固碱工艺课件

2012年10月27日固碱工艺知识1.固碱工序生产任务2.固碱工序产品介绍3.固碱工序原辅材料4.固碱工序工艺流程5.固碱工序生产原理6.工艺指标控制及设备构造7.生产故障及处理方法8.安全知识及案例概述

目前国内外生产固体烧碱的主要方法有两种，即间歇法锅式蒸煮和连续法膜式蒸发。我公司固碱工序采用的是双效降膜浓缩流程。与大锅法相比，膜式蒸发法有以下特点：（1）设备紧凑，热利用率高，易于操作。（2）能耗低、碱损小、成本低。（3）杂质含量少，浓度高，片碱质量优。

1.固碱工序的生产任务

本工序主要任务是将48%液碱浓缩至98.6%熔融碱后，通过片碱机生产出合格的片状氢氧化钠。将来自蒸发的48%液碱进行进一步蒸发浓缩，浓缩采用两效降膜工艺，使48%液碱浓缩至98.6%以上，经片碱机制片后包装码垛，浓缩所需的热源由熔盐炉供给。2.

固碱工序产品介绍（1）片状氢氧化钠性质

分子式：NaOH分子量：40.005

性质：烧碱又名火碱、苛性钠，纯品是无色透明的晶体，工业片碱因含有一定的杂质，颜色发白。密度2.130，熔点318.4℃，沸点1390℃。在空气中易吸收水分而潮解。片碱粉尘对人体危害很大。片状氢氧化钠及其水溶液对动物及植物等有机物质有强烈的腐蚀作用，亦能从空气中吸收二氧化碳而变成碳酸钠。因此，必须存放在密闭的铁罐或塑料袋中。（2）片状氢氧化钠质量标准单位:%氢氧化钠≥

碳酸钠≤

氯化钠≤

三氧化二铁≤优等品

99.0

0.5

0.03

0.005一等品

98.5

0.8

0.05

0.008合格品

98.0

1.0

0.08

0.01

我公司主要生产一级品片状氢氧化钠。

本工序所用原辅材料有：48%液碱、熔盐、糖、原煤。

（1）

48%液碱分子式：NaOH，分子量：40.005

规格：NaOH≥48%NaCl≤0.02%Na2CO3≤0.2%Fe2O3≤0.002%Ni≤1ppm3.原辅材料及规格（2）熔盐亚硝酸钠、硝酸钠、硝酸钾三种熔融硝酸盐的混和物，其组份为：亚硝酸钠（NaNO2）40%

硝酸钠（NaNO3）7%

硝酸钾（KNO3）53%

用途：片碱生产的载热体。

性质：这种熔融硝酸盐混合物具有均热性、导热性、流动性及化学稳定性等优点，被工业上普遍采用，这一特定的配方又称为“HTS”。HTS的熔点为142.6℃。温度升高会加速熔盐分解以及对容器材料的反应。熔盐的分解主要是亚硝酸钠的分解：

5NaNO2=3NaNO3+Na2O+N2

在熔盐中，单盐的热分解温度分别为硝酸钾550℃、硝酸钠535℃、亚硝酸钠430℃；而混合盐的热稳定性要优于单纯盐。

熔盐是一种强氧化剂，使用中不得混入煤粉、焦炭、木屑、布片纸张和有机物等，否则会引起燃烧甚至发生爆炸等严重事故。在熔盐贮槽内通入氮气封闭保护，能减轻熔盐中亚硝酸钠的氧化，可使用5年不更换熔盐，一般可用3-4年。不通入氮气保护一般使用半年或一年应全部更换熔盐，否则熔点可升至210℃以上。

（3）蔗糖

用食品级砂糖，配制成5%的水溶液，加在48%液碱中，防止高温熔融碱中的氯酸盐对镍制设备和管道的腐蚀。（4）原煤对比项目协议煤质建议值对比项目协议煤质建议值全硫%1.2-2≤2焦渣特性高焦高焦灰分%18-2818-29固定碳%50-5249-53全水分%≤5挥发分%27-2920-30低位发热MJ/KG20.920-23粒度30-40mm≥40%1-3mm≤30%三个单元之间的关系碱系统熔盐系统蒸汽系统成品片碱为熔盐系统提供预热提供能量停车吹扫碱管路中压蒸汽熔盐炉伴热包装48%碱罐48%碱泵预浓缩器最终浓缩器闪蒸罐分配器60%碱泵

真空泵冷凝水槽表冷表冷冷凝液泵糖罐糖泵去一盐WCSWCR冷却水罐冷却水泵

粉尘抽气机粉尘溶解罐二次蒸汽包装称链板机----固碱工艺流程简图----排空排空排空HTS缝包机排空片碱机排空排空排空糖罐换热器排空HTS片碱成品熔盐系统烟筒熔盐罐熔盐炉引风机鼓风机去分配器及片碱机管线最终浓缩器回盐闪蒸罐回盐分配器回盐片碱机管线回盐最终浓缩器回盐闪蒸罐回盐分配器回盐片碱机管线回盐BC65℃180℃260℃400℃120℃蒸汽去闪蒸罐及分配器管线A纯水去闪蒸罐及分配器管线去最终浓缩器去分配器及片碱机管线去闪蒸罐及分配器管线去分配器及片碱机管线去闪蒸罐及分配器管线去最终浓缩器余热锅炉空预器除尘器②碱液从60%浓度浓缩至98.6%的熔融碱，此过程在最终浓缩器中进行，以熔盐为载热体，在常压下将60%浓度浓缩至熔融碱，在经片碱机制成片状氢氧化钠。当碱液进入降膜蒸发器中垂直的加热管内，被管外的加热源所加热而达到沸腾。在沸腾的流体中，碱液和蒸汽是二相混合流动的，故它是二相流动的沸腾给热过程。（2）加糖原理及反应机理在片碱生产中，高温的浓碱对镍设备有一定的腐蚀性。腐蚀的原因主要是碱液中所含氯酸盐在250℃以上时会逐步分解，并放出新生态氧与镍材发生反应，生成氧化镍层。氧化镍易溶于浓碱中而被碱液带走，这样的过程在浓碱蒸发中反复进行而导致镍制设备的腐蚀损坏。离子膜碱含有氯酸盐20-30mg/L，为了保持设备的长期寿命，需要除去氯酸盐。常用的处理方法是在原料液中加入蔗糖水溶液，这种方法比其他方法如离子交换法、亚硫酸钠法优越的多，其主要原因是操作简单、无须加许多设备，另外糖资源易得，而且价格低廉。（3）真空蒸发原理液体表面的压力越低，它的沸点也越低。所以，在无法增大供汽能力和设备生产能力的情况下，采用真空装置（在效体后设置水环式真空泵和表面冷凝器）降低效体内碱液表面的压力，达到增大传热温差，加快蒸发速度的目的。因此，在生产过程中，为了降低液体的沸点、提高温差、加速二次蒸汽的逸出，降膜蒸发器常常在负压下工作。6.工艺控制指标及设备构造序号控制项目单位工艺指标分析/检测方法检测频次1预浓缩器管程蒸汽压力kPa≤-70DCS检测连续2预浓缩器出口碱液温度℃≤102.4DCS检测连续348%碱液温度℃≥70DCS检测连续4最终浓缩器碱液出口温度℃≥385

DCS检测连续5熔盐炉熔盐出口温度℃400-430DCS检测连续6片碱冷却水温度℃20-40DCS检测连续7燃煤炉出口烟气温度