近年來我國離子膜法燒堿發(fā)展迅速, 2008年我國燒堿總產(chǎn)量已達(dá)1 850萬t, 其中離子膜法燒堿產(chǎn)量820萬t。新建離子膜法燒堿裝置電解能耗較低, 但由于產(chǎn)能過剩、開工率低、投資過大, 沒有得到相應(yīng)的回報, 甚至虧損。我國氯堿企業(yè)尚有近1 000萬t/a金屬陽極隔膜法電解裝置, 有不少企業(yè)已改造為擴(kuò)張陽極, 使用改性隔膜及活性陰極, 降低了電解電耗。在今后一段很長的時間內(nèi)隔膜法燒堿裝置將持續(xù)生產(chǎn), 逐步退役, 直到投資者收回最后的剩余價值, 正如美國目前仍以隔膜法為主、西歐仍以水銀法為主一樣。

   我國現(xiàn)有燒堿企業(yè)如何走出困境? 不可能限制別的企業(yè)生產(chǎn), 只能強(qiáng)大自己, 減少浪費、提高產(chǎn)品品質(zhì)、增加品種以降低成本、爭取市場、爭取效益。我國隔膜法燒堿蒸發(fā)工藝現(xiàn)狀及節(jié)能改造措施我國隔膜法燒堿蒸發(fā)裝置目前以三效順流部分強(qiáng)制循環(huán)工藝為主, 堿液產(chǎn)品以30%NaOH占較大比例, 42%和45%產(chǎn)品占比例較小, 50%產(chǎn)品比例極小。在蒸汽消耗上, 30%產(chǎn)品以3 t/t左右的為少, 有的蒸汽消耗為3.2 ～ 3.5 t/t, 甚至超過3.6 t/t。美國以生產(chǎn)50%堿液為主, 蒸發(fā)蒸汽消耗在3 t/t以下;中國石化齊魯分公司20萬t/a燒堿蒸發(fā)裝置從國外引進(jìn)時, 電解液NaOH平均質(zhì)量濃度為130 g/L時蒸汽消耗為2.4 t/t, NaOH平均質(zhì)量濃度為140 g/L時蒸汽消耗為2.2 t/t[國外三效逆流工藝電解液NaOH平均質(zhì)量濃度為140 g/L時蒸汽消耗為2.8 t/t(含蒸汽噴射泵消耗)] 。吉林淞泰化工股份有限公司三效順流生產(chǎn)42%燒堿蒸汽消耗為3.45 t/t, 生產(chǎn)45%堿液蒸汽消耗為3.6 t/t;沈陽化工股份有限公司三效逆流生產(chǎn)42%堿液蒸汽消耗為3.2 t/t。我國生產(chǎn)42%堿液, 采用順流工藝的蒸汽消耗普遍在4 t/t以上;采用三效四體兩段工藝蒸汽消耗在4.5 t/t左右。因此采用三效順流部分強(qiáng)制循環(huán)工藝, 汽耗比國內(nèi)先進(jìn)水平的汽耗高400 ～500 kg/t;42% ～ 45%堿液采用三效或三效四體流程的汽耗比國內(nèi)先進(jìn)水平高1 t/t。我國采用三效順流部分強(qiáng)制循環(huán)工藝生產(chǎn)42% ～ 45%堿液與國外采用三效逆流工藝生產(chǎn)48% ～ 50%堿液的平均汽耗相比高800 kg/t左右;我國采用三效逆流工藝生產(chǎn)42%堿液汽耗與國外采用三效逆流生產(chǎn)50%堿液先進(jìn)水平相比高300 ～ 400 kg/t, 差距是相當(dāng)大的。

  隔膜法燒堿蒸發(fā)的目的是:產(chǎn)品達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格;同時進(jìn)行鹽堿分離, 使產(chǎn)品含鹽量達(dá)到指標(biāo)要求。我國電解液NaOH質(zhì)量濃度一般控制在(130 ±5)g/L、NaCl質(zhì)量濃度為(190 ±10)g/L(普通隔膜法), 采用三效順流部分強(qiáng)制循環(huán)工藝生產(chǎn)42%NaOH噸堿鹽結(jié)晶平均為1 400 kg以上。采鹽方式、分離機(jī)的形式直接影響生產(chǎn)能力、洗效周期及汽耗,結(jié)晶顆粒大則采鹽及過濾效果好, 洗效周期長, 設(shè)備生產(chǎn)時間長、洗水量少、汽耗低。采用順流工藝生產(chǎn)高濃度堿時, 如果NaCl在堿濃縮過程中的結(jié)晶不是很理想, 可改變某些條件和過料的位置或設(shè)備的局部結(jié)構(gòu), 結(jié)晶效果會有較明顯的改善。

  提高蒸發(fā)末效真空度, 加大有效溫差, Ⅰ效及Ⅱ效的蒸發(fā)溫度會下降(在其他條件相對穩(wěn)定的前提下), Ⅰ 效、Ⅱ效的結(jié)晶量增多, 同時濃效結(jié)晶量減少, 平均結(jié)晶粒度會增大。順流蒸發(fā)的過料, 由Ⅰ 效至Ⅱ效、Ⅱ效至Ⅲ效都是高溫效向低溫效進(jìn)料。如果過料位置選擇不當(dāng), 產(chǎn)生急驟閃蒸, 造成設(shè)備震動;同時在閃蒸過程中, 析出大量細(xì)小結(jié)晶, 還有可能堵塞過料管。為了解決這2個問題, 不少企業(yè)將過料管改在循環(huán)泵進(jìn)料側(cè)或加熱管的入口端, 但也帶來一些不利因素:由于過料溫度高, 混合后的物料溫度提高, 影響傳熱有效溫差, 不利于傳熱。過去, 在不同的項目中, 過料管位置曾進(jìn)行過幾次變動, 運行效果較好的位置是加熱器物料出口端沸騰管下部, 切向進(jìn)入沸騰管, 利用過料泵的壓頭, 以最快的速度和循環(huán)加熱后的物料混合, 降低過熱度, 減少細(xì)小晶體析出。逆向采鹽。我國隔膜法燒堿蒸發(fā)大部分采用采鹽兼過料(出料)的方式。曾有多家企業(yè)技術(shù)管理者與筆者討論逆向采鹽的問題, 認(rèn)為不能使?jié)?/span>效的旋液分離器底流進(jìn)入離心機(jī)高位槽, 而應(yīng)進(jìn)入Ⅱ效蒸發(fā)器(采用兩段蒸發(fā)時蒸發(fā)濃效旋液分離器底流進(jìn)入Ⅲ效效體, Ⅲ效鹽進(jìn)入Ⅱ效效體), 集中從Ⅱ效采鹽, 成品堿澄清桶鹽漿加入一定的電解液后,送入離心機(jī)高位槽。其益處是:濃效的鹽漿進(jìn)入低濃效混合后被稀釋, 進(jìn)入離心機(jī)的鹽漿堿濃度降低,便于分離, 離心機(jī)洗水用量相應(yīng)減少, 回收鹽水含堿量下降, 濃效采鹽顆粒小, 進(jìn)入Ⅱ效后一部分被溶解, 另一部分粒徑增大, Ⅱ效鹽漿濃度會提高(采用兩段蒸發(fā)工藝時, Ⅲ效鹽漿濃度也會提高), 在Ⅱ效采鹽, 平均結(jié)晶顆粒比各效大很多, 有利于離心機(jī)分離。

  真空泵僅抽出二次蒸汽中不凝氣及夾帶的少量水蒸氣, 其抽氣量由裝置的大小、設(shè)備和管道的漏氣量決定, 選用水環(huán)式真空泵或其他形式的機(jī)械真空泵均可。選用高效或雙級水環(huán)真空泵, 經(jīng)濟(jì)實惠。綜上所述, 真空設(shè)備以表面冷凝器與機(jī)械真空泵組合為好。