純堿工藝及控制方案

1、純堿碳化過程的DCS把握方案純堿生產(chǎn)的方法主要有三種：自然堿加工、氨堿法、聯(lián)合制堿法侯氏制堿 即索爾維制堿是當(dāng)今世界大規(guī)模制造純堿的通用工業(yè)方法之一其生產(chǎn)工藝經(jīng)過百多年的生產(chǎn)實踐考驗，工藝包的技術(shù)成熟，穩(wěn)定牢靠。一.氨堿法是一種簡單的化學(xué)制造工藝，它主要包括一系列的化工單元操作，共分九個工序 ：鹽水精制工序、鹽水吸氨工序、碳化工序、過濾工序、蒸餾工序、壓縮工序、石灰工序、煅燒工序、包裝工序。純堿的主要原料：石灰石、食鹽、焦碳、氨等。氨堿法生產(chǎn)工藝流程：首先用水將原鹽溶解制成飽和粗鹽水，再用石灰純堿法除去雜質(zhì)得精鹽水。 壓出，經(jīng)出堿液槽送往真空過濾機(jī)分別出重堿。過濾得到的NaHCO3濾餅在煅燒工

2、序經(jīng)加熱分解，制得輕質(zhì)純堿和爐氣，輕質(zhì)純堿通過運輸設(shè)備送往水合機(jī)，承受固相水合法或液相水合法制得重質(zhì)純堿， 經(jīng)枯燥、包裝得商品重質(zhì)純堿重灰；輕質(zhì)純堿經(jīng)涼堿塔冷卻，包裝即為商品輕質(zhì)純堿輕灰?；^程。所得的石灰乳兌和反響蒸出氨，返回吸取塔循環(huán)使用。蒸餾廢液則排入渣場。乳，分別送至蒸餾工序和鹽水工序使用。石灰窯產(chǎn)生含40%CO2的窯氣與煅燒爐產(chǎn)生的含80%以上CO2的爐氣通過壓縮機(jī)送碳化工序使用。1 系統(tǒng)配制圖系統(tǒng)配置說明整套裝置DCS系統(tǒng)通常配置11個操作員站、其中1個兼工程師站、3臺冗余現(xiàn)場把握站及I/OI/O模塊冗余配置。效勞站主要負(fù)責(zé)對域內(nèi)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的集中治理和監(jiān)視，包括：報警、日 包括實供給

3、效勞和為其他域的數(shù)據(jù)懇求供給效勞。工程師站由操作員站兼任完成組態(tài)修改及下裝，包括：數(shù)據(jù)庫、圖站及過程I/O模塊的配置組態(tài)，數(shù)據(jù)下裝和增量下裝等。操作員站進(jìn)展生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)視和治理，包括：工藝流程圖顯示，報表打印，把握操作，歷史趨勢顯示，報警治理等。現(xiàn)場把握站又稱I/O站，是系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和過程把握的重要站點，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)和診斷結(jié)果傳送到系統(tǒng)效勞器等功能。I/O單元、電源單元和專用機(jī)柜四局部組成，在主控單元和智能I/O單元上，分別固化了實時把握軟件和I/O單元運行軟件?，F(xiàn)場把握站內(nèi)部承受了分布式的構(gòu)造，與系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相連接的是現(xiàn)場把握站的主控單元，冗余配置。主控單元通過把握網(wǎng)絡(luò)CNET與各個智能I

4、O單元實現(xiàn)連接。系統(tǒng)承受FM1系列I/O模塊及DP主站組成現(xiàn)成把握站，承受ProfibusDP現(xiàn)場總線技術(shù)，構(gòu)成先進(jìn)的、牢靠的DCS分布式把握系統(tǒng)。I/O模塊和底座組成現(xiàn)場模塊單元FMU，DP從站。現(xiàn)場把握站主要由I/ODP主站接口卡組成。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架:絡(luò)實現(xiàn)現(xiàn)場把握站與過程I/O模塊的通訊。器。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)(SNET)由100M工業(yè)以太網(wǎng)構(gòu)成，用于工程師站、操作站、系統(tǒng)效勞下裝，效勞器與現(xiàn)場把握站、通訊把握站之間的實時數(shù)據(jù)通訊。把握網(wǎng)絡(luò)(CNET)由PROFIBUS-DPI/O模塊與現(xiàn)場把握站主控單元的通信，完成實時輸入、輸出數(shù)據(jù)的傳送。 PROFIBUS-DP是特地I/O之間進(jìn)展通訊而設(shè)計的。

5、既可滿足高速傳輸，又有簡潔有用、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)等特點。三主要把握回路純堿裝置典型把握回路及方案：鹽水精制工序：除鈣塔出鹵溫度的把握：除鈣塔底圈溫度高，則有利于除鈣反響的進(jìn)展和碳酸鈣結(jié)晶的生成和長大以加速碳酸鈣的沉降；底圈溫度較底則反之。但過高的溫度必定帶來能源的消耗，這往往不經(jīng)濟(jì)又增加吸氨的冷卻負(fù)荷。所以為到達(dá)經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的要求，兼顧除鎂、除鈣對溫度的需要，除鈣塔底圈的適宜溫度應(yīng)維持在 50左右，以保證二次鹽水的除鈣效率和濁度指標(biāo)。灰乳流量的把握：加灰除鎂后的一次鹽水，在質(zhì)量上應(yīng)符合以下要求：必需將鎂離子完全去除；一次鹽水的濁度必需維持在100PPM以下。必需過剩，其大小應(yīng)以一次鹽水過?；业拇?/p>

6、小作為調(diào)整依據(jù)。雜水溫度的把握：為了加快氫氧化鎂沉淀的沉降速度，調(diào)和液必需維持適宜的溫度。而這通過調(diào)整化鹽用的雜水溫度在4250來實現(xiàn)。為了防止鹽水在一次澄清桶內(nèi)發(fā)生對流影響澄清，雜水溫度要維持衡穩(wěn)，切忌波動幅度太大。化鹽桶料位的把握：維持化鹽桶的鹽層料位在雜水液面以下 1M 以內(nèi)，使粗鹽水濃度到達(dá)規(guī)定要求?；页厮岫鹊陌盐眨河肞H酸度計測試調(diào)和液過?；业拇笮。ㄟ^調(diào)整加灰量，使之符合指標(biāo)要求。蒸汽流量把握：。電氣把握:為常規(guī)開停車把握，監(jiān)控電機(jī)的運行電流。鹽水吸氨工序：蒸餾總量的把握：各段吸取溫度合格與否，是制約吸氨力量和全廠總生產(chǎn)力量的因素之一。對于鈦板冷卻器來說，通過對上、下段壓力的檢測

7、，可了解冷熱流體傳熱狀況及流量的安排是否均勻，流淌是否通暢，通過調(diào)整各出口閥門，到達(dá)流量均勻衡 穩(wěn)，提高冷卻水的利用率。氨鹽水溫度把握：CO2利用3238。氨鹽水溫度的降低取決于冷卻操作狀況及冷卻面積、給水量是否足夠等，可通過增減循環(huán)氨鹽水量，以調(diào)整底圈溫度，使氨鹽水溫度到達(dá)要求。冷卻塔出氣溫度把握：40，以提高氨回收率，削減尾氣損失。如過高，發(fā)生酸氨鹽結(jié)晶堵塞的危急。2圈壓力把握： 吸取尾氣溫度把握：氨鹽水PH把握檢測： 電氣把握主要是泵攪拌電機(jī)的把握，局部電機(jī)承受變頻把握。碳化工序：最廣、物理和化學(xué)變化最繁雜的工序，碳化轉(zhuǎn)化率的凹凸直接影響著純堿的生產(chǎn)效益。碳化塔的正常操作把握要點：1 認(rèn)

8、真檢測氨鹽水的溫度、流量和組成，如果不符合工藝規(guī)定，準(zhǔn)時通知吸氨工序設(shè)法解決。2經(jīng)常檢查窯氣、下段氣的溫度、流量、壓力、CO2的濃度，假設(shè)不符合工藝規(guī)定，準(zhǔn)時通知石灰、煅燒、壓縮等工序設(shè)法解決。3 按工藝指標(biāo)要求，隨時作好各塔氨鹽水、CO2、冷卻水和出堿量檢查及調(diào)整工作，維持較高而穩(wěn)定的塔壓，做到進(jìn)、出塔物料流量相對平衡。要求；作到中部溫度和出堿溫度制堿塔除外3。按工藝要求，做好冷卻水流量或壓力的檢查及與供水工序的聯(lián)系工作。洗氣進(jìn)量和預(yù)碳化氨鹽水的溫度和CO2濃度，使之符合工藝要求。準(zhǔn)時對制堿塔的結(jié)晶質(zhì)量、鐵分含量、尾氣壓力和CO2含量、出堿液FNH3濃度等濃度進(jìn)展查驗，覺察不符合工藝要求時，

9、針對緣由，實行適宜的處理方法。8 合理調(diào)整冷卻水的使用層次及流量，隨時把握冷卻條件的變化；本著產(chǎn)量、結(jié)晶和轉(zhuǎn)化率兼顧的原則進(jìn)展操作的優(yōu)化把握。碳化塔的典型把握方案： 下段氣總管壓力的把握中和氣總管壓力的把握中段氣總管壓力的把握碳化尾氣總管壓力的把握中和水總管壓力的把握氨鹽水總管壓力的把握碳化塔壓力的把握下段氣冷卻塔液位的把握中段氣冷卻塔液位的把握中和氣冷卻塔液位的把握碳化塔液位的把握下段氣 CO2濃度的把握中段氣CO2濃度的把握中和氣CO2濃度的把握碳化廢氣CO2濃度的把握過濾工序：過濾真空度的把握：過濾系統(tǒng)的真空度是實現(xiàn)出堿液液固分別的推動力，是保證各項指標(biāo)到達(dá)要求的主要條件，也是推斷作業(yè)狀

10、況好壞的標(biāo)志。工況正常時的過濾真空度一般為-40-53Kpa。假設(shè)消滅系統(tǒng)真空度變低，則過濾介質(zhì)兩側(cè)的壓力差變 小，過濾速率降低，同時阻力變大，影響產(chǎn)量；而假設(shè)過濾真空度過大，過濾速率增加，那么過濾損失也增加了，同樣會影響產(chǎn)量。：承受壓縮空氣反吹濾布上未卸盡的濾餅殘渣，是使濾機(jī)過濾力量再生的根本手段。濾機(jī)前壓縮空氣確實定壓力一般需要把握在 0.12750.1471Mpa。當(dāng)風(fēng)壓過低，風(fēng)量缺乏時，過濾作業(yè)就不能有效的進(jìn)展。洗水溫度的把握：從堿液中濾出的重堿濾餅，含有鹽份很高的母液，需用水加以洗滌，使重NaCL含量把握在合格品指標(biāo)的范圍以內(nèi)，洗水溫度應(yīng)把握在3845范圍內(nèi)。洗水含氨的把握：主要是皮

11、帶電機(jī)、過濾機(jī)電機(jī)的把握，過濾機(jī)電機(jī)承受變頻把握。蒸餾工序：NH4CLNH42CO3、NH4OHNH3與CO2返回下一個制量消耗的一個重點。蒸餾工序操作把握要點：1嚴(yán)格把握塔底、中部、精餾圈頂及出氣的壓力在規(guī)定范圍，并保持平穩(wěn)，不超標(biāo)，不驟升驟降。如各點壓力或各段壓力差過大，可能的緣由是負(fù)荷過高，致氣速大，或液面高等，要判明緣由，進(jìn)展調(diào)整和處理。嚴(yán)格把握底圈液面、調(diào)和槽液面在規(guī)定范圍。要的優(yōu)化把握的條件，因滿負(fù)荷生產(chǎn)可以提高鼓泡塔及填料塔的傳熱傳質(zhì)效 率，使蒸汽消耗量降低。量以穩(wěn)定的維持廢液過量灰在適中范圍，使銨、鹽反響及蒸出完全。調(diào)整塔溫，最常用也是最有效的方法是增減進(jìn)塔蒸汽量，假設(shè)進(jìn)汽量已

12、到達(dá)最大限度，而塔溫仍不能維持，則應(yīng)以汽定產(chǎn)，削減母液蒸量，而不能由于負(fù)荷過高使技術(shù)指標(biāo)偏離正常范圍。此外還要力求進(jìn)塔溶液包括母液、灰乳、凝液、氨水等溫度均維持在高限，削減設(shè)備管道的熱損失 。以以下出的是本工序較典型的把握回路：蒸餾塔底壓力的把握：4555Kpa之間，通過對壓力的有效把握，能夠把握蒸氨廢液的排出和適宜的底圈液位。假設(shè)操作壓力過低，使氣相 NH3、CO2分壓低固然有利于它們的蒸出，但壓力底使g值變小，實際氣速較快到達(dá)許可的限定值，導(dǎo)致設(shè)備力量的下降。蒸餾出氣溫度把握：出氣溫度高于規(guī)定范圍，則出氣中水的含量高，進(jìn)入吸氨工序后，增加了它的冷卻負(fù)荷，而且冷凝下來稀釋成了氨鹽水；反之出氣

13、溫度過低則可形成銨的碳酸鹽0Kpa表壓上下，出氣溫度一般維持在 6065左右為宜。調(diào)和槽壓力把握：母液總管壓力把握：低壓蒸汽壓力把握：高壓蒸汽壓力把握：予熱母液溫度把握：石灰乳濃度把握：石灰乳溫度把握：壓縮工序：這些氣量分別送到碳化清洗塔及制堿塔的中、下段入口，供碳化制堿之用。二氧化碳壓縮工序與碳化、石灰、煅燒、供汽及蒸氨工序都有嚴(yán)密的聯(lián)系，操作的好壞直接影響到上述各工序的正常運行。序還配備有真空泵及空壓機(jī)兼管為過濾工序濾氣系統(tǒng)維持所需的真空抽氣和供給壓縮空氣的任務(wù)。壓縮工序操作把握要點：CO2的濃度：CO2濃度的提高不僅可以節(jié)約壓縮機(jī)的動力消耗，而且有利于碳化反響的平衡和速度，強(qiáng)化塔的操作，

14、對碳化提高產(chǎn)量和食鹽轉(zhuǎn)化率、改善重堿結(jié)晶都有打算性的作用。氣量：供給氣量包括中、下段氣、清洗氣的多少打算于石灰窯的上石量、煅燒爐投入的重堿量及投運的壓縮機(jī)數(shù)量，氣量對碳化操作影響很大。但在正常條件下，各段氣體中的CO2總量應(yīng)有一個適當(dāng)?shù)姆秶c配比，使供給量與使用量到達(dá)平衡，CO2缺乏或過多都將影響經(jīng)濟(jì)效果。3 壓力：氣的壓力打算于所開用壓縮機(jī)力量的大小，假設(shè)力量適當(dāng)，可以到達(dá)中、下段氣及清洗氣的要求壓力，便于碳化的操作，做到調(diào)整自如并到達(dá)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。4 氣體的溫度：應(yīng)冷卻到4046，下段氣應(yīng)冷卻到3036。5 帶水量：措施。下面列出的是壓縮工序的典型控制回路：進(jìn)氣負(fù)壓控制：進(jìn)氣溫度把握：出氣壓力

15、把握：壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速檢測控制：中壓蒸汽總管壓力把握：壓縮乏氣壓力把握：壓縮機(jī)油壓、油溫把握：度把握：CO2出氣溫度把握：冷卻水溫度把握：電氣局部主要是油泵、水泵的把握，壓縮機(jī)本體承受連鎖把握。石灰工序：CO2是由石灰石煅燒分解所產(chǎn)生的，同時在鹽水精CO2及生石灰CaO，再由生石灰消化制取石灰乳，就成為氨堿法制純堿生產(chǎn)過程中必要的工序。以下是石灰工序的典型把握回路：窯氣濃度把握：窯氣CO2濃度的凹凸，直接影響氨鹽水碳酸化的速度和反響平衡， CO2濃度越高碳酸化反響速度越快，碳化塔生產(chǎn)力量大，而且碳化轉(zhuǎn)化率也相應(yīng)提高。窯頂壓力把握：氣量是用風(fēng)壓的凹凸及風(fēng)門的開度大小來調(diào)整的。化灰機(jī)灰、水比值把握：適宜

16、的灰CaO、水比值不但提高了灰乳產(chǎn)量，避開因比值不適合造成的鋪張，而且使制得的灰乳石灰粒子細(xì)膩粘稠性好，分散均勻不易沉淀。煅燒工序：煅燒出堿溫度把握：Na2CO3含量不夠標(biāo)準(zhǔn)的低溫堿，同時還增加了產(chǎn)品帶走的CO2及NH3的損失；出堿溫度過高則煅燒爐的生產(chǎn)力量未充分發(fā)揮，同時熱損過大，蒸汽等消耗增加，故要到達(dá)高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、低耗就必需維持適當(dāng)?shù)某鰤A溫度。煅燒出氣溫度把握和聯(lián)合塔出氣溫度把握：爐氣溫度是維持正常操作的根本條件，爐氣溫度低于 100則可能使其中的水蒸氣分散導(dǎo)致堿疤在管道內(nèi)壁生成，并釀成堵塞事故從而導(dǎo)致停產(chǎn)。爐氣冷凝塔爐氣溫度過低，可能形成碳酸銨鹽的結(jié)晶堵塞管道，爐氣洗滌塔后的溫度應(yīng)把握在

17、3035，溫度過低耗水量大并可能引起洗水不平衡，如過高不但增大爐氣帶走的氨，造成損失，有時還形成碳酸銨鹽結(jié)晶，分散在壓縮機(jī)入口通路。同時還影響壓縮機(jī)打氣效率。中壓蒸汽壓力把握：汽的壓力和溫度是維持煅燒爐正常運行的根底，是格外重要的把握。中壓蒸汽流量是隨著投入重堿量的變化而變化的，在堿量穩(wěn)定時，中壓蒸汽流量也應(yīng)是穩(wěn)定的，壓力及溫度也應(yīng)根本穩(wěn)定。假設(shè)消滅波動，則應(yīng)準(zhǔn)時聯(lián)系各相關(guān)車間作出調(diào)整，以維持蒸汽壓力和溫度的正常指標(biāo)。蒸汽壓力低將削減煅燒爐傳熱面?zhèn)鬟f的熱量，造成出堿及出氣溫度低，被迫降低煅燒爐的生產(chǎn)力量；蒸汽壓力過高可能是由于投入重堿量突然削減所引起的，此時造成出堿溫高。進(jìn)煅燒爐重堿流量把握：的手段，由于重堿的投入量實際上就是煅燒爐的生產(chǎn)力量，因此適宜的重堿流量是重要的。如流量過少則造成出堿溫度高，煅燒爐力量低同時各項消耗高； 而重堿流量過多則造成爐的出堿溫度低及爐氣溫度低造成出“低溫堿”，同時煅燒爐的負(fù)