苛化工艺设计.docx
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苛化工艺设计
苛化工艺规程
1目的
为确保苛化工艺技术得到理解和掌握，并指导苛化工段生产，特制订本规程。
2范围
适用于车间苛化工段
3职责
技术开发中心是本规程的归口管理部门，负责对本规程的制定。
车间参与本规程制定和修订，对其执行情况进行控制。
苛化工段负责本规程的执行。
4苛化工段工艺规程
生产目的
将燃烧工段送来的绿液（主要成分为Na2CO3和Na2S），经过澄清、消苛化、过滤洗涤，生产出白液（主要成分Na2S和NaOH），供化浆车间蒸煮工段使用；生产出稀白液，供碱炉工段溶解熔融物使用；同时产生白泥，经石灰窑煅烧后重新利用。
当回收碱不能满足生产需要时，可按比例补充氢氧化钠和硫化钠。
原料产品物化特性
名称
物化特性
绿液
溶解槽后绿液总可滴定碱最低128g/l（Na2O计）
绿液中Na2S摩尔转换率最低90%
消化前绿液温度85—87℃
石灰
苛化能力>80%残余碳酸盐<3%
白液
活性碱浓度110g/l（Na2O计）硫化度30-35%
澄清度<20mg/l
白泥
总杂质<0.2%CaCO3>92%
干度>75%残碱<0.3%
活性氧化钙<1%SiO2含量<0.5%
MgO含量<1.5%Al2O3含量<0.5%
工艺流程方框图
绿液
稳定槽
澄清器绿泥过滤机绿泥
消化器石灰仓熟石灰
苛化器
CD过滤机浓白液槽白液
白泥槽
白泥回流槽
白泥过滤机稀白液槽稀白液
去石灰窑
苛化工艺过程概述
术语
总碱TA：
液体中所有钠盐含量的总和
可滴定碱DDA：
溶液中可以被酸滴定的钠盐含量，表示Na2CO3、NaOH、Na2S含量的和。
活性碱：
NaOH和Na2S总和。
有效碱：
NaOH和1/2Na2S含量。
苛化效率（苛化度）：
表示以百分比计的比率：
（NaOH×100）/（NaOH+Na2CO3）。
硫化度：
表示以百分比计的比率，（100×Na2S）/（Na2S+Na2CO3）。
苛化过程中的化学反应：
在绿液中的水和石灰之间发生的第一个反应是：
CaO+H2O---→Ca（OH）2+热
这种石灰消化反应发生在消化槽。
本反应产生大量的热，反应迅速。
其产物Ca（OH）2被称为消化石灰。
第二个反应称为苛化反应：
Ca（OH）2+Na2CO32NaOH+CaCO3
反应在消化石灰和碳酸钠（Na2CO3是绿液的主要成份）之间进行，反应的产物是NaOH和白泥。
最初，本反应进行十分迅速，然后减慢，在以后的10-20分钟内，反应进行大约70-90%。
高温加速了本反应（实际反应温度约100℃），搅拌和石灰质量也影响反应速率。
苛化反应达到平衡后即不再继续反应。
意即在平衡反应后额外的石灰加入量（同Na2CO3保持一定比率）将不再导致Na2CO3向NaOH的总量转变。
同样，过量灰也不会转变成白泥。
苛化反应的平衡依赖于绿液的浓度和硫化度。
在Goodwin曲线中指出了反应分别在0%和35%的硫化度下，理论上的平衡苛化度。
在实际操作中，苛化度比曲线值低2-4个百分点，喂料石灰的比例（和Na2CO3即绿液的喂料）才能得到最优化。
若试图达到Goodwin曲线上的苛化度将需要浪费大量的反应时间。
在实际操作中，一部分石灰并不反应，导致白泥中石灰量的增加，而这进一步增加了沉降、过滤、白泥煅烧的难度。
在实际中应选择反应条件以使反应充分，并使白泥中CaO含量足够低且白泥颗粒尽量大（易于过滤）。
苛化基本工艺流程描述
绿液从溶解槽泵送到稳定槽，在流量和密度的变化趋于平衡时，泵（控制绿液流量）送至绿液澄清槽，先进入澄清槽下部（澄清区），绿泥从绿液中分离后，沉降到澄清槽底部，通过转耙收集到绿泥集中槽，经出口管由绿泥泵送至绿泥过滤机，进行洗涤和脱水，较干的绿泥排出工艺系统；澄清后的绿液上升到澄清槽的上部（贮存区），然后泵送至消化器；绿液与从石灰料斗经螺旋给料器来的石灰在消化器内混合，通过改变石灰螺旋给料器的转速，维持消化器内石灰/绿液的比例保持不变；石灰消化后形成的渣子从消化器的底部直接刮除到提渣机，多级螺旋将渣子输送至提渣机上部，经洗涤排出工艺系统；石灰乳液从消化-提渣机溢流至串联的三级苛化器，一级和二级分为三室，三级分为二室，每室配有一个浆式搅拌器，在此，石灰乳液经过一定的停留时间，进一步的苛化；苛化后的石灰乳液泵送至CD过滤机过滤，白液过滤工艺由一个压力式过滤机、一个带搅拌的白泥槽、一个滤溢槽、一个带分离器的过滤压缩机和增压压缩机组成，CD过滤机由六组圆盘组成，每组圆盘上有20个带滤布的扇片；约1.5bar的压差使白液通过过滤扇片进入扇体内部，由轴内通道进滤液槽，泵送至白液贮槽，供蒸煮使用；白泥从白液中分离留在旋转的过滤盘上，用水预洗、脱水后，用刮刀刮离下来到溜槽，稀释后到白泥罐贮存；白泥经白泥贮槽，然后送至白泥过滤机过滤，经过滤、脱水的白泥干度约为75%，以供石灰窑煅烧制取石灰用。
设备特征
苛化的主要设备包括澄清槽、绿泥过滤机、CD过滤机、白泥过滤机等，关键设备包括几台真空泵。
澄清槽：
属于道尔型澄清设备。
该设备将澄清和贮存合二为一，下部分为澄清区，上部分为贮存区。
绿泥过滤机：
属于预挂白泥式真空转鼓过滤机。
白泥预挂层厚度一般为60mm，刮刀装置具有内、外限位功能。
真空由附设的真空泵系统产生。
CD过滤机：
CD过滤机由6个过滤盘组成，每一个过滤盘由20个带滤布的扇片组成，过滤扇片与转动轴连接，轴的里面是一通道用来输送从圆盘来的白液，通过轴和单独的过滤阀进一步支过滤液槽，在滤液槽，气体和白液分离，白液进一步被送到白液贮存槽。
CPR白泥过滤机：
属于真空转鼓过滤机。
CPR系统在滤鼓上维持连续的过滤层，包括CPR泵和CPR导板，在导板内部有一个自身驱动的滑架，移动低压和高压喷嘴。
有两种洗涤程序：
低压和高压洗涤。
苛化设备一览表
序号
设备
编号
设备名称
规格
型号
主要技术数据
功率
数量
备注
总数
备用
1
43-T-003
绿液稳定槽
GLS5790
D=5730
H=9000
1
2
43-T-009
绿液澄清器
GLC80109
D=18000
H=109800
1
3
43-T-019
DF真空槽
VT617
D=630
H=1750
1
4
43-E-015
DF喷射冷凝器
JC412
D=475
H=1200
1
5
43-E-029
消化-提渣机
SC5025
1
6
43-E-030
消化洗涤器
SS5
D=500
H=2200
1
7
43-T-038
43-T-039
43-T-040
苛化槽
CT42100
D=4295
H=1000
V=405M3
3
8
43-T-041
污水坑
LV-1.5/18
1
9
43-T-068
酸槽
AT1922
D=1910
H=2250
V=6M3
1
10
43-T-098
白液贮存槽
T133120
D=13370
H=12000
V=1560M3
1
11
43-T-078
稀白液贮槽
T95120
D=9550
H=12000
V=830M3
1
12
43-T-053
白泥暂存槽
LMV3014
D=3000
H=1400
1
13
43-T-059
白液滤液槽
FV1530
D=1500
H=3000
1
视镜
14
43-T-061
增压分离器
SWS46/4-K
D=400
H=600
1
视镜
15
43-F-069
收缩槽
ST1020
D=1000
H=2000
1
平底平顶
16
43-T-075
白泥贮存槽
D=8595
H=7500m
V=410M3
1
平底锥顶
17
43-T-076
白泥回流槽
D=5000
H=3000
V=50M3
1
18
43-T-088
白泥真空槽
VT1430
D=1430
H=3000
1
19
43-E-081
LMF喷射冷凝器
JC1330
H=2000/12/12
1
20
43-E-045
白液CD过滤机
CD3006
D=3000
H=3500
1
21
43-E-013
绿泥过滤机
ERIS1520
D=1500
L=2000
1
过滤面积9.4M2
22
43-E-080
白泥过滤机
CPR3550
D=3500
H=5000
1
过滤面积55M2
23
43-P-002
绿液泵
APP31-100
Q=129H=16
1
至澄清槽
电动机
1230r/min
380V
15
1
变频电机
24
43-P-007
绿液泵
Q=35H=19
1
变频电机
电动机
Y2-160L-4
1460r/min
15
1
25
43-P-008
绿泥泵
NPP22-50
Q=6.12
H=17
1
电动机
Y2-112M-4
1450r/min
380V
4
1
26
43-P-018
DF滤液泵
APP22-50
Q=12.6
H=20
1
电机
Y2-112L-4
1440r/min
4
1
27
43-P-037
地坑泵
ASP22-80
Q=64.8
H=18
1
电动机
Y2-160M-4
1450r/min
380V
11
1
28
43-P-048
CDF进料泵
WPP33-100
Q=129.6
H=32
1
电动机
Y2-250M-6
1230r/min
380V
37
1
29
43-P-049
白泥循环泵
WPP23-50
Q=32.4
H=10
1
电机
Y2-132M1-6
960r/min
380V
4
1
30
43-P-050
白泥泵
WPP22-50
Q=36
H=16
1
电动机
Y2-160M-6
1240r/min
380V
7.5
1
调速电机
31
43-P-058
白液泵
APP31-100
Q=126
H=21
1
电机
Y2-160L-4
1460r/min
380V
15
1
32
43-P-066
酸洗泵
APP11-40
Q=28.8
H=35
1
电动机
Y2-160M1-2
2910r/min
380V
11
1
33
43-P-074
白泥乳液泵
WPP22-50
Q=36m3/h
H=16
1
电动机
Y2-132S-4
1440r/min
380V
5.5
1
34
43-P-086
LMF进料泵
WPP32-80
Q=54
H=20
1
电动机
Y2-160L-6
1100r/min
380V
11
1
调速电机
35
43-P-087
LMF滤液泵
APP32-80
Q=79.2
H=21
1
电动机
Y2-160M-4
1460r/min
380V
11
1
36
43-P-051
CDF液压泵
1
刮刀电动机
1500r/min
380V
0.55
1
37
43-P-052
CDF润滑泵
1
电机
1500r/min
380V
0.18
1
38
43-P-092
CPR高压水泵
530
电机
1500r/min
380V
4
1
39
43-P-166
清水加压泵
APP32-100
Q=108
H=42
1
电机
Y2-200L-4
1470r/min
380V
30
1
40
43-P-095
稀白液泵
APP32-100
Q=122.4
H=40
1
电机
Y2-200L-4
1470r/min
380V
55
1
41
43-P-096
白液泵
APP33-125
Q=126
H=55
1
电机
Y2-250M-4
1470r/min
380V
55
1
42
43-P-074
白泥乳液泵
WPP22-50
Q=36
H=16
1
电机
Y2-132S-4
1440r/min
380V
5.5
1
43
43-F-017
DF真空泵
SC-5
Qv=240l/s
V=500mmHg
1
电机
1500r/min
380V
30
44
43-F-056
过滤压缩机
CL-2001
Qv=547l/s
110kPa
1
45
43-F-057
增加压缩机
H-4
Qv=63l/s
200kPa
1
46
43-F-084
LMF抽气风机
q=0.6m3/s
P=4kPa
1
47
43-F-085
LMF真空泵
Q=2017l/sP=500mmHg
1
工艺技术参数
白液产量>2490m3/d
有效碱>110g/l（Na2O计）
硫化度30-35%
苛化度>80%
过滤后绿泥残碱量<0.3%（Na2O计）
过滤后白泥残碱量<0.3%（Na2O计）
过滤后白泥干度>75%
白液中悬浮固体<20mg/l
消化前绿液温度85-87℃
温水或二次冷凝水电导率<60ms/m
Na离子含量<20mg/l
COD1500mg/l
生产过程检测
正常运转时以下化验工作是必要的。
实验室不但要可以做研究工作和故障处理工作，也要使工作平稳进行。
为苛化工段平稳运行工作：
---绿液溶解槽
绿泥含量1/24h
TTA1/24h
——绿液澄清器1/24h
绿泥含量1/24h
TTA1/8h
——至消化槽的绿液
绿泥含量1/24h
TTA1/8h
——进消化槽石灰
苛化能力1/24h
——提渣机内乳液
TTA1/2h
苛化度1/2h
——CDF生产的白液
TTA1/4h
AA1/4h
硫化度1/4h
苛化度1/4h
绿泥含量1/24h
——绿泥过滤机
滤液中TTA1/24h
——绿泥过滤机进料
固含量1/24h
可溶性碱1/24h
——绿泥过滤机内的外排绿泥
固含量1/24h
可溶性碱1/24h
——白泥过滤机滤液
TTA1/8h
——白泥过滤机下料白泥
固含量1/24h
以Na2O计的白泥中水溶性碱含量1/8h
CD过滤机酸洗
当CD过滤机滤布被白泥颗粒堵塞，不能用吹落或水洗时，只能用酸洗，因此，设计了酸洗系统。
用10%的氨基磺酸作为酸洗液，酸洗液是用75℃热水在酸槽中稀释酸粉而制得。
加入缓蚀剂以保护设备和管线免受腐蚀。
已配好的酸不能放太久，因其有危险性。
因此，每次酸洗应单独制备，且酸洗后必须从槽中立即除去，且酸洗后，酸槽和管线也应用水洗。
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