100万吨/年纯碱设备布置要点

摘要本文主要介绍青海昆仑纯碱项目的工艺技术方案、工艺流程特点及设备布置要点

关键词设备布置要点

中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：

1 概述

项目总投资25亿元，主要采用氨碱法制碱工艺，该项目吸收了以前项目经验及国内外同行业先进的技术，在发展循环经济，降低资源消耗、减少环境污染、增强科技含量高、提高经济效益等方便作了很多的设计优化与尝试，作为该项目的主要设计人员，我对此项目做一些介绍。

2本项目主要工段设备布置要点

本项目能耗的降低主要在工艺流程的选择、能源的综合利用、选用高效设备及合理的设备布置，其主要特点如下：

2.1 全厂总布置特点

根据工业企业总平面布置相关规范及氨碱厂工艺特点，首先从功能上主要分为行政管理区、生产装置区、热电站区、原料储运区、成品包装储运区、公用工程及辅助设施区。工厂设三处出入口，北侧有两个出入口，为办公出入口与仓库出入口，东侧出入口为货流出入口。

厂区东北侧为行政管理区，北侧为仓库区，南侧为原料储运区，东侧为热电站区，西侧为成品包装储运区，通过铁路运输，各公用工程及辅助设施区靠近使用生产区。各生产装置集中布置在中间，通过栈桥、管廊合理布置，做到皮带、刮板栈桥短，灰乳管线、窑气、炉气管线短，蒸汽管线合理分配。

以上布置的优点主要是：（1）人流与货流、铁路运输与公路运输流向清晰、不互相干扰；厂内物流输送顺畅、线路短捷。（2）生产装置布置紧凑，辅助生产装置紧紧围绕生产装置布置，工艺流程顺，管线短，相对可节省建设投资。（3）对环境污染大，车流量大的石焦储运及堆场、燃料煤上煤系统及堆场布置在厂区的侧下风向，减少对装置区的环境污染。（4）行政管理独立设置在厂区一角，远离生产装置区并用绿化带分隔，既营造了一个相对安静、清洁的环境，又美化了厂区空间。

2.2设备布置要点

设备布置的原则，见《全国压力管道设计审批人员培训教材》第 5.1.1~5.1.12 ；具体到本项目，除考虑各类规范外，还需要结合物料特性，考虑其液位控制要求与输送方式等。详细布置要求，见如下说明：

2.2.2 石灰工段

根据工艺单元操作及布置情况，将该工段分成石灰石煅烧与化灰两个主系统；二则通过皮带、斗提机相连，厂房以脱缝分开，全部采用封闭型式。

石灰石煅烧部分又分为石灰石、焦碳上料系统与石灰窑煅烧系统、窑气处理系统。窑气处理的洗涤塔、电除尘等均布置在室外；总体布置首先考虑石灰石、焦碳皮带、石灰窑、上料小车、石灰石、焦碳仓、出灰皮带、斗提机所占跨距、柱距等，然后考虑石灰石、焦碳上料的皮带输送，仓至上料小车中间的往复给料机、计量槽等溜管高差，高差即需考虑溜管流动的倾角、也要考虑落料的噪音与防砸。本项目将上料系统、出灰系统等粉尘大的设备布置在一起，便于集中除尘（将除尘器集中布置在出灰皮带上部的楼面上）。将窑气鼓风机与窑气处理部分布置在一起，将窑气旋风分离器布置在主厂房北侧EL+14.500m处（EL+12.000m楼板），上部缩短了窑气管道（此管道做成大坡度），下部方便旋风分离器下部灰尘移出。将窑气洗涤塔与电除尘器集中布置在车间北侧室外，与旋风分离器靠近，即缩短了窑气管线长度，又满足窑气洗涤开、备的需要，也方便水封池中水的排放。

化灰系统又分为石灰皮带输送、石灰消化、灰乳输送、废石、废砂处理系统组成。厂房大部分高度为19.5m,石灰仓处厂房高度为45m。将石灰斗提布置在两个化灰机中间，省去上部石灰分配的皮带。将化灰机、灰乳转筛、返石与返砂皮带、废石、废砂仓按流程的顺序上下布置，同时兼顾灰乳由化灰机至灰乳转筛，再去灰乳桶的自流高差。将废石、废砂仓靠石灰石、焦碳堆场布置，便于运送废石、废砂去堆场集中放置。

2.2.3 蒸吸氨工段

从布置角度将本工段分为蒸馏与吸氨部分、母液换热部分、室外罐区与酸储运部分；蒸馏与吸氨部分由蒸氨塔、吸收塔、淡液蒸馏塔、真空吸收塔、预灰桶、二次闪蒸罐、废液泵、高低真空净氨器、高低真空泵等组成，按照同类设备集中布置及流程顺序的顺序，将这部分设备布置在封闭厂房内，厂房主体高度为49m，废液泵放于二次闪蒸罐下部。母液换热部分也布置在封闭厂房内，与蒸馏、吸收厂房成T型布置。母液罐与氨母液罐露天布置在两个厂房中间，尽量缩短管道。酸储运系统靠边布置，防止腐蚀其它区域。

本工段设备布置时不但要考虑同类设备集中布置与工艺流程顺序，也需要考蒸氨塔塔盘结疤清理、内冷式吸氨塔内部管束更换，蒸馏混合液的液位差、氨盐水的液位差、苛化液的液位差、废液闪蒸的液位差、放砂管线的清理、灰乳管线的检修与清理、板换的防堵与清理等因素。

2.2.4 碳化工段

根据工艺单元操作及布置情况，将该工段分成碳化部分与滤过部分，碳化部分由碳化塔与尾气净氨塔、出碱槽等组成，设备之间成组布置。

均布置在封闭厂房内，厂房高度为39m。设备布置要考虑碳化塔安装、检修，内部管束的更换及地面放水的问题，也要考虑进气、出碱等液位差要求及管口方位的要求。

滤过部分主要有碱液缓冲槽、滤碱机、重碱离心机、母液罐、碱液罐、中和水槽、真空分离罐及配套泵等组成。按照出碱液的位差要求做竖向布置。设备布置需要考虑碱液的位差，母液的位差、真空系统的分配、重碱皮带的位置以及滤碱机的检修、重碱离心机的安装、检修等因素。

2.2.5 轻灰工段

从布置专业角度，将该工段分为重碱煅烧、炉气处理、炉尾蒸汽系统三部分；煅烧炉主体布置在排架厂房内，煅烧炉上部设行车，考虑煅烧炉托轮检修空间；炉头部分布置在厂房框架内，炉子下部楼板高度需考虑运碱刮板及下碱溜管高度；炉头上部楼板需考虑重碱进料溜管高度；重碱皮带布置在炉头上层的楼板上，皮带两侧考虑堆碱空间；炉气溜管需伴热，并在满足出气旋风分离器下部出料所需高度的前提下，尽量降低高度，并考虑除结疤的手孔；炉气洗涤部分，考虑液封高度，并考虑炉气斜管顶部除疤位置，喷淋位置等。炉气洗涤部分的炉气冷凝塔与炉气洗涤塔集中布置在室外框架上，布置时考虑炉气冷凝后管道的坡向。炉尾蒸汽系统设备布置时除考虑管道应力的要求外，还需考虑炉尾的检修与炉子振动对管道的影响等因素。本工段按流程顺序，通过重碱栈桥与碳化工段相连，通过轻灰栈桥与优质重灰相连。

2.2.6 重灰工段\优质重灰工段

这两个工段是单独的两个区域，但布置考虑因素相似，故放在一起说明；本工段通过轻灰栈桥与轻灰工段（优质重灰工段）相连，通过成品皮带栈桥与包装楼相连。该工段以固体物料（轻灰、重灰、碱尘、颗粒碱、一水碱）为主的装置，布置时即要考虑工艺反应的要求，还需考虑物料堆积角的要求。从布置上分为水合、结晶、煅烧部分与凉碱两大系统。煅烧炉与轻灰工段布置类似，主体布置在排架厂房内，炉头布置在框架上，炉头下部空间考虑运碱刮板及出碱溜管高度，上部根据物料反应顺序，由上向下依此布置轻灰分配刮板输送机、轻灰料仓、水合机（结晶器、稠厚器、离心机）等 ，炉气处理系统布置考虑因素是在满足室外炉气冷凝塔高度的前提下，尽量降低炉气溜管高度，炉尾蒸汽系统布置考虑因素与轻灰工段类似。凉碱系统由重灰凉碱、轻灰凉碱组成（重灰工段还有化碱单元），根据工艺选择凉碱方式的不同，布置有很大差异，具体到本项目，采用的是粉体流凉碱机（重灰）与回转炉（轻灰），根据工艺流程顺序，从上向下依此为重灰分配刮板输送机、碱筛、凉碱机、成品刮板、成品皮带。布置时需考虑如下因素：（1）物料依此流下所需溜管高度,(2)刮板机头碱所需位置，（3）轻灰凉碱是最后一趟工序，考虑从轻灰分配刮板流向此处高度要求，（4）颗粒碱粉碎后流向高度要求。（5）重灰工段还需要考虑化碱系统所需空间。