石灰烟道气法的先进性与局限性分析

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石灰烟道气法

工艺原理:石灰水与卤水中的Mg2+反应生成氢氧化镁沉淀，烟道气中含有的CO2与卤水中的Ca2+反应生成CaCO3沉淀，达到除去卤水中含有的Ca2+、Mg2+的目的，SO42－在盐硝联产生产工艺中以芒硝形式分离。从工艺原理可以看出，两种工艺都是利用化学原理除去卤水中的Ca2+、Mg2+，达到净化卤水的目的。但两种工艺还是存在以下差别:(1)两碱法工艺简单，投资小，净化成本偏高;而石灰烟道气法工艺复杂，投资大，但净化成本低。(2)在实际运行中，两碱法生产一批合格精卤约需3h～4h，而石灰烟道气法因有两步反应，需11h～12h。(3)石灰烟道气法回收母液、减排烟道气，达到节能减排循环经济和保护环境的效果。

两种工艺的经济分析

表1、表2分别是2012年公司利用两碱法与石灰烟道气法净化一桶卤水(3200m3)的原料使用量及净化结果。按照公司2012年市场采购均价:纯碱1520元/t，烧碱950元/t，絮凝剂18550元/t计算。则两碱法净化一桶卤水成本为3．63元/m3，生产1t盐耗卤水成本为10．89元。由于公司原卤中硫酸根严重不足及母液量也不足，影响了二步反应后卤水中的钙离子不能去除到工艺要求，最终需要补加部分纯碱来降低清卤中的钙离子含量。同时，二步反应通烟气后造成部分固相物中的镁离子回溶，而需添加部分烧碱来去除镁离子。按照公司2012年市场采购均价:纯碱1520元/t，烧碱950元/t，石灰560元/t，絮凝剂18550元/t计算。则石灰烟道气法净化一桶卤水成本为2．46元/m3，生产一吨盐耗卤水成本为7．38元。两种净化工艺，石灰烟道气法比两碱法吨盐耗卤水成本要减少3．51元，对于年产80万t的企业来说，每年可节约生产成本280．8万元，同时也可增强企业的市场竞争力。

石灰烟道气法的经济分析

1先进性

石灰烟道气法采用了烟道气代替纯碱除去卤水中的钙离子，每年可减少公司废气排放量1931．4万m3，减少大气污染。同时用更便宜的石灰代替烧碱除去卤水中的镁离子，生产成本比两碱法要低得多，一般该工艺运用得当的情况下，吨盐成本可以降低3元～6元，尤其是在两碱价格高的情况下更能凸显该工艺的降本效果。净化后的卤水中除去了钙镁离子，使卤水在蒸发制盐过程中结垢少，节约能源的消耗，同时每年回收制盐母液12．8万m3，节约资源，符合国家提倡的节能降耗及发展循环经济的模式。

2局限性

石灰烟道气法净化卤水是一个非常先进的工艺技术，虽然该工艺技术先进，但在公司盐硝联产这个大环境中运用下还是凸显出它的局限性:

(1)回头母液不足，难以提高混合卤水中硫酸根的含量，造成二步反应后卤水中的钙离子不能去除到设计要求。根据工艺设计，公司原卤中硫酸根含量为11．8g/L，所以需要母液回头兑卤来提高混合卤水的硫酸根含量，但由于母液量也不足，使混合卤水中的硫酸根难以达到设计值14g/L。这就使一步反应的PV值不能达到设计的25mg/kg，造成在二步反应通烟气反应后不能尽除钙离子，必须添加部分纯碱来除去剩余的钙离子。

(2)使用该工艺，若后续设施不匹配，影响盐硝系统的平衡性。使用石灰烟道气因回收母液，提高了卤水中的硫酸根含量，增加了硝产量，但也在一定程度上影响了盐硝系统的平衡性。由于公司60万t/a盐硝联产装置在设计时，在基准工艺指标上有所放大，使盐硝系统在高单位时效时出现不匹配，但卤水中硫酸根含量不高，影响效果也就不明显。但使用石灰烟道气后卤水中硫酸根含量提高，问题就凸显出来。曾经有段时间，造成盐质下降到一级、二级盐，后通过提高蒸发强度、循环量及加大循环泵的皮带轮等措施，才使盐质重新提高到优级盐。

(3)钙镁泥浆量成倍增加。由于该工艺需要使用石灰来代替烧碱除去镁离子，而石灰本身又是具有大量钙离子的，在除镁离子的同时也增加了卤水中钙离子的含量。同时，生石灰的转化率及纯度造成第一步反应过程中带入系统较多的固相物，使得比两碱法净化后的钙镁泥量要多得多，提高了处理钙镁泥的难度。

(4)设备维护成本高。该工艺比两碱法设备要多，加大了设备的维护度。特别是使用石灰代替烧碱除镁离子，江西本地石灰石烧制后的生石灰纯度不太高，最好水平不过保证在80%左右。因此在乳化过程中一部分渣浆会进入系统，而这些渣浆加速了设备的磨损，提高了设备的维护成本。

(5)员工操作更复杂。该工艺控制点多，加大了员工的操作难度。每一步控制都必须按顺序小心操作如PV、pH值控制、取样化验等等环节都不能错。一旦控制不得当，就必须返工。而且返工后的成本比两碱法还要高。

(6)反应时间过长。在实际运行中，两碱法生产一批合格精卤约需3h～4h，而石灰烟道气法因有两步反应，需11h～12h。若一旦设备发生故障，会造成供卤紧张影响生产。所以，在实际运用中最好保留两碱法的配套设施，以备不时之需。

结束语

石灰烟道气法有它的先进性也有它的局限性，但是，若能将它的局限性控制好，极大的发挥它的作用，至少降本增效是毋庸置疑的。该工艺以低消耗、高利用、低排放的先进技术实现了节能降耗、减少环境污染，是一条走循环经济的发展之路。对于一个企业来说不仅要经济效益更应该承担社会责任，所以，制盐企业在有条件的情况下都应该大力推广使用该工艺来净化卤水。（本文作者：张雪花、孔晓忠、郑秀洁 单位：中盐新干盐化有限公司、中盐制盐工程技术研究院）