管压力的把握中和水总管压力的把握氨盐水总管压力的把握碳化塔压力的把握下段气冷却塔液位的把握中段气冷却塔液位的把握中和气冷却塔液位的把握碳化塔液位的把握下段气 CO2浓度的把握中段气CO2浓度的把握中和气CO2浓度的把握碳化废气CO2浓度的把握过滤工序：过滤真空度的把握：过滤系统的真空度是实现出碱液液固分别的推动力，是保证各项指标到达要求的主要条件，也是推断作业状

10、况好坏的标志。工况正常时的过滤真空度一般为-40-53Kpa。假设消灭系统真空度变低，则过滤介质两侧的压力差变 小，过滤速率降低，同时阻力变大，影响产量；而假设过滤真空度过大，过滤速率增加，那么过滤损失也增加了，同样会影响产量。：承受压缩空气反吹滤布上未卸尽的滤饼残渣，是使滤机过滤力量再生的根本手段。滤机前压缩空气确实定压力一般需要把握在 0.12750.1471Mpa。当风压过低，风量缺乏时，过滤作业就不能有效的进展。洗水温度的把握：从碱液中滤出的重碱滤饼，含有盐份很高的母液，需用水加以洗涤，使重NaCL含量把握在合格品指标的范围以内，洗水温度应把握在3845范围内。洗水含氨的把握：主要是皮

11、带电机、过滤机电机的把握，过滤机电机承受变频把握。蒸馏工序：NH4CLNH42CO3、NH4OHNH3与CO2返回下一个制量消耗的一个重点。蒸馏工序操作把握要点：1严格把握塔底、中部、精馏圈顶及出气的压力在规定范围，并保持平稳，不超标，不骤升骤降。如各点压力或各段压力差过大，可能的缘由是负荷过高，致气速大，或液面高等，要判明缘由，进展调整和处理。严格把握底圈液面、调和槽液面在规定范围。要的优化把握的条件，因满负荷生产可以提高鼓泡塔及填料塔的传热传质效 率，使蒸汽消耗量降低。量以稳定的维持废液过量灰在适中范围，使铵、盐反响及蒸出完全。调整塔温，最常用也是最有效的方法是增减进塔蒸汽量，假设进汽量已

12、到达最大限度，而塔温仍不能维持，则应以汽定产，削减母液蒸量，而不能由于负荷过高使技术指标偏离正常范围。此外还要力求进塔溶液包括母液、灰乳、凝液、氨水等温度均维持在高限，削减设备管道的热损失 。以以下出的是本工序较典型的把握回路：蒸馏塔底压力的把握：4555Kpa之间，通过对压力的有效把握，能够把握蒸氨废液的排出和适宜的底圈液位。假设操作压力过低，使气相 NH3、CO2分压低固然有利于它们的蒸出，但压力底使g值变小，实际气速较快到达许可的限定值，导致设备力量的下降。蒸馏出气温度把握：出气温度高于规定范围，则出气中水的含量高，进入吸氨工序后，增加了它的冷却负荷，而且冷凝下来稀释成了氨盐水；反之出气

13、温度过低则可形成铵的碳酸盐0Kpa表压上下，出气温度一般维持在 6065左右为宜。调和槽压力把握：母液总管压力把握：低压蒸汽压力把握：高压蒸汽压力把握：予热母液温度把握：石灰乳浓度把握：石灰乳温度把握：压缩工序：这些气量分别送到碳化清洗塔及制碱塔的中、下段入口，供碳化制碱之用。二氧化碳压缩工序与碳化、石灰、煅烧、供汽及蒸氨工序都有严密的联系，操作的好坏直接影响到上述各工序的正常运行。序还配备有真空泵及空压机兼管为过滤工序滤气系统维持所需的真空抽气和供给压缩空气的任务。压缩工序操作把握要点：CO2的浓度：CO2浓度的提高不仅可以节约压缩机的动力消耗，而且有利于碳化反响的平衡和速度，强化塔的操作，

14、对碳化提高产量和食盐转化率、改善重碱结晶都有打算性的作用。气量：供给气量包括中、下段气、清洗气的多少打算于石灰窑的上石量、煅烧炉投入的重碱量及投运的压缩机数量，气量对碳化操作影响很大。但在正常条件下，各段气体中的CO2总量应有一个适当的范围与配比，使供给量与使用量到达平衡，CO2缺乏或过多都将影响经济效果。3 压力：气的压力打算于所开用压缩机力量的大小，假设力量适当，可以到达中、下段气及清洗气的要求压力，便于碳化的操作，做到调整自如并到达高产稳产。4 气体的温度：应冷却到4046，下段气应冷却到3036。5 带水量：措施。下面列出的是压缩工序的典型控制回路：进气负压控制：进气温度把握：出气压力

15、把握：压缩机转速检测控制：中压蒸汽总管压力把握：压缩乏气压力把握：压缩机油压、油温把握：度把握：CO2出气温度把握：冷却水温度把握：电气局部主要是油泵、水泵的把握，压缩机本体承受连锁把握。石灰工序：CO2是由石灰石煅烧分解所产生的，同时在盐水精CO2及生石灰CaO，再由生石灰消化制取石灰乳，就成为氨碱法制纯碱生产过程中必要的工序。以下是石灰工序的典型把握回路：窑气浓度把握：窑气CO2浓度的凹凸，直接影响氨盐水碳酸化的速度和反响平衡， CO2浓度越高碳酸化反响速度越快，碳化塔生产力量大，而且碳化转化率也相应提高。窑顶压力把握：气量是用风压的凹凸及风门的开度大小来调整的。化灰机灰、水比值把握：适宜

16、的灰CaO、水比值不但提高了灰乳产量，避开因比值不适合造成的铺张，而且使制得的灰乳石灰粒子细腻粘稠性好，分散均匀不易沉淀。煅烧工序：煅烧出碱温度把握：Na2CO3含量不够标准的低温碱，同时还增加了产品带走的CO2及NH3的损失；出碱温度过高则煅烧炉的生产力量未充分发挥，同时热损过大，蒸汽等消耗增加，故要到达高产、稳产、低耗就必需维持适当的出碱温度。煅烧出气温度把握和联合塔出气温度把握：炉气温度是维持正常操作的根本条件，炉气温度低于 100则可能使其中的水蒸气分散导致碱疤在管道内壁生成，并酿成堵塞事故从而导致停产。炉气冷凝塔炉气温度过低，可能形成碳酸铵盐的结晶堵塞管道，炉气洗涤塔后的温度应把握在

17、3035，温度过低耗水量大并可能引起洗水不平衡，如过高不但增大炉气带走的氨，造成损失，有时还形成碳酸铵盐结晶，分散在压缩机入口通路。同时还影响压缩机打气效率。中压蒸汽压力把握：汽的压力和温度是维持煅烧炉正常运行的根底，是格外重要的把握。中压蒸汽流量是随着投入重碱量的变化而变化的，在碱量稳定时，中压蒸汽流量也应是稳定的，压力及温度也应根本稳定。假设消灭波动，则应准时联系各相关车间作出调整，以维持蒸汽压力和温度的正常指标。蒸汽压力低将削减煅烧炉传热面传递的热量，造成出碱及出气温度低，被迫降低煅烧炉的生产力量；蒸汽压力过高可能是由于投入重碱量突然削减所引起的，此时造成出碱温高。进煅烧炉重碱流量把握：的手段，由于重碱的投入量实际上就是煅烧炉的生产力量，因此适宜的重碱流量是重要的。如流量过少则造成出碱温度高，煅烧炉力量低同时各项消耗高； 而重碱流量过多则造成炉的出碱温度低及炉气温度低造成出“低温碱”，同时煅烧炉的负