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摘 要：本文主要就天能化工有限公司年产30万吨离子膜烧碱蒸发装置运行以来片碱机系统的工艺优化改造内容做了介绍。通过优化改造，减少了装置的故障率，解决了系统中碱液不能回收和难处理等问题，实现了系统碱液的零排放，同时为企业节约了资源，降低了运行成本。
关键词：优化改造 片碱机系统 循环利用
天能化工有限公司离子膜烧碱系统采用了瑞士博特化学公司的熔盐法双效逆流膜式蒸发工艺，引进了高效动态环保喷洒粒 （片 ）碱装置，生产能力为2 ×7. 5万 t/a，是目前世界上单套生产能力最大的粒碱装置。该装置于2010年10月2日一次性试车成功，顺利投产。
由于烧碱特殊的物化性质，加上工艺管线长期在高温高浓度的碱液环境下工作，管线及设备极易出现泄漏现象，给生产带来安全隐患。该装置运行以来，通过优化改造，减少了装置的故障率，解决了系统中碱液不能回收和难处理等问题，实现了系统碱液的零排放，同时为企业节约了资源，降低了运行成本。
1 片堿机溢流系统优化分析
1.1优化前运行状况
该离子膜烧碱蒸发装置有8台片碱机，在停车的时候，须将片碱机浸槽中的碱排放到预先准备的溢流桶中，防止碱液在设备（片碱机浸槽）中结晶，造成设备无法正常开车。具体操作时，首先，须在停车排碱前，准备好干净的溢流桶。其次，联系包装人员远离现场，最后再进行排碱操作。如果溢流桶不能及时倒空，有碱或者有少量的水未清理干净，浓度98%的高温液碱与水接触就会造成溢流桶炸锅，碱液飞溅，极易容易造成人员受伤。在处理溢流桶时，还要再次利用蒸汽系统将溢流桶中的废碱融化，不仅消耗了蒸汽，回收的废碱杂质多、颜色差，很难回收利用。
1.2优化方案
1.2.1管线布置
利用回收管线将片碱机浸槽中的溢流碱回收到稀释碱罐，冷却稀释后输送至液碱储罐。此技改可以减少化碱工作量，同时避免了融化溢流桶废碱时的蒸汽消耗。管线输送，全程密闭，有效保证废碱清洁性，达到了回收再次利用目的。
1.2.2稀释碱罐液位控制
稀释碱罐液位控制加入了浓度控制连锁，当罐内碱液浓度高于设定值（30%）时，补水控制阀自动开启，往罐内补水稀释碱液。液位达到设定值（50%）时，稀释碱罐液位控制阀开启，向液碱储罐排碱。
1.2.3电磁浓度计的选择和作用原理
测量溶液的电导率有常规的电极类电导率计和电磁浓度计， 常规电极类电导率计的电极易发生极化作用，在电极表面形成双电层或在电极附近溶液的浓度发生变化，而且电极易被污染或结垢，使其测量准确性大大降低，甚至无法测量，尤其在强腐蚀性和高浓度溶液中更加突出。电磁浓度计是非接触式测量，只要用合适的耐腐蚀材料将测量部件密封起来，就可避免电极腐蚀、极化等问题。
电磁浓度计是一种通过测量溶液的电导来确定其浓度的电导式浓度计 ，它是基于电磁感应原理来反映这一电导变化的 ，与带有电极测量部件的电导式浓度计相比 ，其测量部件不与待测溶液直接接触 ，故为非接触式测量法。只要有合适的耐腐蚀材料将测量部件密封，就可以实现对各种腐蚀性溶液浓度的测量。同时也免除了电极式电导仪由于极化而造成精度降低和工作不稳定等一系列问题，具有精度高、稳定性好、经久耐用、使用方便等优点。因此，在此项技改中，选用电磁浓度计来监测稀释碱罐的碱液浓度。
1.3优化后的运行效果分析
1.3.1采用电磁浓度计的优点
该项目的片碱生产控制采用了日本横河的集散控制系统，电磁浓度计的测量结果通过计算机直接显示在控制系统，与传统的浓度测定采用人工取样、化学滴定的方法（不具备数据的连续性）相比具有明显的优越性。在线测量使用电磁浓度计可以持续地观测生产控制中碱液的浓度，给操作人员提供了连续稳定操作的数据保证，从而及时了解稀释系统的运行状态，对生产的稳定运行进行有效控制。
浓度计的测量方式决定了它的稳定性和可靠性，由于是非接触式测量，避免了接触式测量中电极发生极化，在电极表面形成双电层或在电极附近溶液的浓度发生变化产生误差的情况，避免了由于电极被污染或结垢以及溶液杂质黏附而出现电极信号误差或者假信号导致的测量准确性降低的情况，尤其在液碱这种强腐蚀性和高浓度溶液中其优越性更加突出，同时也避免了化验取样中容易出现的样品污染等情况，由此得到的数据的偶然性错误减少，对数据的真实性提供了保证。
1.3.2运行后的效果分析
稀释系统的运行，方便了现场操作人员的操作，进一步降低操作人员的劳动强度，全密闭管线输送，提高现场操作人员的安全性。溢流碱液循环利用，减少了生产中的碱损耗，降低了外排水中的碱含量，达到了环保的要求。
2 片碱机系统优化分析
2.1优化前运行状况
项目运行以来，国产碳钢转鼓片碱机腐蚀较严重，7台碳钢转鼓已全部返厂维修、更换。片碱机减速机故障率高，原减速机使用维修频率为3月左右。片碱机转鼓表面有裂痕（已补漏3次），碳钢转鼓平均使用周期为12-14个月就会造成转鼓表面腐蚀。碳钢转鼓腐蚀造成转鼓表面螺纹变形，刮片时螺纹内碱片无法脱离转鼓表面，堆积后易形成大块碱，进入包装对产品质量造成影响。腐蚀还造成转鼓表面不平，生产过程中易出现大片碱及双层碱且无法有效去除，造成碱温高、易结块、片碱粉末多，对产品质量造成影响。
装置中一台进口的镍转鼓片碱机自试车生产3年多以来，减速机至今未有故障。转鼓表面腐蚀较轻，对转鼓成片、刮片未产生重大影响，成片效果较好、粉尘也小，产品质量各项指标均满足顾客需求。
2.2 优化方案
结合进口和国产两种片碱机运行状况，经过分析对比，首先将国产片碱机减速机由摆针型改为斜齿型减速机，型号R137-44.39-15。其次外购片碱机镍转鼓，型号KS80，更换原碳钢转鼓。
2.3优化后运行效果分析
原片碱机减速机故障率高、碱温高、易结块、片碱粉末多等现象得到了有效的改变，优化后片碱机成片效果好，生产连续性得到了有效保证，避免了不必要的系统停车，降低了系统的液碱损耗。
3 结语
以上优化改造的陆续完成，提高了自动化生产程度，降低了员工劳动强度，保证了系统生产的连续性，为公司的安全清洁生产和降低成本起到了良好的作用。
现氯碱行业碱生产分液碱和固碱，大多数企业片碱生产少、液碱较多，片碱机使用时间少。对此来说对于片碱生产较少、液碱较多的企业国产片碱机（碳钢）也具有很大的优势。但对于主要以固碱为主要产品的企业来说片碱机使用周期长，国产碳钢片碱机就存在很大的问题。如新疆天业化工以片碱作为主要生产产品，在长时间时候过程中国产片碱机生产成片小、粉尘大、使用寿命短等各种问题均充分暴露出来。未来氯碱片碱机发展应偏向国产化，近年国内镍材价格降下也有国产镍转鼓生产。对于今后碱生产片碱机无论从产品质量、现场环境、使用寿命等方面看，国产镍片碱机是必然的一个发展过程。
参考文献
]1[唐建江，王志勇，吴彬. 电磁浓度计在离子膜烧碱装置中的应用.氯碱工业.2005（9）：42-45
作者简介：苏克菊（1982-），女，助理工程师，现在新疆天业煤制天然气项目筹建组工作。
关键词：优化改造 片碱机系统 循环利用
天能化工有限公司离子膜烧碱系统采用了瑞士博特化学公司的熔盐法双效逆流膜式蒸发工艺，引进了高效动态环保喷洒粒 （片 ）碱装置，生产能力为2 ×7. 5万 t/a，是目前世界上单套生产能力最大的粒碱装置。该装置于2010年10月2日一次性试车成功，顺利投产。
由于烧碱特殊的物化性质，加上工艺管线长期在高温高浓度的碱液环境下工作，管线及设备极易出现泄漏现象，给生产带来安全隐患。该装置运行以来，通过优化改造，减少了装置的故障率，解决了系统中碱液不能回收和难处理等问题，实现了系统碱液的零排放，同时为企业节约了资源，降低了运行成本。
1 片堿机溢流系统优化分析
1.1优化前运行状况
该离子膜烧碱蒸发装置有8台片碱机，在停车的时候，须将片碱机浸槽中的碱排放到预先准备的溢流桶中，防止碱液在设备（片碱机浸槽）中结晶，造成设备无法正常开车。具体操作时，首先，须在停车排碱前，准备好干净的溢流桶。其次，联系包装人员远离现场，最后再进行排碱操作。如果溢流桶不能及时倒空，有碱或者有少量的水未清理干净，浓度98%的高温液碱与水接触就会造成溢流桶炸锅，碱液飞溅，极易容易造成人员受伤。在处理溢流桶时，还要再次利用蒸汽系统将溢流桶中的废碱融化，不仅消耗了蒸汽，回收的废碱杂质多、颜色差，很难回收利用。
1.2优化方案
1.2.1管线布置
利用回收管线将片碱机浸槽中的溢流碱回收到稀释碱罐，冷却稀释后输送至液碱储罐。此技改可以减少化碱工作量，同时避免了融化溢流桶废碱时的蒸汽消耗。管线输送，全程密闭，有效保证废碱清洁性，达到了回收再次利用目的。
1.2.2稀释碱罐液位控制
稀释碱罐液位控制加入了浓度控制连锁，当罐内碱液浓度高于设定值（30%）时，补水控制阀自动开启，往罐内补水稀释碱液。液位达到设定值（50%）时，稀释碱罐液位控制阀开启，向液碱储罐排碱。
1.2.3电磁浓度计的选择和作用原理
测量溶液的电导率有常规的电极类电导率计和电磁浓度计， 常规电极类电导率计的电极易发生极化作用，在电极表面形成双电层或在电极附近溶液的浓度发生变化，而且电极易被污染或结垢，使其测量准确性大大降低，甚至无法测量，尤其在强腐蚀性和高浓度溶液中更加突出。电磁浓度计是非接触式测量，只要用合适的耐腐蚀材料将测量部件密封起来，就可避免电极腐蚀、极化等问题。
电磁浓度计是一种通过测量溶液的电导来确定其浓度的电导式浓度计 ，它是基于电磁感应原理来反映这一电导变化的 ，与带有电极测量部件的电导式浓度计相比 ，其测量部件不与待测溶液直接接触 ，故为非接触式测量法。只要有合适的耐腐蚀材料将测量部件密封，就可以实现对各种腐蚀性溶液浓度的测量。同时也免除了电极式电导仪由于极化而造成精度降低和工作不稳定等一系列问题，具有精度高、稳定性好、经久耐用、使用方便等优点。因此，在此项技改中，选用电磁浓度计来监测稀释碱罐的碱液浓度。
1.3优化后的运行效果分析
1.3.1采用电磁浓度计的优点
该项目的片碱生产控制采用了日本横河的集散控制系统，电磁浓度计的测量结果通过计算机直接显示在控制系统，与传统的浓度测定采用人工取样、化学滴定的方法（不具备数据的连续性）相比具有明显的优越性。在线测量使用电磁浓度计可以持续地观测生产控制中碱液的浓度，给操作人员提供了连续稳定操作的数据保证，从而及时了解稀释系统的运行状态，对生产的稳定运行进行有效控制。
浓度计的测量方式决定了它的稳定性和可靠性，由于是非接触式测量，避免了接触式测量中电极发生极化，在电极表面形成双电层或在电极附近溶液的浓度发生变化产生误差的情况，避免了由于电极被污染或结垢以及溶液杂质黏附而出现电极信号误差或者假信号导致的测量准确性降低的情况，尤其在液碱这种强腐蚀性和高浓度溶液中其优越性更加突出，同时也避免了化验取样中容易出现的样品污染等情况，由此得到的数据的偶然性错误减少，对数据的真实性提供了保证。
1.3.2运行后的效果分析
稀释系统的运行，方便了现场操作人员的操作，进一步降低操作人员的劳动强度，全密闭管线输送，提高现场操作人员的安全性。溢流碱液循环利用，减少了生产中的碱损耗，降低了外排水中的碱含量，达到了环保的要求。
2 片碱机系统优化分析
2.1优化前运行状况
项目运行以来，国产碳钢转鼓片碱机腐蚀较严重，7台碳钢转鼓已全部返厂维修、更换。片碱机减速机故障率高，原减速机使用维修频率为3月左右。片碱机转鼓表面有裂痕（已补漏3次），碳钢转鼓平均使用周期为12-14个月就会造成转鼓表面腐蚀。碳钢转鼓腐蚀造成转鼓表面螺纹变形，刮片时螺纹内碱片无法脱离转鼓表面，堆积后易形成大块碱，进入包装对产品质量造成影响。腐蚀还造成转鼓表面不平，生产过程中易出现大片碱及双层碱且无法有效去除，造成碱温高、易结块、片碱粉末多，对产品质量造成影响。
装置中一台进口的镍转鼓片碱机自试车生产3年多以来，减速机至今未有故障。转鼓表面腐蚀较轻，对转鼓成片、刮片未产生重大影响，成片效果较好、粉尘也小，产品质量各项指标均满足顾客需求。
2.2 优化方案
结合进口和国产两种片碱机运行状况，经过分析对比，首先将国产片碱机减速机由摆针型改为斜齿型减速机，型号R137-44.39-15。其次外购片碱机镍转鼓，型号KS80，更换原碳钢转鼓。
2.3优化后运行效果分析
原片碱机减速机故障率高、碱温高、易结块、片碱粉末多等现象得到了有效的改变，优化后片碱机成片效果好，生产连续性得到了有效保证，避免了不必要的系统停车，降低了系统的液碱损耗。
3 结语
以上优化改造的陆续完成，提高了自动化生产程度，降低了员工劳动强度，保证了系统生产的连续性，为公司的安全清洁生产和降低成本起到了良好的作用。
现氯碱行业碱生产分液碱和固碱，大多数企业片碱生产少、液碱较多，片碱机使用时间少。对此来说对于片碱生产较少、液碱较多的企业国产片碱机（碳钢）也具有很大的优势。但对于主要以固碱为主要产品的企业来说片碱机使用周期长，国产碳钢片碱机就存在很大的问题。如新疆天业化工以片碱作为主要生产产品，在长时间时候过程中国产片碱机生产成片小、粉尘大、使用寿命短等各种问题均充分暴露出来。未来氯碱片碱机发展应偏向国产化，近年国内镍材价格降下也有国产镍转鼓生产。对于今后碱生产片碱机无论从产品质量、现场环境、使用寿命等方面看，国产镍片碱机是必然的一个发展过程。
参考文献
]1[唐建江，王志勇，吴彬. 电磁浓度计在离子膜烧碱装置中的应用.氯碱工业.2005（9）：42-45
作者简介：苏克菊（1982-），女，助理工程师，现在新疆天业煤制天然气项目筹建组工作。