純堿生產(chǎn)過(guò)程中的產(chǎn)品質(zhì)量控制措施研究

吳巴特爾 李山嶺 周錄平

摘? ?要：隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步與快速發(fā)展，純堿產(chǎn)品的消費(fèi)量與生產(chǎn)量都在持續(xù)增多，如何有效提升純堿產(chǎn)品的質(zhì)量已成為我國(guó)純堿工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。本文結(jié)合純堿企業(yè)生產(chǎn)，從生產(chǎn)運(yùn)行效能提升與工藝優(yōu)化兩個(gè)方面提出了企業(yè)生產(chǎn)純堿應(yīng)采取的策略，以期能夠?yàn)榧儔A生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：純堿生產(chǎn)? 產(chǎn)品質(zhì)量? 控制

中圖分類號(hào)：TQ114.16? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）09（c）-0087-02

碳酸鈉的化學(xué)式是Na2CO3，通常情況下稱之為純堿，它是一種非常關(guān)鍵的工業(yè)原料。隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步與快速發(fā)展，純堿產(chǎn)品的消費(fèi)量與生產(chǎn)量都在持續(xù)增多。在純堿生產(chǎn)加工中，重點(diǎn)采取氨堿法、聯(lián)堿法、天然堿法等多種制堿方法。包括碳化工序在內(nèi)的純堿生產(chǎn)工藝，會(huì)在較大程度上影響純堿產(chǎn)品的質(zhì)量。因此應(yīng)該采取有效措施，穩(wěn)步調(diào)整和優(yōu)化相關(guān)工藝的技術(shù)參數(shù)，消除不良因素的影響，逐步實(shí)現(xiàn)工藝流程的創(chuàng)新與成熟運(yùn)用。

1? 企業(yè)純堿生產(chǎn)運(yùn)行效能提升策略

1.1 有效挖掘生產(chǎn)裝置潛能

為了切實(shí)提升純堿生產(chǎn)工藝的運(yùn)行效果，企業(yè)要注重保障純堿生產(chǎn)裝置負(fù)荷達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行的態(tài)勢(shì)，多途徑減少各種能耗與物耗，強(qiáng)化對(duì)生產(chǎn)瓶頸實(shí)施必要的技改，并科學(xué)地配置生產(chǎn)工藝和設(shè)備，從而挖掘先進(jìn)技術(shù)與工藝的最大優(yōu)勢(shì)，提升裝置的生產(chǎn)潛能，進(jìn)而提升純堿產(chǎn)品的質(zhì)量。此外純堿生產(chǎn)企業(yè)還應(yīng)采取先進(jìn)性的控制系統(tǒng)，能夠增強(qiáng)裝置操作過(guò)程中的可靠性，提升其抗干擾的性能，進(jìn)而達(dá)到“卡邊”操作的目的。這樣一來(lái)，不但有利于削減動(dòng)力、原料的消耗，減少生產(chǎn)成本，也能夠降低由于市場(chǎng)沖擊給企業(yè)造成的諸多不利影響。同時(shí)，有效挖掘生產(chǎn)裝置潛能還可以在較大程度上削減操作者的勞動(dòng)緊張程度與勞動(dòng)強(qiáng)度，保障職工的生產(chǎn)安全。

1.2 科學(xué)配置備用設(shè)備

科學(xué)地配置部分生產(chǎn)環(huán)節(jié)的備用設(shè)備，可以有效的保障生產(chǎn)的連續(xù)性。為了保障生產(chǎn)安全運(yùn)行，預(yù)防由于局部設(shè)備故障導(dǎo)致系統(tǒng)停車的風(fēng)險(xiǎn)，可以考慮在若干關(guān)鍵部位配置相關(guān)備用設(shè)備。這樣一來(lái)，就可以有效地保障生產(chǎn)活動(dòng)的正常運(yùn)作，切實(shí)降低設(shè)備使用強(qiáng)度，并在一定程度上削減動(dòng)力消耗。與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)備用設(shè)備與現(xiàn)用設(shè)備的同步維護(hù)與保養(yǎng)，以保障備用設(shè)備可與時(shí)投入使用。

1.3 嚴(yán)格控制碳化塔清洗操作

在氨堿法加工制造純堿產(chǎn)品的過(guò)程中，需要較大面積的氣液接觸設(shè)備，以獲得較長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行接觸反應(yīng)，重點(diǎn)采取碳化塔，此類設(shè)備主體非常高大，很難進(jìn)行清洗操作。但是，清洗塔操作會(huì)在較大程度上影響純堿產(chǎn)品的水平和質(zhì)量。在長(zhǎng)時(shí)間的純堿加工制造中，碳化塔中會(huì)結(jié)出厚度較大的疤，進(jìn)一步縮小了氣液通道，非常不利于后續(xù)的制堿過(guò)程。所以在采取氨堿法進(jìn)行純堿生產(chǎn)時(shí)，首先應(yīng)該準(zhǔn)確地把握組塔的具體情況，制定系統(tǒng)化的碳化塔清洗方案;設(shè)計(jì)好針對(duì)性的清洗周期，對(duì)清洗流程進(jìn)行優(yōu)化和完善，以獲得最理想的清洗效果，規(guī)避沒(méi)有徹底清洗的、清洗過(guò)度等問(wèn)題。對(duì)清洗塔的液位與進(jìn)氣量進(jìn)行嚴(yán)格控制，預(yù)防腐蝕碳化塔設(shè)備的表面，對(duì)鐵份含量進(jìn)行有效控制，保證鐵份含量處于正常水平，提升純堿產(chǎn)品的水平。

2? 企業(yè)純堿生產(chǎn)工藝優(yōu)化策略

2.1 大力引用新興膜技術(shù)

東海化集團(tuán)在國(guó)內(nèi)純堿生產(chǎn)行業(yè)中率先運(yùn)用新興膜技術(shù)，再造純堿生產(chǎn)工藝流程。如今該集團(tuán)日產(chǎn)一萬(wàn)立方米納濾精制鹵水制堿項(xiàng)目已經(jīng)正式投運(yùn)。三臺(tái)機(jī)組均已投用，而且實(shí)現(xiàn)了滿負(fù)荷生產(chǎn)，每小時(shí)精制420m3鹵水，每立方米攜帶90kg原鹽，產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)能力都超過(guò)了設(shè)計(jì)值。國(guó)內(nèi)沿海城市眾多，可以借鑒該集團(tuán)的做法，引進(jìn)或吸收其專利技術(shù)。東?；瘓F(tuán)所處地區(qū)地下鹵水豐富，擁有豐富的原鹽資源，首次在精制鹵水制堿項(xiàng)目運(yùn)用了濾膜技術(shù)和材料，對(duì)膜法分離實(shí)施了重點(diǎn)攻關(guān)。中試項(xiàng)目組陸續(xù)實(shí)施了方案論證、納濾定性定量試驗(yàn)、中試、小試實(shí)驗(yàn)攻關(guān)。從它的中試來(lái)看，設(shè)備能夠可靠地運(yùn)行，技術(shù)指標(biāo)處于非常穩(wěn)定的態(tài)勢(shì)。然后該集團(tuán)實(shí)施了日產(chǎn)10000m3精制鹵水項(xiàng)目，它在很大程度上改革了以往的做法。以納濾膜技術(shù)實(shí)現(xiàn)了鹵水精制，代替海水化鹽，從而直接制堿。精制鹵水中的氯化鈉含量高于海水中氯化鈉含量的三倍到四倍，削減了固體鹽用量。鹵水精制也不需要實(shí)施化學(xué)法除掉雜質(zhì)鎂、鈣離子的操作。這種新工藝在一定程度上延伸了制堿關(guān)鍵設(shè)施和儀器的運(yùn)行周期，穩(wěn)步增加了純堿質(zhì)量。它也可以對(duì)純堿工藝流程進(jìn)行優(yōu)化，增強(qiáng)純堿產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2.2 降低雜質(zhì)含量，強(qiáng)化產(chǎn)品白度控制

純堿產(chǎn)品中的諸多雜質(zhì)都會(huì)影響其白度。在固相水合法制作純堿產(chǎn)品的過(guò)程中，原料輕質(zhì)純堿與生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的各類雜質(zhì)，均會(huì)降低純堿的白度。因此應(yīng)該采取有效措施，如提升輕質(zhì)純堿產(chǎn)品的質(zhì)量，削減它的雜質(zhì)含量。再就是立足于生產(chǎn)環(huán)節(jié)，削減生產(chǎn)環(huán)節(jié)的腐蝕現(xiàn)象，避免在生產(chǎn)系統(tǒng)中帶入雜質(zhì)，或是采取新型生產(chǎn)工藝，讓雜質(zhì)和母液共同排出重質(zhì)純堿，切實(shí)增加純堿的質(zhì)量。在天然堿制純堿過(guò)程中，由于資源特性，需在進(jìn)入生產(chǎn)加工裝置前進(jìn)行原鹵精制，消除雜質(zhì)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

產(chǎn)品粒度也會(huì)影響純堿白度。物料白度體現(xiàn)為純堿白色物料的色調(diào)與光亮度給人們帶來(lái)的一種綜合反應(yīng)。物料粒度的具體分布狀況、顆粒直徑都會(huì)影響光的反射，所以會(huì)對(duì)物料白度產(chǎn)生影響。相關(guān)研究結(jié)果證實(shí)， 篩余物顆粒粒徑180μm的部分在重質(zhì)純堿的比例達(dá)到了75%或更多，平均顆粒直徑都非常大，業(yè)已高于較高白度的范疇。所以，應(yīng)該從粒度分布層面采用相關(guān)工藝（為增加純堿白度，要把粒度分布限定在較大范圍內(nèi)）。部分企業(yè)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中加入了適度比例的小顆粒產(chǎn)品，強(qiáng)化對(duì)藍(lán)色光的反射，以增加純堿的白度。

2.3 控制純堿產(chǎn)品粒度

以生產(chǎn)重質(zhì)純堿產(chǎn)品為例。輕質(zhì)純堿重化后，它的外在質(zhì)量會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的變化，不但會(huì)增加它的堆積密度，而且會(huì)增加純堿的平均顆粒直徑。國(guó)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)GB210.1-2004清楚地界定了重質(zhì)純堿的粒徑與堆積密度，尤其是將粒徑劃分成了2類4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，篩余物粒徑≥180μm的達(dá)到了60%～75%，篩余物粒徑≥1.18μm的比例不超過(guò)2%。為了獲得顆粒合格的純堿產(chǎn)品，只有生產(chǎn)出高質(zhì)量的一水堿（Na2CO3·H2O），才能加工成高水平的重質(zhì)純堿。不少因素都會(huì)影響一水堿的結(jié)晶過(guò)程，比如晶漿濃度、攪拌條件、結(jié)晶溫度、物料停留于水合器中的時(shí)間等。

以固相水合法生產(chǎn)純堿產(chǎn)品為例，是把工藝水加到粉狀固體輕質(zhì)純堿中，在充分?jǐn)嚢杌旌蠗l件下發(fā)生化合反應(yīng)。經(jīng)過(guò)足夠的反應(yīng)時(shí)間生成粒狀一水合物（Na2CO3·H2O），理論上Na2CO3和H2O等摩爾數(shù)反應(yīng)，實(shí)際上加入的工藝水量應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于理論需要量。雖然增加工藝水量重質(zhì)純堿產(chǎn)品的顆粒直徑會(huì)明顯增大。但在生產(chǎn)上，一般控制工藝水量與輕質(zhì)純堿質(zhì)量比值應(yīng)不小于0.4為宜。工藝水溫度、工藝水量、反應(yīng)時(shí)間是固相水合法生產(chǎn)重質(zhì)純堿時(shí)，控制產(chǎn)品粒度的主要條件。但是，在工業(yè)生產(chǎn)中，有時(shí)因操作上的失誤或因原料本身的問(wèn)題，產(chǎn)品中的疤塊和細(xì)粉往往會(huì)超標(biāo)。為此，在產(chǎn)品進(jìn)行包裝之前應(yīng)增加篩分工序，使成品中粒徑大于1.18μm的產(chǎn)物小于2%，小于180μm的產(chǎn)物不超過(guò)25%～40%，保證產(chǎn)品粒度合格，提升純堿產(chǎn)品質(zhì)量。

3? 結(jié)語(yǔ)

在采取相關(guān)化工工藝生產(chǎn)和加工純堿的過(guò)程中，很多因素都會(huì)影響純堿產(chǎn)品的質(zhì)量。因此應(yīng)該立足于純堿生產(chǎn)的相關(guān)工藝與設(shè)備，持續(xù)地升級(jí)、改進(jìn)和完善，開發(fā)和引進(jìn)更多的新材料、新技術(shù)，對(duì)影響純堿質(zhì)量的因素進(jìn)行控制和調(diào)解，以切實(shí)提升純堿產(chǎn)品的質(zhì)量。

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