铵盐联产工艺

3.3铉盐车间3.3.1铉盐工艺技术方案的选择3.3.1.1原料路线确定的原则和依据利用碱母液为原料热法生产氯化铵和盐产品，可以减少能源消耗，大幅度的降低生产成本、提高企业的经济效益。本工程采用碱母液为原料路线生产氯化铵和盐。3.3.1.2国内外铵盐工艺技术概况我国芒硝矿过去普遍采取冷法制碱工艺生产氯化铵和回收氯化铵。采用盐矿卤水水生产纯碱和热法分离铵盐工艺，可以取得更好的经济效益和环境效益。3.3.1.3铵盐生产工艺技术方案的比较和选择理由从碱母液中分离铵、盐，结合目前铵盐联产工艺生产情况可以提出的有：冷析和盐析制氯化铵一母液循环制碱工艺一；四效蒸发制盐硝-母液蒸发制氯化铵工艺二。上述工艺方法技术经济指标比较见表3-6。表3-6 铵盐联产工艺技术经济指标比较表 以每吨铵盐计项目工艺一工艺二数量费用数量费用车间总投资4288万元5066万元蒸汽（120元/吨）0.24t9.60元1.46t175.20元精卤（3.65元/m3）--3.47m312.66元盐（280元/吨）1.20t336.00元--水（3.00元/吨）0.96t2.88元1.66t0.33元电（0.63元/度）35kW.h22.05元25kW.h15.75元人工工资（1.8万元/人.年）3.94元3.94元车间经费13.61元16.08元车间成本388.08元223.96元精制盐质量98.5-99.1%98.5-99.1%氯化铵质量99.0-99.3%99.0-99.3%从表3-6分析：工艺一生产成本较高，目前国内有生产使用装置；工艺二生产成本较低，目前国内有相近的使用生产装置。综上分析，根据目前国内实际情况，本着稳妥可靠、节省能源和成本的原则，本项目按工艺二进行分析。3.3.2工艺流程和消耗定额3.3.2.1工艺流程四效蒸发制盐硝-一母液蒸发制氯化铵工艺流程见图3-2。碱母液蒸汽一01效制盐硝—202效制盐硝』203效制盐硝—204效制盐硝—盐硝混合盐/I制盐硝母液 /制铵母液 盐硝分离J I蒸汽 301效制铵—^302效制铵03效制铵氯化铵 精制盐图3-2 四效制盐硝-一母液蒸发制氯化铵工艺流程图2）生产方法本项目采用四效制盐硝、母液蒸发制氯化铵联产工艺。本方法以碱母液为原料，碱母液经制盐硝204效至201效逆流进料蒸发析出氯化钠和硫酸钠结品，制盐硝201效排出含铵量较高制盐硝母液转入氯化铵分离母液回收系统，利用盐硝和氯化铵不同温度下的溶解度差异，在高温下蒸发析出氯化钠和硫酸钠结品、在低温下蒸发析出氯化铵结品。氯化铵经洗涤、增稠、离心机脱水和干燥后送入氯化铵包装工序。硝、盐浆经分离、增稠、离心机脱水和干燥后，精制盐送入纯碱工序。1）工艺流程特点（1） 盐硝蒸发采用四效逆流进料的蒸发工艺，增加蒸汽的利用次数，热效率提高。母液回收系统采用三效蒸发制硝蒸发罐部分二次蒸汽，可提高蒸发热经济，节约生产成本。（2） 利用硫酸钠和氯化钠与氯化铵在不同温度下溶解度不同的原理，设计成一封闭式循环系统，硫酸钠和氯化钠与氯化铵分别在该系统的两个蒸发工序中结晶析出。（3） 在四效制盐硝系统中，蒸发过程中析出氯化钠和硫酸钠品体，并使氯化铵浓缩至最大可能、但不析出。（4） 在母液回收系统中，201效排出的制盐硝母液顺流进料经过301、302、303效低温蒸发析出氯化铵品体,排出接近饱和的低温含氯化钠和硫酸钠制铵母液循环全四效制盐硝系统，制铵母液氯化钠和硫酸钠浓缩不析出。（5） 201和301效冷凝水、混合冷凝水分别预热卤水，冷凝水热利用率高。（6） 采用混合冷凝器、多级蒸汽喷射器抽真空，真空度高、稳定。（7） 采用各效盐腿洗涤，提高产品的质量，降低排盐温度，减少能量损失，改善操作环境。（8） 制铵蒸发罐合理设计容量，提高氯化铵的质量；采用硝、盐分离工艺，进一步保障产品盐的质量。（9） 采用国内先进成熟可靠的连续式离心机对盐浆进行固液分离,选用高效节能的内热式干燥器干燥产品。（10） 整个生产过程连续、稳定、高效、节能，自动化程度高，工人劳动强度低,技术上先进成熟、实用可靠，经济上节能合理。2）车间组织铵盐车间定员见表3-7。表3-7 铵盐车间定员表序号岗位名称人数备注1值班长42DCS控制室83蒸发操作工84司泵操作工85脱水干燥操作工126现场化验工2白班7技术人员28管理人员2合计463）工作制度全年有效生产时数7200小时，三班连续生产。4）产品质量标准本项目精制盐产品符合GB/T5462-2003优级标准，见表3-8。表3-8 精制盐质量标准序号项目优级备注1NaCl% N99.10干基2水分％ W0.303水不溶物％ W0.054钙镁离子％ W0.255硫酸根离子％W0.30本项目工业氯化铵产品质量符合GB2946-92标准，见表3-9。表3-9 氯化铵产品质量标准序号指标名称I类备注一等品优等品1硫酸钠（以NaSO计）含量，%N 2 4 99.099.32水不溶物含量，% W0.050.053钙、镁（以Mg2+计）总含量，%W0.150.104氯化物（以Cl计）含量，%忍0.350.125铁（以Fe计）含量，% 忍0.0020.0026水分含量，% W0.200.107白度，度 N82855）生产流程简述（1）工艺流程来自纯碱车间的碱母液经制盐硝四效逆流进入204效至201效蒸发罐蒸发析出氯化钠和硫酸钠品体，201效制盐硝母液溢流至母液回收系统。201效制盐硝母液经过301、302、303效制铵蒸发罐蒸发析出氯化铵品体。从303效制铵蒸发罐排出的制铵母液循环至204效制盐硝蒸发罐。制盐硝四效蒸发系统204至201效蒸发罐蒸发析出盐硝经淘洗、降温排到盐硝浆洗涤桶，经过洗涤后泵入水力旋流器、稠厚器增稠，经离心脱水后湿盐送入纯碱工序。制铵蒸发罐排出的盐浆经淘洗排到盐浆洗涤桶，经泵入水力旋流器、稠厚器增稠,经离心脱水湿盐送入干燥器，干燥后成品氯化铵送入包装工序。来自热电站的低压蒸汽作为四效制盐硝系统201效制硝蒸发罐加热室的热源，各效二次蒸汽作为下一效加热室的热源，204效蒸发罐的二次蒸汽进入混合冷凝器。来自热电站的低压蒸汽作为301效铵蒸发罐加热室的热源，各效二次蒸汽作为下一效加热室的热源，303效蒸发罐的二次蒸汽进入混合冷凝器。真空系统由混合冷凝器及蒸汽喷射系统组成，用循环冷却水作为冷却介质，用0.6MPa蒸汽作为工作蒸汽抽吸不凝气,获得稳定的真空度。制盐硝系统201效和制铵系统301效蒸发罐加热室冷凝水预热卤水后回锅炉房，其余各效混合冷凝水预热卤水后泵送回采卤矿区溶矿。（2）主要操作技术条件主要操作技术条件及设备参数见表3-10。表3-10 有关工艺参数项目201效202效203效204效301效302效303效加热室蒸汽温度。C141.5111.586.562.9111.586.562.9加热室蒸汽压力（MPa）0.390.17蒸发室液温C13010075501007550沸点上升C17.513.510.16.713.510.16.7不平衡温差C1.51.51.51.51.51.51.5管道温度损失C1.01.52.02.51.52.02.5有效温差C10.010.010.011.410.010.011.4蒸发料液（g/l）NHCl437274 4 (g/l)NaSONaCl99170 2——4 碱母液(g/l)NaCl71g/lNHCl179g/lNaSO,18.27g/l（3）有关物料参数碱母液成分：Na2SO418.27g/lNaCl71g/lNH4C1179g/l；流量116.38m3/h6）采用工艺技术的效果（1）新技术的内容和效益制硝系统采用四效外热式强制循环真空蒸发、逆流进料的工艺流程，蒸发热经济高。母液回收系统利用硫酸钠和氯化钠与氯化铵在不同温度下溶解度不同的基本原理,设计成一封闭式循环系统，硫酸钠和氯化钠与氯化铵分别在该系统的两个蒸发工序中结晶析出。采用三效外热式强制循环真空蒸发、顺流进料的工艺流程，蒸发热经济高。201和301效冷凝水换热后回锅炉房作为锅炉给水，混合冷凝水预热后回矿山作为采矿给水，提高热效率、节约生产用水和成本。真空冷却系统采用混合冷凝器加多级蒸汽喷射器可取得较高的真空度，增加蒸发系统的有效温差，提高热经济和经济效益。借鉴国内盐硝联产的实际经验，采用各效盐腿洗涤，提高产品的质量，降低排盐温度，减少能量损失，改善操作环境。制盐蒸发罐容量合理设计，使析出硫酸钠的回溶充分、提高盐的质量；采用粉硝、粉盐溶解液分别洗涤硝、盐，提高硝、盐质量。7）主要经济技术指标：蒸发耗汽/吨产品1.36吨/吨产品。4.3.2.2原材料、物料、动力消耗指标及需用量原材料、物料、动力消耗指标及需用量见表3-11。表3-11 原材料、物料、动力消耗指标及需用量 吨铵盐计序号名称规格单位单位产品消耗量本工程用量时日年1碱母液179/71g/lm34.10119.5828708610002蒸汽0.4-1.0MPat1.4642.5810223066003水常温m31.6648.42116235486004电380Vkwh25.07291750052500005包装袋50kg/袋个204171000030000003.3.3主要设备和材质选择1） 主要设备选择蒸发罐：制硝蒸发系统拟采用外热式强制循环轴向进料蒸发罐，母液回收蒸发系统拟采用外热式强制循环轴向进料蒸发罐。该罐型具有管内流速高、强化传热，生产强度大、减轻热短路，提高有效传热温差等特点。循环泵：拟采用悬挂式循环泵，该泵具有流量大、密封好、效率高、电耗低、维护方便、运行稳定等特点，料液在加热管内流速高，可减缓加热管内和蒸发室内罐壁结垢和堵管，增加有效生产时间。^离心机：拟采用的P型离心机，该设备具有生产能力大，残留水分低、电耗小、寿命长和适应性好等特点。d.蒸发真空系统：拟采用喷射式混合冷凝器与多级蒸汽喷射泵系统，其特点是运行稳定、启动快、抽气效率高、维护方便、操作安全、耗气量小、工作蒸汽压力低，可使末效蒸发罐真空度达到-0.093MPa，提高蒸发系统有效传热温差。2） 主要设备和管道的材质选择参考生产实际情况，铵盐蒸发罐加热管和蒸发室材质的选择：制盐硝201、202效和制铵301效蒸发罐加热管采用钛钼竦合金管，蒸发室采用钛钼竦复合板；、制盐硝203至204效和制铵302、303效蒸发罐加热管采用钛管、蒸发室采用钛复合板；其他非标设备采用2205不锈钢复合板；工艺管道采用2205不锈钢管；采用2205不锈钢阀门；采用钛泵。3.4自控技术方案3.4.1概述1） 本设计旨在稳定工艺参数，提高产品质量，增加产品产量，降低能源消耗，减轻劳动强度，确保生产安全，为方便地实现全厂控制一管理一体化奠定良好基础。2） 本设计包括卤水净化车间、铵盐车间自动控制测量仪表的设计。3.4.2控制水平、控制方式和控制室设置根据国内外仪表产品和本工程的实际情况，本设计在控制系统配置和仪表选型上按目前国内同行业先进水平进行，其具体情况如下：1） 控制方式为车间集中控制铵盐车间设有仪表控制室，控制室内配置工艺过程控制计算机系统，该系统采用国产著名品牌的DCS计算机控制系统°DCS计算机控制系统主要完成工艺过程信号进行数据采集转换、回路调节、逻辑连锁、顺序控制及控制信号输出；工艺过程参数和工艺设备运行状态显示、键盘/鼠标在线操作、操作记录、报表打印、报警管理以及在线修改工作；通过对工控软件的组态编程，使系统具有高性能全汉字化的人机界面；动态工艺流程图形显示，在显示屏上可直观地看到整个工艺流程乃至每个控制阀门、电机、泵以及温度、压力、流量、物位等工艺参数的动态运行状态；实时和历史报警画面显示；实时和历史趋势画面显示；随时打印各种数据报表；可与公司管理计算机系统联网，实现更高层次的现代化生产管理。卤水净化车间设有控制室，控制室内装有小型控制计算机系统，可对卤水净化车间内各主要罐槽的液位进行指示，对卤水流量进行指示积算，对超限的工艺参数进行报警，并可与公司管理计算机系统联网。2） 自控仪表对于重要的工艺参数施以自动控制，对于较重要的工艺参数进行集中检测，对于次要的工艺参数进行就地检测和控制；对于具有超限危险的工艺参数设有信号报警装置；对于关键的或操作困难的阀门采用遥控操作。3.4.3仪表选型仪表选型本着运行可靠，维修方便，符合工艺具体使用要求，具有一定的现场防腐、防结品、防潮能力的原则择优选用。控制室内工艺参数显示控制以计算机显示控制为主；变送器部分主要选用国内优质产品或合资产品，根据需要部分选用进口产品；执行机构选型以气动执行机构为主；控制调节阀则选用国产名牌产品或进口产品。3.4.4管线的选择与敷设1） 从取样口至检测仪表之间的管路，一般采用不锈钢管。仪表压缩空气干管采用镀锌水煤气管。2） 仪表电缆一般采用聚氯乙烯绝缘、聚氯乙烯护套的铜芯