氯碱化工碳酸钠加入系统的自动化改造

张天国，冯　斌，熊　鹏（新疆华泰重化工有限责任公司，新疆乌鲁木齐830019）



氯碱化工碳酸钠加入系统的自动化改造

张天国，冯斌，熊鹏
（新疆华泰重化工有限责任公司，新疆乌鲁木齐830019）

摘要：用碳酸钠自动化装置与传统的工艺作比较，并对碳酸钠自动装置的优点进行了阐述。

关键词：碳酸钠；自动；氯碱

氯碱生产过程中，无论是海盐、湖盐、岩盐或卤水都含有Ca2+、Mg2+、SO2-4等无机杂质以及细菌、藻类残体、腐殖酸等有机物杂质。这些杂质在化盐时会被带入盐水系统中，如不去除将会造成螯合树脂塔和离子膜的损伤。

1　盐水中钙离子的去除

1.1盐水中钙离子的去除方法

盐水中钙离子一般是以硫酸钙和氯化钙的形式存在于粗盐水中。精制时，向粗盐水中加入过量的碳酸钠溶液，使盐水中的钙离子形成不溶性碳酸钙沉淀［1］，为了保证钙离子反应程度趋于彻底，粗盐水中控制碳酸钠过量0.3～0.8 g/L，经搅拌器的均匀搅拌充分反应后［2］流入缓冲槽，再自流进入凯膜［3］过滤器（HVM膜）用凯膜进行过滤，凯膜由聚四氟乙烯制成，是一种强度极高的材料，膜孔径为0.1 μm，具有极高的孔隙率，有较高的过滤精度及渗透通量，一般通过凯膜过滤后的盐水中钙离子的含量可降至1 mg/L以下，再通过螯合树脂塔可将盐水中钙离子吸附至0.01 mg/L以下，为离子膜电解槽提供高质量的盐水。

1.2传统配制碳酸钠溶液的方法

目前，国内氯碱工业盐水生产中配制碳酸钠方法都是人工进行配制［4］，即人工手动进行破袋并且手工化料，新疆中泰（集团）股份有限公司（简称“中泰化学”）子公司华泰氯碱厂配套50万t/a离子膜烧碱，满负荷生产时仅每天配制的碳酸钠就多达二十余吨，不仅现场劳动量大，而且现场堆放物料及人工化料时的粉尘污染比较大，对人体健康造成极大的危害，尤其在春季原盐质量出现大幅度波动时，每天需人工搬运的碳酸钠多达三十多吨，大大增加了劳动量。

华泰氯碱厂从低成本、自动化及保护环境的角度出发引进国外先进技术，并且不断创新，实现了装置的自动化。目前，项目已经成功投用一年半，不仅降低了劳动量、提高了自动化水平，更保护了现场的环境［4］。

2　碳酸钠自动装置工艺流程简述

该装置由4部分组成，即自动破袋装置、自动提升装置、碳酸钠高位料仓和自动加料装置。

袋装碳酸钠经过自动破袋器后实现粉末和包装袋自动分离，碳酸钠粉末自动滑落至提升机的料仓内，人员只需将包装袋回收即可，粉末状碳酸钠经提升机自动提升至高位料仓内储存，高位料仓内安装多角度雷达液位计可全方位精确测量碳酸钠的储量；另外，高位料仓内配备干燥的压缩空气以防止碳酸钠粉末吸潮，人员配制碳酸钠时可通过调节自动加料装置来实现，整个装置系统全密闭，并且采用干燥的压缩空气进行微正压保护，大大减少了人员的劳动量，降低了生产成本，保护了现场环境。

3　自动装置的优点

（1）自动破袋卸料完全代替了手工作业，降低了生产成本，现场不再堆放碳酸钠，缩小了现场空间，大幅度改善了现场的环境。

（2）自动加料装置采用独具特色的2合1散装干粉输送系统；这一系统有1套机械式的料斗出料干预装置（破拱装置也称弧形破碎机）干粉喂料机（螺旋输送机）组成，便于有效的控制粉料出料、喂料和定量输送。

（3）与振动形式和气压流化出料方式不同，在卸料和输料过程中，使用一种更为“温和”的干预方式避免直接安装在筒仓或料斗上的振动器出现粉料堆实、架桥或起拱等问题；而气压流化也会导致粉料受潮及密度不均匀等问题，影响计量的精确性。

（4）传统人工配制碳酸钠浓度误差比较大，而自动加料装置可以实现碳酸钠浓度的精确配制，杜绝了人工化料的随意性。

（5）自动化的装置还可以实现碳酸钠集中配置、多处使用，既方便又快捷。

4　碳酸钠自动化装置的经济效益

目前，华泰氯碱厂碳酸钠自动化装置已投入运行，一次盐水工序可节省8名劳务人员，每人工资按5万元/a计算，1年节省40万元；另外，项目投用前手工配制碳酸钠过程中每天都必须用叉车进行辅助工作，项目投产后每年可节省叉车费用5万元，总计每年可节省成本45万元，整个自动化装置投资约100万元，3年可收回成本。

通过以上分析可以看出，碳酸钠自动化加料装置相比传统人工化料具有不可比拟的优势，虽然一次性投资高，但运行费用低，3年即可收回投资，生产成本大大降低。

图1　碳酸钠自动装置工艺流程

5　结语

中泰化学华泰氯碱厂盐水工序碳酸钠加入系统的自动化改造相比氯碱企业中传统的人工手动配制助剂的方法从根本上消除了人为因素对助剂浓度上造成的误差，提高了盐水系统的整体自动化水平，极大地改善了盐水装置的现场环境，填补了国内氯碱企业的空白。

参考文献：

［1］刘晶.预处理器在一次盐水精制中的应用.中国氯碱，2010（4）：28-30.

［2］李楚新，卢子云.一次盐水精制工艺改造及分析.氯碱工业，1999 （1）：12-13.

［3］李明.一次盐水精致工艺的发展和探讨.中国氯碱，2012（1）：10-12.

［4］王强，孙占瑞，韩飞，等.陶瓷膜盐水精制技术的应用.中国氯碱，2010（6）：6-7.

Automation transformation of sodium carbonate feeding device in chlor-alkali

ZHANG Tian-guo，FENG Bin，XIONG Peng
（Xinjiang Huatai Heavy Chemical Co.，Ltd.，Urumqi 830019，China）

Abstract：The automation transformation of sodium carbonate and traditional process were compared. The advantages of automation transformation were introduce.

Key words：sodium carbonate；automatic；chlor-alkali

中图分类号：TQ114.26+1

文献标识码：B

文章编号：1009-1785（2016）03-0041-02

收稿日期：2015-01-20