碳化塔操作控制要點

1、碳化塔操作控制要點1、碳酸化塔的生產(chǎn)強(qiáng)度，是一個重要的指標(biāo)。一般以碳酸化的總?cè)莘e利用系數(shù)表示，其單位（以純堿計）為t/（m3.d）,生產(chǎn)強(qiáng)度與塔的容積相乘為塔的生產(chǎn)能力。這三者的關(guān)系，可以用下式表7KW=BV式中W-塔的生產(chǎn)能力（以純堿計）t/d;V-塔的容積，m3B一塔的生產(chǎn)強(qiáng)度（以純堿計）t/（m3.d）.顯然，當(dāng)塔的容積一定時，塔的生產(chǎn)能力大小決定生產(chǎn)強(qiáng)度的大小。而影響生產(chǎn)強(qiáng)度的因素，除了塔的結(jié)構(gòu)性能以外，還有影響反應(yīng)和反應(yīng)速度的操作條件，諸如反應(yīng)物的濃度、溫度、氣體的壓力，塔內(nèi)液柱高度、塔的冷卻面積、傳熱效率等。由于受自動化水平的限制，目前，在中國這些條件主要靠人工和DCS操作系統(tǒng)來控

2、制、掌握、調(diào)節(jié)、利用。所以，能否提高生產(chǎn)強(qiáng)度，就取決于操作人員、管理人員能否充分掌握塔的性能特點，對所有條件加以適當(dāng)控制的利用，使設(shè)備潛力充分挖掘出來。操作控制的基本原則是：第一不能只顧反應(yīng)速度而不管晶核正常成長需要的時間，從而減少結(jié)晶的粒度，導(dǎo)致過濾、煨燒條件惡化；第二不能只顧加快出堿而不管碳酸化氨鹽水必要的停留時間，從而降低NaCL的轉(zhuǎn)化率，同時增加各種物料和能源的消耗；第三不能只圖一時或短期的高產(chǎn)，而不顧塔的性能特點限制，從而導(dǎo)致正常制堿周期的縮短，增加改塔次數(shù)，甚至造成改塔次序紊亂,帶來不應(yīng)有的生產(chǎn)波動和損失。根據(jù)實踐經(jīng)驗，以容積利用系數(shù)表示的碳酸化塔平均生產(chǎn)強(qiáng)度，一般為1.01.2純

3、堿/（m3.d）（包括清洗塔在內(nèi)）確定各種不同條件下適宜的生產(chǎn)強(qiáng)度指標(biāo)，應(yīng)以具體探索、實踐中總結(jié)出來的數(shù)據(jù)為依據(jù)。2、進(jìn)塔的氨鹽水含NaCL及自由氨的濃度應(yīng)較高，并保持NH3與CL-的比數(shù)在1.131.18之間。氨鹽水中含NaCL及自由氨濃度越高，則化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行越完全，生成的NaHCO3越多，但NH3與CL-應(yīng)有一定比例，出堿液中NH3與CL-之比例為1：1。在碳化反應(yīng)過程中，氨鹽水中約有10%-13.5%的氨被塔頂排出的尾氣所帶出（塔頂排氣溫度低，被帶出的NH3較少；反之則被帶出的nh3多）。故氨鹽水中含nh3VCL-之比應(yīng)保持較高。氨鹽水中含自由氨99-103tt，含CL-8890tt,含

4、自由氨過低則NaCL轉(zhuǎn)化率低，如果含自由氨過高則不但降低了CL-的濃度及使NH3的轉(zhuǎn)化率降低，而且會造成碳酸化制堿塔的“堵塔”現(xiàn)象發(fā)生，因有大量的過剩NH4HCO3生成結(jié)晶，使塔的內(nèi)壁、菌帽和冷卻管等堵塞。3、碳酸化氨鹽水的溫度保持38-42C,含CO2保持在55-65tt之間。碳化氨鹽水溫度過高，則使制堿塔塔頂氨損失過大，使NaCL轉(zhuǎn)化率降低。碳化氨鹽水含CO2過高，則清洗效率低，碳酸化塔內(nèi)結(jié)疤清洗不徹底，會造成堵塔現(xiàn)象的發(fā)生，碳化氨鹽水含CO2過低，則重堿結(jié)晶細(xì)，特別是制堿塔發(fā)揮較高的生產(chǎn)能力時，由于碳化氨鹽水含CO2低，則延長了碳化氨鹽水在制堿塔內(nèi)吸收CO2的時間，相應(yīng)的縮短了結(jié)晶在制堿

5、塔內(nèi)停留的時間，因此重堿結(jié)晶細(xì)。故碳酸化氨鹽水含CO2最好保持在5565tt之間，最低應(yīng)在50tt以上。4、進(jìn)制堿塔的下段氣含CO2應(yīng)保持90%以上，溫度應(yīng)保持在30C左右。下段氣CO2濃度高的好處有：碳酸化反應(yīng)速度快，碳酸化塔的生產(chǎn)能力可提高；化學(xué)反應(yīng)完全，NaCL轉(zhuǎn)化率可提高，混入的惰性氣體少，塔內(nèi)堿液被攪動不至于太劇烈，重堿結(jié)晶大；帶入氧氣少，可避免重堿鐵含量高；發(fā)現(xiàn)下段氣CO2濃度低時，應(yīng)與煨燒和壓縮工序聯(lián)系，及時進(jìn)行調(diào)節(jié)，下段氣溫度不應(yīng)高于35C,否則會造成出堿液溫度高，使NaCL轉(zhuǎn)化率降低。5、進(jìn)制堿塔的中段氣CO2濃度應(yīng)保持在40%以上，溫度保持在40-45C之間，進(jìn)制堿塔的中段

6、氣全部是窯氣，一般CO2含量為40%-42%,中段氣濃度高的好處與下段氣濃度高的好處相同。發(fā)現(xiàn)中段氣CO2濃度低時，除與石灰窯工序聯(lián)系外，還應(yīng)檢查壓縮機(jī)進(jìn)口、窯氣總管、窯氣洗滌塔等是否漏入空氣。中段氣溫度不應(yīng)高于45C,否則NaCL轉(zhuǎn)化率低，因氣體溫度高，使出堿溫度相應(yīng)升高。6、碳酸化塔上部的液面應(yīng)保持較高，距塔頂0.81.5m之間，出氣溫度應(yīng)保持在52c以下，尾氣CO2保持在2%-8%之間。液面過高，會造成出氣帶液現(xiàn)象嚴(yán)重，氨鹽水損失增大，會使氣液分離器液面滿，氨鹽水進(jìn)入尾氣總管，會造成尾氣總管生成NaHCO3結(jié)晶，堵塞尾氣總管。液面過低則出氣CO2濃度高，使CO2損失加大，并使碳酸化塔容積

7、利用系數(shù)降低，降低了碳酸化塔的生產(chǎn)能力。出氣溫度過高，則出氣含NH3高，塔頂氨損失大，造成NaCL轉(zhuǎn)化率低。塔頂出氣含CO2濃度應(yīng)低于8%,否則CO2損失大，浪費了壓縮機(jī)的生產(chǎn)能力；出氣含CO2濃度過低，則碳酸化塔的生產(chǎn)能力不能充分發(fā)揮，并可使制堿塔的中部溫度低，不但降低了產(chǎn)量，而且使NaCL轉(zhuǎn)化率低。7、制堿塔的中部溫度應(yīng)保持在60-70C之間，并使其中部溫度與碳化氨鹽水溫度之差在20C以上，維持高的中部溫度不但可使NaCL轉(zhuǎn)化率高，并使重堿結(jié)晶粗大均勻。碳酸化操作的好壞，中部溫度是一個十分重要的指標(biāo)。中部溫度的最高區(qū)域約在塔高的2/3處，在操作中，反映區(qū)域上移，可以通過加快出堿速度或稍稍減

8、少中段氣進(jìn)量，反之，則降低出堿速度或稍稍增加中段氣進(jìn)氣量。這樣用改變出堿速度或進(jìn)氣量的辦法來維持中段氣溫度的平穩(wěn)，以達(dá)碳酸化操作的穩(wěn)定。中部溫度過低，則使NaCL轉(zhuǎn)化率降低，并使碳酸化塔的生產(chǎn)能力也降低，嚴(yán)重時有“堵塔”現(xiàn)象的發(fā)生。因中部溫度過低，反映區(qū)域下移，剛生成的NaHCO3的結(jié)晶未長大就遇到水箱冷卻，大量細(xì)結(jié)晶沉淀出來結(jié)在冷卻水管及菌帽上，使碳酸化塔發(fā)生“堵塔”現(xiàn)象。8、出堿溫度應(yīng)在27-30C之間，自由氨保持在2326tt之間，NaCL轉(zhuǎn)化率保持在75%以上，出堿溫度低，則NaCL轉(zhuǎn)化率高，出堿溫度低，則NaHCOs溶解度亦低，因而促成大量NaHCOs結(jié)晶析出，故產(chǎn)量亦高。出堿溫度低

9、則需足夠的冷卻水量、低的冷卻水溫度及保持高的水箱冷卻效率。碳酸化塔除制堿一定時間后改為洗滌塔以恢復(fù)水箱冷卻效率之外，冷卻水管應(yīng)定期清理或酸洗。出堿溫度高，應(yīng)增加冷卻水進(jìn)量，或開用中上層出水，并適當(dāng)減慢出堿速度。過低的出堿速度會造成NaHCOs結(jié)晶細(xì)，使重堿過濾困難、重堿水分高、煨燒爐的生產(chǎn)能力降低等一系列不良后果。因此，出堿溫度過低也不好。9、制堿塔增加用水量，或由下層出水改為中上層出水時，必須逐步開大，不能過快，否則，造成重堿結(jié)晶細(xì)。每逢煨燒爐、壓縮機(jī)、石灰窯、蒸吸氨工序發(fā)生故障，對碳酸化工序有較大影響時，應(yīng)關(guān)閉中、上層出水；改為下層出水。嚴(yán)重時，下層出水亦應(yīng)關(guān)小或關(guān)閉，以免使重堿結(jié)晶變壞，造成重堿水分高。開用上層出水，則中部溫度在60c以上才能開用。改塔時新制堿塔應(yīng)逐步增加進(jìn)水量，不可過快的開大進(jìn)水量，否則，出堿后重堿結(jié)品細(xì)。碳酸化塔進(jìn)出水溫差一般在20c左右。如出水溫度過低則是冷卻水箱冷卻效率低，或進(jìn)水量過大，應(yīng)及時加大糾正。10、碳酸化塔進(jìn)氣量與出堿速度應(yīng)互相配合好，兩者互相適應(yīng)。如果出堿速度快，進(jìn)氣量不足，則出堿溫度和出堿液自由氨升高，NaCL轉(zhuǎn)化率下降。反之，如出堿速度慢、進(jìn)氣量多，則出堿溫度和出堿液自由氨均下降，塔內(nèi)積存的NaHCOs結(jié)晶多，容易造