新疆圣雄氯碱有限公司烧碱车间
摘要：本文介绍了熔盐在片碱生产中的应用情况，并对系统存在的问题进行了技术处理。
关键词：熔盐；片碱生产；问题；改进措施
熔盐一般具有不含水、高导电性、高分解电压等优异特性，使其广泛应用于工业和各种科技领域。目前，在片碱生产中，65％的碱液在最终浓缩器中由熔盐提供的热量将其浓缩到90％，熔盐在加热炉中由燃气加热。
一、片碱简介
片碱俗称烧碱、片碱、火碱、苛性钠，常温下是一种白色晶体，具有强腐蚀性。易溶于水，其水溶液呈强碱性，能使酚酞变红。其化学名为氢氧化钠，分子式NaOH，分子量39.997，物理化学性质为：本产品属强碱，具有强烈的腐蚀性，常温下30%的烧碱为液体。与酸接触能发生剧烈反应，放出大量的热，能腐蚀金属，浸蚀某些塑料、橡胶、和涂料。其广泛应用于洗涤剂、肥皂、造纸、印染、纺织、医药、染料、金属制品、基本化工及有机化工工业。
采用间歇法锅式蒸煮工艺制得合格的熔融碱，将该熔融碱送至熔碱高位槽（槽底部可用烧煤、烧油或烧其它可燃气体进行保温，槽内液面可用行程开关或溢流装置控制），再将其自高位槽经调节流量加入片碱机下部的弧形碱槽。采用膜式蒸发工艺生产的合格熔融碱通过成品分离器的液封装置自流进入弧形碱槽。片碱机的冷却滚筒表面开有燕尾槽，滚筒下部浸入弧形碱槽中深度为20～25mm。弧形碱槽靠提升装置保持在所需的位置上或停车时能倒尽槽内熔融碱。滚筒以l.5～3.Or/min的速度缓慢转动。冷却水由滚筒轴承一端的中心引入，从水管上的喷嘴喷出，喷淋冷却滚筒的内表面，之后从另一端轴承的中心引出。冷却水的出口管与水喷射泵连接，形成一定真空，使冷却水能及时排出，保证充分利用冷却滚筒的换热面积。通过调整滚筒的转速与滚筒浸入弧形碱槽的深度来调节片碱厚度（通常控制在0.8～1.5mm）。随着滚筒的旋转，滚筒外表面凝结的碱层不断被刮刀铲下，即得到片碱。片碱经成品贮斗进入带冷水夹套的螺旋输送器（或称纹龙）。输送过程中，片碱被进一步冷却、破碎，然后包装送入塑料包装袋，经磅称进行定量包装。
二、熔盐的工作流程
熔盐是盐类熔化后形成的熔融体，例如碱金属、碱土金属的卤化物、硝酸盐、硫酸盐的熔融体。熔盐成分有二元熔盐和三元熔盐，其中，二元熔盐（60%硝酸钠+40%硝酸钾）适合于光热发电系统的成熟储热介质，但对中温热利用领域，则无法采用这种二元熔盐，原因在于其凝固点过高，约为207℃。对工作温度在250℃左右的中温热利用系统，必须采用更低凝固点的熔盐产品。而三元熔盐即53%硝酸钾+40%亚硝酸钠+7%硝酸钠组成的混合硝酸盐，其熔点在142℃，气化点500℃。在450℃以上亚硝酸钠就会产生缓慢分解现象，但一般中温热利用系统的工作温度在250～350℃以内。
生产中根据投料量的不同，视片碱含量设定熔盐的炉出口温度，燃烧系统则自动调节燃气量，控制火焰大小来保持熔盐温度稳定。正常生产时盐由液下式盐泵从盐贮槽抽出，自加热炉盘管下部进入，被加热后从炉盘管上部出来，经主盐阀进入最终浓缩器，由最终浓缩器的下部进入，从上部出来，然后回到盐贮槽，形成一个循环，一般称之为大循环。另外，盐自盐贮槽经泵、加热炉、旁通阀回到盐贮槽形成的循环为小循环。
三、小循环的功能
1、升温。购进的固体散盐最初是在盐槽中被汽化或电加热到100℃以上后熔化的，开车投料前需将盐升温至400℃以上，这时必须利用小循环，而不能直接进行大循环升温。因大循环管线较长，低温下流动性较差的盐极易在管道中凝固，而造成堵管。通过小循环将熔盐升至较高温度后才改为大循环继续升温，就可安全地将盐加热到生产需要的高温。
2、降温。遇供电故障或其他故障，盐泵突然停止运行时，一部分高温熔盐会自动流回盐贮槽，最终浓缩器不能得到热量供应，只得立即使管道中的熔盐全部回盐贮槽，以防止熔盐温度降低而凝固在管道中。此时，即使很快解除故障并使盐泵重新运转，也不可直接启动盐泵将温度过高的熔盐送到浓缩器，因在熔盐流回盐贮槽的过程中，浓缩器的降膜管已较大幅度降温，过大的温差会产生大的热应力，使镍管腐蚀加剧，甚至开裂。
为尽快恢复生产，只能利用小循环将盐降温至合适温度，再改为大循环重新升温。
3、排净盐管道。安装设备时，盐加热炉位置不能太低，浓缩器也不能太高，盐阀门的位置以方便操作为宜，这样，为保证停车时熔盐能全部流回盐贮槽，必须通过盐旁通回路，即经过盐旁通阀的小循环回路。停盐泵后，炉出口至浓缩器下部之间的熔盐，要通过盐旁通阀从盐旁通回路回到盐贮槽，必须立即趁高温将盐放回盐贮槽，以防盐系统堵塞。
4、调整泵电机负荷。根据盐泵工作情况，通过调节盐旁通阀的开度，调节盐泵负荷，从而调节泵电机负荷，保持适当的电机电流值范围，以延长机泵寿命。也可根据生产需要调节盐回流量。
四、熔盐炉的形式
熔盐炉是加热熔盐的重要设备，由于采用的燃料不同，设备形式也各不相同。
1、天然气熔盐炉。天然气燃料中所含的甲烷、乙烷、丙烷毒性较小，比空气轻，极易挥发，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高，属于清洁、高效、安全的燃料。但因国内天然气紧缺，国家限制天然气用于工业生产。
2、重油熔盐炉。重油的热值较高，但作燃料的熔盐炉和烧嘴设计复杂，熔盐炉的运行稳定性较差，而且燃烧重油的环保问题严重，因此近年来已很少使用。
3、燃煤熔盐炉。燃煤熔盐炉以烟煤或无烟煤为燃料，以熔盐为热载体，利用熔盐循环泵强制液相循环，将热能输送给用热设备后，返回加热炉重新加热，该加热炉是直流式特种工业炉。
4、水煤气熔盐炉。水煤气热值为5016～5434 kJ/m3，1t煤可产生3000～3600 m3煤气。国内有在大锅熬制固碱中用煤气作燃料的报道，但未见在熔盐炉中采用煤气作为加热源的相关报道。
5、氢气熔盐炉。氢气的热值较高，可达到168036kJ/kg，约是重油热值的4倍，是最洁净的燃料，因此利用氢气作燃料生产固碱是一项既节约资源又改善环境的有利之举。
五、问题及改进措施
实际生产中，小循环时要开大盐旁通阀，完全关闭主盐阀；大循环时要开大主盐阀，而盐旁通阀保持1圈左右开度，不得关闭；停泵后，盐回贮槽时2个盐阀均开大。
正常生产时，即盐大循环状态，为调节负荷，需调整盐旁通阀的开度。开度过大会造成浓缩器盐量少，致供热量不足；开度过小会造成回流盐管堵塞。因此，要根据生产需要，调解旁通阀。
盐阀门与其他阀门一样，存在阀芯磨损、关闭不严的问题，随着使用时间的延长，开关次数的增多，即使操作人员保持盐旁通阀关严后退开的圈数不变，也会出现泵电流上升、贮槽盐温升高和片碱浓度下降等情况；而加热炉盐出口温度没变化，又无其他装置问题，就只能认为是盐旁路回流大，说明盐旁通阀阀芯磨损大。主盐阀门也可能出现阀芯磨损情况，在小循环升、降温时将部分熔盐泄漏到大循环管道，但整个管道系统可利用现有的蒸汽伴热防止盐降温凝固。而生产进行中盐回流管道一旦堵塞，则不能开蒸汽伴热，因此时熔盐的温度比蒸汽温度高，若通蒸汽会造成蒸汽过热、过压而引起汽管道爆裂。
针对盐回流阀门难以稳定调节的问题，可采取以下措施。①更换新盐阀，换下来的旧盐阀经修理备用。②在盐管道增设流量计，以方便监测熔盐循环情况，既满足生产能力需要、不堵盐管，又稳定机泵负荷。③为盐旁通回路敷设电热带。电热带的电控制柜有温度显示、监控功能，当管道温度低于设定值时自动通电加热。正常情况下，由于管道内有温度较高的熔融盐回流，管道保持较高温度，只在回流管道内的回流熔盐不能正常流动造成堵塞时，温度降低，电加热才会自动启动。设置了电热带，就能在满足盐泵负荷要求的情况下，尽量关小盐回流阀，使尽量多的高温盐流经浓缩器，以此提高产能。
参考文献：
[1]饶栋.片碱生产中熔盐加热装置的选择[J].氯碱工业，2015（03）.
[2]刘恒军.熔盐在片碱生产中的应用[J].氯碱工业，2015（04）.