我国纯碱工业近年技术进展
王月娥
近年来，我国纯碱工业在生产技术和装备水平方面，取得了长足的进步，部分工序已跻身世界先进行列。现将
我国纯碱行业近几年的技术进展简述如下。
碳 化工序
碳化塔内兼有化学反应、传热、传质、结晶等多种过程，又是具有气、液、固3相的复杂体系。传统的索尔维
碳化塔已有100多年的历史，随着科学技术的现代化及新材料、新技术的出现，我国的制碱工作者也向传统的碳化
塔提出了挑战。
1.大型异径笠帽碳化塔 塔体上段及冷却段直径为φ3m，中部结晶生成段为φ3.4m，以利于结晶生长。该塔具
有以下优点：生产能力大，单塔能力氨碱法为230t/d，联碱法为175t/d；制碱周期长，氨碱法72h，联碱法48h；
冷却效率高；转化率高，氨碱法转化率75%；结晶质量好，沉降时间为130～200s。目前许多大中型氨碱厂及联碱
厂已采用这种碳化塔。
2.筛板碳化塔 筛板塔生产能力大，单塔最大能力可达310t/d；塔中温度高、结晶质量好，中部温度比索尔
维塔高3～5℃；容易清洗；操作弹性好。氨碱法是连续生产，设备多,流程长，生产中易出现波动。筛板塔抗波动
性强，现已在山东海化、青岛碱厂使用，自贡鸿化集团的联碱厂已成功开发设计了联碱行业的第一台筛板塔，并在
2003年7月投入运行。
3.外冷碳化塔 上世纪70年代，国外曾开发过外冷碳化塔，但未见工业化报道。1979年原化工部第八设计院
（现中国成达化工工程公司）与自贡鸿鹤化工总厂决定联合开发在联碱生产中使用的外冷式碳化塔，并经原化工部
批准立项，历经10年，解决了多项技术课题，取得了中国发明专利证书。
外冷塔的工业试验塔为：上部直径2.5m，下部直径2.8m，塔高26.12m，配2台直径1.3m、F=426m2外冷器，
将冷却面移至塔外，外冷器可通过阀门切换轮流清洗，塔体则长期连续作业。其主要技术指标：塔作业周期≥45
天,取出液CNH3 82.6tt，尾气CO2 8.25%,重碱平均粒径 110μm，生产能力105.4t/d·台。该塔具有设备结构简
单、投资省、可连续长周期运转、生产能力大、结晶质量好、吸收率高等优点，适用于联碱厂。变换气制碱节能效
果显著，但长期受碳化塔结构的制约而影响其发展，1997年中国成达化学工程公司与石家庄联碱厂共同开发变换
气制碱外冷塔。在1999年3月试车成功，于2000年获得专利证书。外冷碳化塔现已在10多家联碱厂广泛应用。
在上述工作基础上，2002年成达工程公司与唐山三友化工公司共同开发氨碱外冷碳化塔。开发的目的是：进
一步实现碳化设备大型化，缩短碳化塔制造周期，减轻设备重量，实现用不锈钢制作碳化塔，造价低，降低产品铁
含量，提高CO2利用率等。
4.不冷碳化塔 环流式碳化塔又称不冷碳化塔，是大连化工研究设计院的专利技术。通过在赤峰化工总厂的生
产试验中得出如下结论：生产的重碱结晶粒度大，塔的生产能力大，设备结构简单、造价低，作业周期长，操作简
单。该塔适合于联碱工艺。
滤 过工序
滤过工序的操作质量、工艺指标的优劣，影响着纯碱工艺的多项消耗指标水平，也影响着制造成本的高低和产
品质量的好坏。
1.滤碱洗水添加助滤剂 由大连化工研究设计院研制开发的系列ZL助滤剂，专用于纯碱制造过程的重碱滤过，
已在10多家纯碱厂应用，现已由单一品种发展为适合不同纯碱生产厂操作工况的系列产品。经不断改进，该产品
及其应用技术已实现更新换代，可降低水分3%，提高烧成率2%，节省洗水量100kg/t·碱以上。
2.用离心机二次过滤重碱 为降低重碱水分和盐分，提高产品质量，节约能源，提高煅烧炉能力，青岛碱厂、
山东海化分别引进P-100/3型推料式离心机，将真空过滤机过滤洗涤后的湿重碱直接用离心机进行二次分离。在不
加洗水条件下，产量为25～28t/h（干重碱）时分离后水分降到13.5%左右，盐分比分离前降低0.03%～0.04%（山
东海化现已停用）。
唐山碱厂引进SHS 1002/1090ZK型双级柱锥式离心机，对真空过滤后重碱进行二次分离。在不加洗水的条件下，
分离后重碱水分降到12.3%，盐分比分离前降低0.11%。
2004年连云港碱厂引进德国KRAUSS-MAFFEI的SZ 1000/2型推料式离心机用于重碱二次过滤，纯碱含盐分从
原来的低于0.5%达到低于0.3%，出料滤饼含水量低于13%。
3.喷嘴在滤碱机洗水系统上的应用 青岛碱厂根据本厂洗水消耗当量及滤过设备的特点，经过多次、多品种的
喷嘴试验和改进，确定喷嘴的流体结构，使洗水得到了很好的雾化；改变了纯碱行业滤碱机的传统洗水淋洒方法，
解决了由于洗水分布不均匀，引起局部盐分变化大，对产品质量稳定性造成影响及洗水利用率低的问题。经查定，
滤碱机上重碱盐分的合格率由改造前的68%提高到81.5%，每年可节约自来水54696t，降低了母液的处理量，减少
了生产成本，创造了良好的经济效益。
4.真空转鼓滤碱机 多年来，我国一直采用真空转鼓滤碱机过滤重碱，由成都天宝公司生产的第三代真空转鼓
滤碱机，坚持采用超低碳不锈钢材质，对喷淋装置、压辊结构、搅拌装置、分配头、错气盘等部位进行了改进。该
产品已在全国40多家企业使用，并远销国外。
5.带式滤碱机 于2004年建成投产的河南新乡中新化工有限责任公司，选用了核工业烟台同兴实业有限公司
的DLJ带式滤碱机过滤重碱，打破了我国纯碱行业真空转鼓滤碱机过滤重碱一统天下的局面。
煅 烧工序
在纯碱生产中，重碱的煅烧技术一直是制碱行业的主要研究课题，因为煅烧炉的运行工况直接影响产品的质量，
其能耗的高低又影响着经济效益。国内外碱厂的重碱煅烧工序均采用蒸汽煅烧技术，蒸汽煅烧技术又分为外返碱煅
烧炉和自身返碱炉。
1.φ3m×30m外返碱煅烧炉 技术领先的φ3m×30m外返碱煅烧炉是大化集团在吸收国内外同类产品的先进经
验基础上研制出来的，适用于大中型碱厂。该炉设计新颖，结构合理，其进气轴、炉内加热管、大齿轮与炉体的连
接以及大滚圈的设计均有创新，特别是其密封装置结构巧妙，效果良好，国内大中型碱厂多数采用外返碱蒸汽煅烧
炉如连云港碱厂、湖北双环、青海得令哈等，同时远销国外。
2.自身返碱煅烧炉 小型联碱厂大多采用自身返碱蒸汽煅烧炉。近年来自身返碱蒸汽煅烧炉在技术上有了较大
的改进：使用返碱连续进炉结构；炉头设预混段；改进了炉体密封结构、进汽装置、排水装置等，使技术经济指标
有了显著的提高。经长期运行表明：自身返碱蒸汽煅烧炉将煅烧、运碱、预混三者合为一体，具有流程短、设备少、
动力省的优点，可以节省投资，简化操作；运行平稳，运转周期在半年以上，为取消备用设备创造了条件；技术经
济指标较好，炉气CO2浓度高于90%，纯碱烧失量平均为0.247%，蒸汽消耗1363kg/t；工作环境好。
近几年该炉除在杭州龙山等小碱厂应用外，也在新疆哈密碱厂、吉兰泰碱厂、南方碱厂等中型氨碱厂中使用，
并取得了较好效果。
重 质纯碱生产技术
1.液相水合法 由天津碱厂自行开发设计的液相水合法生产重质纯碱的生产过程中，中间产品一水碳酸钠的质
量直接影响重质纯碱的质量，其关键设备是水合结晶器，在多年生产实践基础上，将搅拌机改为带导流筒的双层螺
旋桨式。改造后设备运转可靠，生产能力提高，操作弹性大。
本技术的特点是：产品粒度均匀、粗大；产品中NaCl含量低，并可以控制；但工艺流程较长，在生产过程中需排
出一定量的含NaCl母液，同时带走部分Na2CO3，增加碱耗。因此本技术适用于能处理含碱母液，对产品质量有特
殊要求的企业。
当前进一步开发液相水合法生产优质低盐重质纯碱的重点是：完善工业化研究，进行液相水合结晶器结构的研
制及高盐母液综合利用的探索。
2.固相、改良固相水合法 以大连化工研究设计院为主，联合开发的固相及改良的固相水合法重质纯碱生产技
术，已在多家企业应用。
目前我国纯碱行业用固相水合法生产重质纯碱的企业，根据自身特点采用了各种干燥设备：青岛的流化床，山
东海化、湖北双环的沸腾床，唐山三友、湖北双环的回转炉等。
在固相水合法生产重质纯碱的过程中，可增设分离性能较好的离心机分离掉一水碱中的部分游离水，同时带走
部分溶解于游离水中的NaCl，使成品重质碱的含盐量降低，必要时还可在离心分离的过程中加少量洗水或在分离
前增设一个洗涤罐以进一步降低产品中的盐分。这就是改良固相水合法，本方法过程简单，产品盐分可降到0.3～
0.4%。
3.挤压法重质纯碱 挤压法生产重质纯碱与前面讲述的液相水合法及固相水合法均不相同，它是纯物理方法，
生产过程中无化学反应，是机械制取重质纯碱，利用轻质纯碱较高空隙率，在外力的作用下使颗粒发生位移并重新
排列，空隙减小，堆积密度增加，而颗粒也具有更大的抗碎耐磨特性，但并不改变轻质纯碱本身的化学组成。该法
过程简单，设备小型，布置紧凑，操作简单，管理方便，制得的成品颗粒均匀、强度高、耐磨损，可根据用户要求
调整粒度，具有投资少、能耗低的优点；缺点是无法改变轻灰的成分，只能用低盐轻灰制低盐重质碱，适用在重质
纯碱生产过程中不需要脱盐的场合。现在自贡鸿鹤及唐山三友都有该方法的重质纯碱生产。