石灰煙道氣法的先進性與局限性分析論文

　　石灰煙道氣法

　　工藝原理:石灰水與鹵水中的Mg2+反應生成氫氧化鎂沉淀，煙道氣中含有的CO2與鹵水中的Ca2+反應生成CaCO3沉淀，達到除去鹵水中含有的Ca2+、Mg2+的目的，SO42－在鹽硝聯產生產工藝中以芒硝形式分離。從工藝原理可以看出，兩種工藝都是利用化學原理除去鹵水中的Ca2+、Mg2+，達到凈化鹵水的目的。但兩種工藝還是存在以下差別:(1)兩堿法工藝簡單，投資小，凈化成本偏高;而石灰煙道氣法工藝復雜，投資大，但凈化成本低。(2)在實際運行中，兩堿法生產一批合格精鹵約需3h～4h，而石灰煙道氣法因有兩步反應，需11h～12h。(3)石灰煙道氣法回收母液、減排煙道氣，達到節能減排循環經濟和保護環境的效果。

　　兩種工藝的經濟分析

　　表1、表2分別是2012年公司利用兩堿法與石灰煙道氣法凈化一桶鹵水(3200m3)的原料使用量及凈化結果。按照公司2012年市場采購均價:純堿1520元/t，燒堿950元/t，絮凝劑18550元/t計算。則兩堿法凈化一桶鹵水成本為3．63元/m3，生產1t鹽耗鹵水成本為10．89元。由于公司原鹵中硫酸根嚴重不足及母液量也不足，影響了二步反應后鹵水中的鈣離子不能去除到工藝要求，最終需要補加部分純堿來降低清鹵中的鈣離子含量。同時，二步反應通煙氣后造成部分固相物中的鎂離子回溶，而需添加部分燒堿來去除鎂離子。按照公司2012年市場采購均價:純堿1520元/t，燒堿950元/t，石灰560元/t，絮凝劑18550元/t計算。則石灰煙道氣法凈化一桶鹵水成本為2．46元/m3，生產一噸鹽耗鹵水成本為7．38元。兩種凈化工藝，石灰煙道氣法比兩堿法噸鹽耗鹵水成本要減少3．51元，對于年產80萬t的企業來說，每年可節約生產成本280．8萬元，同時也可增強企業的市場競爭力。

　　石灰煙道氣法的經濟分析

　　1先進性

　　石灰煙道氣法采用了煙道氣代替純堿除去鹵水中的鈣離子，每年可減少公司廢氣排放量1931．4萬m3，減少大氣污染。同時用更便宜的石灰代替燒堿除去鹵水中的鎂離子，生產成本比兩堿法要低得多，一般該工藝運用得當的情況下，噸鹽成本可以降低3元～6元，尤其是在兩堿價格高的情況下更能凸顯該工藝的降本效果。凈化后的鹵水中除去了鈣鎂離子，使鹵水在蒸發制鹽過程中結垢少，節約能源的消耗，同時每年回收制鹽母液12．8萬m3，節約資源，符合國家提倡的節能降耗及發展循環經濟的模式。

　　2局限性

　　石灰煙道氣法凈化鹵水是一個非常先進的工藝技術，雖然該工藝技術先進，但在公司鹽硝聯產這個大環境中運用下還是凸顯出它的局限性:

　　(1)回頭母液不足，難以提高混合鹵水中硫酸根的含量，造成二步反應后鹵水中的鈣離子不能去除到設計要求。根據工藝設計，公司原鹵中硫酸根含量為11．8g/L，所以需要母液回頭兌鹵來提高混合鹵水的硫酸根含量，但由于母液量也不足，使混合鹵水中的硫酸根難以達到設計值14g/L。這就使一步反應的PV值不能達到設計的25mg/kg，造成在二步反應通煙氣反應后不能盡除鈣離子，必須添加部分純堿來除去剩余的鈣離子。

　　(2)使用該工藝，若后續設施不匹配，影響鹽硝系統的平衡性。使用石灰煙道氣因回收母液，提高了鹵水中的硫酸根含量，增加了硝產量，但也在一定程度上影響了鹽硝系統的平衡性。由于公司60萬t/a鹽硝聯產裝置在設計時，在基準工藝指標上有所放大，使鹽硝系統在高單位時效時出現不匹配，但鹵水中硫酸根含量不高，影響效果也就不明顯。但使用石灰煙道氣后鹵水中硫酸根含量提高，問題就凸顯出來。曾經有段時間，造成鹽質下降到一級、二級鹽，后通過提高蒸發強度、循環量及加大循環泵的皮帶輪等措施，才使鹽質重新提高到優級鹽。

　　(3)鈣鎂泥漿量成倍增加。由于該工藝需要使用石灰來代替燒堿除去鎂離子，而石灰本身又是具有大量鈣離子的，在除鎂離子的同時也增加了鹵水中鈣離子的含量。同時，生石灰的轉化率及純度造成第一步反應過程中帶入系統較多的固相物，使得比兩堿法凈化后的鈣鎂泥量要多得多，提高了處理鈣鎂泥的難度。

　　(4)設備維護成本高。該工藝比兩堿法設備要多，加大了設備的維護度。特別是使用石灰代替燒堿除鎂離子，江西本地石灰石燒制后的生石灰純度不太高，最好水平不過保證在80%左右。因此在乳化過程中一部分渣漿會進入系統，而這些渣漿加速了設備的磨損，提高了設備的維護成本。

　　(5)員工操作更復雜。該工藝控制點多，加大了員工的操作難度。每一步控制都必須按順序小心操作如PV、pH值控制、取樣化驗等等環節都不能錯。一旦控制不得當，就必須返工。而且返工后的成本比兩堿法還要高。

　　(6)反應時間過長。在實際運行中，兩堿法生產一批合格精鹵約需3h～4h，而石灰煙道氣法因有兩步反應，需11h～12h。若一旦設備發生故障，會造成供鹵緊張影響生產。所以，在實際運用中最好保留兩堿法的配套設施，以備不時之需。

　　結束語

　　石灰煙道氣法有它的先進性也有它的局限性，但是，若能將它的局限性控制好，極大的發揮它的作用，至少降本增效是毋庸置疑的。該工藝以低消耗、高利用、低排放的先進技術實現了節能降耗、減少環境污染，是一條走循環經濟的發展之路。對于一個企業來說不僅要經濟效益更應該承擔社會責任，所以，制鹽企業在有條件的情況下都應該大力推廣使用該工藝來凈化鹵水。（本文作者：張雪花、孔曉忠、鄭秀潔 單位：中鹽新干鹽化有限公司、中鹽制鹽工程技術研究院）

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