中國報(bào)告大廳網(wǎng)訊，在當(dāng)前小蘇打生產(chǎn)領(lǐng)域，工藝路線的選擇與優(yōu)化直接關(guān)系到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本及環(huán)保效能。隨著行業(yè)對資源循環(huán)利用和能耗控制要求的不斷提升，傳統(tǒng)輕質(zhì)純堿溶解制備小蘇打原料液的工藝逐漸面臨挑戰(zhàn)。某企業(yè)依托鹵水納濾項(xiàng)目投用后原鹽鈣鎂含量降低、鹽水精制自用堿量減少導(dǎo)致熱堿液過剩的現(xiàn)狀，創(chuàng)新引入重堿濕分解工藝并配套熱堿液回收流程，成功實(shí)現(xiàn)了富余二氧化碳與低壓蒸汽的回收利用，在年產(chǎn)10萬t 工業(yè)級與食品級小蘇打的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提升了生產(chǎn)穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性，為2025年小蘇打行業(yè)技術(shù)升級提供了實(shí)踐參考。以下是2025年小蘇打行業(yè)技術(shù)分析。

  一、小蘇打生產(chǎn)中重堿濕分解液的制備工藝流程

  重堿濕分解工藝是小蘇打原料液制備的核心環(huán)節(jié)，其流程圍繞物料傳遞與熱量利用展開。來自重堿工序的濕粗重堿，經(jīng)重堿膠帶輸送機(jī)和加料螺旋輸送機(jī)輸送至調(diào)漿桶 A，在此與小蘇打?yàn)V液及煅燒工序送來的循環(huán)堿液混合調(diào)漿。調(diào)漿液從調(diào)漿桶 A 溢流至調(diào)漿桶 B 后，由調(diào)漿液泵輸送至濕分解塔上部，借助重力自上而下流動(dòng)。濕分解塔下部釜中的母液，依靠氣化后形成的密度差進(jìn)入再沸器，實(shí)現(xiàn)自然循環(huán)加熱。

  《2025-2030年中國小蘇打行業(yè)發(fā)展趨勢及競爭策略研究報(bào)告》指出，在濕分解塔內(nèi)，蒸汽自上而下與母液逆流接觸，完成傳質(zhì)傳熱過程。重堿分解產(chǎn)生的二氧化碳、氨氣及飽和水蒸汽從塔頂排出，進(jìn)入氣液分離器分離夾帶的母液，分離后的母液回流至調(diào)漿桶 A，氣體則送往煅燒母液聯(lián)合塔母液段進(jìn)行洗滌，洗滌后的氣體并入煅燒爐氣系統(tǒng)。塔釜產(chǎn)出的濕分解液，通過轉(zhuǎn)料泵或利用壓差輸送至濕分解桶，最終送往小蘇打工序。

  再沸器的熱量來源于 0.5MPa 蒸汽管網(wǎng)，蒸汽經(jīng)過再沸器換熱后形成的冷凝液，進(jìn)入冷凝液儲槽，隨后通過壓差送至煅燒工序三閃罐，實(shí)現(xiàn)蒸汽的梯級利用，進(jìn)一步提升能源利用效率。

  二、小蘇打重堿濕分解工藝的主要設(shè)備選型

  重堿濕分解工藝的穩(wěn)定運(yùn)行依賴于合理的設(shè)備選型，核心設(shè)備包括濕分解塔、調(diào)漿桶及配套輔助設(shè)備，各設(shè)備選型需兼顧工藝需求與成本控制。

  濕分解塔：作為工藝核心設(shè)備，采用專利結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，塔內(nèi)為菌帽加篩板結(jié)構(gòu)，塔體尺寸為 φ2400×27000，材質(zhì)選用 S30408，確保耐堿腐蝕性能，滿足重堿分解過程中的傳質(zhì)傳熱要求。

  再沸器：為濕分解塔提供熱量，蒸汽走殼程、濕分解液走管程。考慮到濕分解液的腐蝕性，加熱管和封頭材質(zhì)選用 316L，而筒體選用 Q345R 即可滿足使用需求，有效降低設(shè)備投資成本。

  調(diào)漿桶：設(shè)置調(diào)漿桶 A 與調(diào)漿桶 B 兩臺，材質(zhì)均為 S30408。其中調(diào)漿桶 A 配備軸流泵實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制循環(huán)，調(diào)漿桶 B 配備攪拌裝置進(jìn)行強(qiáng)制循環(huán)，攪拌轉(zhuǎn)速控制在 5.45r/min，保證調(diào)漿均勻性，為后續(xù)濕分解工序提供穩(wěn)定原料。

  其他輔助設(shè)備：濕分解液桶、原料液桶均與堿液直接接觸，材質(zhì)選用 S30408;原料液桶因承裝碳酸氫鈉濃度較高的小蘇打母液，為防止結(jié)疤專門安裝攪拌裝置。冷凝水桶及凈氨洗滌塔采用碳鋼材質(zhì)，凈氨洗滌塔內(nèi)填充不銹鋼規(guī)整填料，進(jìn)料螺旋材質(zhì)為不銹鋼，確保各環(huán)節(jié)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性與耐腐蝕性。

  三、小蘇打重堿濕分解工藝運(yùn)行中的問題及改進(jìn)措施

  該重堿濕分解工藝于 2024 年 11 月投用并一次開車成功，但在實(shí)際運(yùn)行過程中，先后出現(xiàn)冷凝液出液不暢、濕分解塔提溫困難及濕分解塔出氣竄入調(diào)漿桶兩類問題，通過針對性技術(shù)改進(jìn)，有效解決了生產(chǎn)瓶頸。

  (一)冷凝液出液不暢導(dǎo)致濕分解塔提溫困難的問題與改進(jìn)

  輕灰三閃罐冷凝水進(jìn)口比冷凝液儲槽出口高約 8m，冷凝液儲槽壓力受換熱量及蒸汽流量波動(dòng)影響較大。當(dāng)輕灰三閃壓力維持在 0.12MPa 左右時(shí)，冷凝液可正常排出;但當(dāng)輕灰三閃壓力波動(dòng)時(shí)，冷凝液儲槽與輕灰三閃罐之間的壓差變小，冷凝液無法克服管道阻力回流至三閃罐，導(dǎo)致排液不暢。此時(shí)換熱器內(nèi)冷凝液不能及時(shí)排除，換熱效果顯著下降，濕分解塔塔底溫度從 105℃降至 100℃左右，影響重堿分解效率。

  為解決這一問題，通過增加 0.5MPa 蒸汽管網(wǎng)與冷凝液儲槽的連通管，主動(dòng)調(diào)控冷凝液儲槽壓力。當(dāng)冷凝水液位較高時(shí)，開啟連通管閥門，向冷凝液儲槽內(nèi)通入 0.5MPa 蒸汽，利用蒸汽壓力推動(dòng)冷凝液排出;當(dāng)冷凝液儲槽液位下降至 30% 時(shí)，關(guān)閉蒸汽閥，避免蒸汽通過冷凝液儲槽及出液管線竄入三閃罐，確保冷凝液穩(wěn)定排出，濕分解塔塔底溫度恢復(fù)至正常范圍。

  (二)濕分解塔出氣竄入調(diào)漿桶的問題與改進(jìn)

  氣液分離器的出液管線原本經(jīng)倒 U 型管后連接至調(diào)漿桶 A 上蓋，倒 U 型彎高度為 1.2m，根據(jù)靜壓力計(jì)算公式\(P=\rho g h\)(其中\(zhòng)(\rho=1000kg/m^3\)，\(g=9.81m/s^2\)，\(h=1.2m\))，可計(jì)算出該 U 型彎能提供的液封壓力為 11.77kPa。當(dāng)氣液分離器壓力高于 12kPa 時(shí)，U 型彎的液封作用失效，導(dǎo)致濕分解塔出氣竄入調(diào)漿桶 A。

  由于調(diào)漿桶 A 的出氣管口距離抽氣風(fēng)機(jī)更近，出氣竄入后會(huì)使調(diào)漿桶抽氣量增大，進(jìn)而導(dǎo)致原料液桶和濕分解液桶的抽氣壓力變小，破壞各罐抽氣量平衡。同時(shí)，大量氨氣隨出氣進(jìn)入抽氣系統(tǒng)，增加除氨塔負(fù)荷與風(fēng)機(jī)負(fù)荷，表現(xiàn)為風(fēng)機(jī)電流增大，原料液桶和濕分解液桶出現(xiàn)冒氣現(xiàn)象，不僅影響現(xiàn)場環(huán)境，還可能導(dǎo)致小蘇打產(chǎn)品氨含量超標(biāo)。

  針對該問題，對氣液分離器至調(diào)漿桶 A 的出液管線進(jìn)行改造，將管線向調(diào)漿桶 A 內(nèi)部延長，使其末端插入調(diào)漿桶液面以下。改造后，即使?jié)穹纸馑鰵飧Z入調(diào)漿桶 A，也會(huì)先與調(diào)漿液接觸，大部分氨氣被調(diào)漿液吸收，有效降低了進(jìn)入抽氣系統(tǒng)的氨氣含量。同時(shí)，調(diào)漿桶 A 的氣量變化幅度顯著減小，各儲桶抽氣壓力恢復(fù)平穩(wěn)，風(fēng)機(jī)電流穩(wěn)定在正常運(yùn)行范圍，現(xiàn)場冒氣問題得到徹底解決。

  四、小蘇打生產(chǎn)中重堿濕分解工藝的優(yōu)勢分析

  與傳統(tǒng)輕質(zhì)純堿溶解制備小蘇打原料液的工藝相比，重堿濕分解工藝在設(shè)備投資、能源利用、原料適應(yīng)性及流程簡化等方面具有顯著優(yōu)勢，為小蘇打生產(chǎn)的降本增效提供了有力支撐。

  (一)設(shè)備投資與現(xiàn)場環(huán)境優(yōu)勢

  重堿濕分解工藝在液相中完成重堿分解，僅需配備濕分解塔及配套儲槽，無需像重堿干法分解那樣使用大型回轉(zhuǎn)設(shè)備(如中壓蒸汽煅燒爐)及刮板、螺旋等附屬設(shè)備。這一特點(diǎn)不僅大幅減少了設(shè)備占地面積，降低了設(shè)備投資費(fèi)用，還避免了煅燒爐及附屬設(shè)備因密封不嚴(yán)導(dǎo)致的堿塵外泄問題，改善了小蘇打生產(chǎn)現(xiàn)場的操作環(huán)境，減少了粉塵污染。

  (二)能源利用效率優(yōu)勢

  傳統(tǒng)純堿合成法制備小蘇打需使用 3.2MPa (G) 的中壓蒸汽，而重堿濕分解工藝可采用 0.5MPa (G) 的低壓蒸汽作為熱源，有效實(shí)現(xiàn)了低品位蒸汽的合理利用。對于擁有富余低壓蒸汽的企業(yè)而言，該工藝能夠優(yōu)化蒸汽管網(wǎng)平衡，減少高品位蒸汽消耗，降低小蘇打生產(chǎn)的能源成本，符合行業(yè)節(jié)能降耗的發(fā)展趨勢。

  (三)原料適應(yīng)性優(yōu)勢

  重堿濕分解工藝對重堿的質(zhì)量要求較低，無論重堿的結(jié)晶質(zhì)量好壞、含水量高低，均不會(huì)對正常操作產(chǎn)生較大影響。這一優(yōu)勢使得企業(yè)在選擇重堿原料時(shí)更具靈活性，無需過度追求高純度重堿，降低了原料采購成本與質(zhì)量管控難度，同時(shí)也減少了因原料質(zhì)量波動(dòng)導(dǎo)致的小蘇打生產(chǎn)工藝不穩(wěn)定問題。

  (四)工藝流程簡化優(yōu)勢

  若采用輕質(zhì)純堿溶解工藝與熱堿液回收流程結(jié)合制備小蘇打，需新增蒸氨塔以去除熱堿液中的氨氣，否則會(huì)導(dǎo)致小蘇打產(chǎn)品氨味超標(biāo)。而重堿濕分解塔本身具備蒸氨功能，小蘇打生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的母液可先用于洗滌煅燒爐氣，再進(jìn)入濕分解工序制備小蘇打原料液，無需額外新增蒸氨塔。這一特點(diǎn)不僅縮短了工藝流程，減少了設(shè)備投入，還降低了操作復(fù)雜度，提升了小蘇打生產(chǎn)的整體效率。

  五、小蘇打重堿濕分解工藝的運(yùn)行效果與未來規(guī)劃

  目前，重堿濕分解工藝運(yùn)行穩(wěn)定，濾液處理量可達(dá) 100m3/h，重堿處理量可根據(jù)調(diào)漿桶的沉降率靈活調(diào)整。經(jīng)濕分解塔處理后，濕分解液中碳酸鈉含量為 60tt、碳酸氫鈉含量為 20tt，含氨量控制在 0.4~0.8tt，確保小蘇打產(chǎn)品無氨味，滿足工業(yè)級與食品級小蘇打?qū)兌鹊囊?。循環(huán)堿液投入量約為 15m3/h，年折純堿量約 2 萬 t，實(shí)現(xiàn)了熱堿液的高效回收利用。

  未來，將進(jìn)一步優(yōu)化工藝運(yùn)行參數(shù)：一方面穩(wěn)定碳化塔操作，減少原料組分波動(dòng)對濕分解過程的影響;另一方面持續(xù)優(yōu)化熱量梯級利用方案，降低 0.5MPa 蒸汽消耗，進(jìn)一步壓縮小蘇打生產(chǎn)成本，推動(dòng)小蘇打生產(chǎn)工藝向更高效、更節(jié)能、更環(huán)保的方向發(fā)展，為行業(yè)技術(shù)升級提供可復(fù)制的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

  總結(jié)

  本文圍繞2025年小蘇打行業(yè)技術(shù)發(fā)展，詳細(xì)闡述了重堿濕分解法制備小蘇打原料液的工藝原理、設(shè)備選型、運(yùn)行問題及改進(jìn)措施，并對比分析了該工藝相較于傳統(tǒng)輕質(zhì)純堿溶解工藝的優(yōu)勢。從實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)來看，該工藝不僅實(shí)現(xiàn)了濕分解液中碳酸鈉 60tt、碳酸氫鈉 20tt、含氨量 0.4~0.8tt 的穩(wěn)定指標(biāo)，確保小蘇打產(chǎn)品無氨味，還通過熱量梯級利用與資源回收，降低了設(shè)備投資與能源消耗，解決了熱堿液過剩問題。未來通過碳化塔操作優(yōu)化與熱量利用改進(jìn)，有望進(jìn)一步降低成本，該工藝為小蘇打行業(yè)的技術(shù)升級與綠色發(fā)展提供了重要參考，具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

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