摘要：我国纯碱消费市场增速放缓，环保政策短期内有助于限制部分产能的发挥。降低生产成本，减少末端污染，可促进企业更好地发展。以某联碱生产企业为例，通过建立纯碱生产装置的物料平衡来分析企业降耗减污的潜力。
关键词：纯碱;物料平衡;降耗减污
引言
中国是全球最大的纯碱生产国，目前我国纯碱消费市场增速放缓，产品价格在低位徘徊;另一方面环保政策短期内有助于限制部分产能的发挥，重视环保投入的企业将从中受益[1]。由此可见，降低生产成本，减少末端污染，有助于企业短期内获取更大的利润空间，也能促进企业更好地发展。
物料平衡法是指按照质量守衡的原理，定量分析生产过程中物料变化情况的一种方法，即投入物料量总和等于产出产品、副产品、排放的污染物等所有输出物质的总和[2]。企业可通过建立某生产过程的物料平衡，来分析原料的最终去向、找出物料浪费的环节，从而减少污染物的产生。
以某纯碱生产企业为例，通过建立纯碱生产装置的物料平衡来分析企业降耗减污的潜力。
1纯碱生产工艺简况
该企业采用联碱法制碱工艺，主要原料为合成氨、盐、二氧化碳和水，分为制碱和制铵两个过程，总流程为原盐经精制后通过盐皮带送到制铵过程生产氯化铵，AII液送入制碱过程生产纯碱和小苏打，同时产生MI液送到制铵过程，两个过程为一个循环系统，工艺流程示意图见图1。
2纯碱生产物料平衡的建立及分析
2.1建立物料平衡
选择联碱装置连续正常生产三天的实际生产数据，建立物料平衡。
2.2联碱装置物料平衡的评估与分析
通过联碱装置物料平衡图可以发现，输入物料最终包括3个输出去向，具体为产品、落地料、“三废”(废气、废水、固废)，就以上3个去向进行具体分析，挖掘降耗减污潜力。
(1)产品指标分析
①产品占原料比例
联碱装置原料输入总量为4851753kg/d，输出产品3167188kg/d，产品量占输入原料量的65.3%，其余未转化为产品的物料去向包括可回收的落地料和“三废”。
②盐转化率
盐转化率=100%×转化至氯化铵、轻灰、小苏打中的盐量/盐投入量=85.3%，有14.7%的盐损失掉。
③氨转化率
氨转化率=100%×转化至氯化铵中的氨量/氨投入量=73.9%，氨转化率较低，有26.1%的氨损失掉。
④二氧化碳转化率
二氧化碳转化率=100%×转化至轻灰、小苏打中的二氧化碳量/二氧化碳投入量=52.29%，转化率低，有47.71%的二氧化碳损失掉。
(2)落地料产生情况分析
①落地料产生量占输入原料量的5.2%，该部分物料部分作为土次品外售，其余部分逐批返回到相应的生产工序中。落地料的产生主要是生产过程控制不严，一方面降低了产品品质，造成原料或产品的浪费，另一方面也是对能源消耗的浪费。
②落地料产生环节分析原盐精制落地料产生量占到落地料总量的52.1%，其次为轻灰制备煅烧工序产生的落地料占总量的26.2%，轻灰生产物料转接等过程产生的落地料占总量的14.4%，所以需要重视以上几个环节落地料的控制。
(3)“三废”情况分析
通过物料平衡图可知，29.5%的原料进入“三废”，既造成物料的损失，又对环境产生了不利影响，其中废水量、废气量、固废量分别占物料总投入量的16.7%、8.8%、4%。
①废水
废水种类多，各股废水水质差异大，其中压缩工序凝水、二氧化碳分水和小苏打二氧化碳分水器分水水质好，该部分废水可回用。
②废气
废气主要包括含氨废气和含尘废气，其中碳化含氨尾气、碳化过滤及淡液蒸馏尾气主要污染物为氨，其余废气中的污染物均为颗粒物。
③固废
固废主要包括盐泥、AII泥、小苏打澄清过滤废泥，盐泥量最大，其次为AII泥。
3联碱装置降耗减污途径
根据物料平衡分析，可以清楚地发现物料流向，同时可以发现联碱装置运行中存在的明显问题，针对问题，从减少落地料产生、减少“三废”排放两大方向找出降耗减污的途径。
3.1减少落地料的产生
(1)煅烧炉出料箱密封性能较差，生产过程中造成碱粉较大，碱尘跑冒较多，大部分成为落地料，结合该情况，公司对煅烧炉出料箱进行改造，改善密封结构。
(2)轻灰工序振动筛软连接是布做的，经常破损，产生落地料土次品，所以更换将振动筛软连接材料更换为铁。
(3)成品运输系统设备故障率很高，经常发生链条断裂、翅片脱落的设备故障，造成生产不稳定。经过研究，将单排模锻链改为双排套筒滚子链，增加链条强度，减少部件内部缺陷，减小设备运输阻力，避免链条断裂、变形，减少纯碱、氯化铵落地料的产生。
(4)干铵工序皮带尾滚经常粘料，运转时不容易清理，皮带经常跑偏，造成物料落地，企业将各皮带尾滚更换为衬胶尾滚，在运转粘料后易于清理，减少了由于皮带跑偏造成的物料落地现象。
(5)由于地面存在灰尘和锈蚀，当精铵输送机的物料落地后，使合格的精铵变成了次品，降低了产品品质，结合该情况，企业用尼龙板做收集槽收集输送过程中落下的精铵。(6)母液桶出现故障时不易被发现，所以经常造成桶内大量积碱的产生。针对该情况，企业在母液桶上加装故障检测报警系统，可以及时发现故障并及时处理，减少废碱的产生。
3.2减少“三废”的产生
(1)精铵工序分离机及湿铵皮带的氨味重，分离机下料氯化铵中夹带的游离氨散发到空气中。企业将分离机排气管装引风机，将含氨空气排入到含水的桶中，将氨吸收，氨水达到一定浓度后回用做原料。
(2)碳化工序带机刮刀不稳定，刮碱不干净，需要大量水来进行冲洗滤布，一方面造成物料浪费，另一方面造成废水量的增加。结合刮刀使用情况，企业定期更换刮刀，减少物料浪费，减少废水产生。
(3)洗后液产生量大，洗水桶及洗后液的收集桶不足，待桶满后便直接排放以上洗水及洗后液，造成物料的浪费。针对该问题，企业增加容器收集，减少物料损失，将多余的洗后液用于冷盐水化盐，避免洗后液的浪费和直接外排。
(4)老卤桶底流液没有合理去处，作为废水直接外排，造成原料的浪费和废水量的增加。结合该问题，企业将底流液收集至滤液桶，回收其中的盐分。
(5)采购原盐存在杂质含量超标的情况，造成盐泥量的增加，同时浪费原盐处理过程的用水。所以公司进一步加强原盐采购环节的管理，加强原料质量控制，一方面可降低洗盐水耗，另一方面可减少盐泥的产生量。
(6)由于操作问题，导致原盐粒度较小，容易被卤水带走，导致盐泥中含盐量过大，造成原盐浪费。建议适当减小洗涤卤水的放量，以减少原盐浪费。
(7)固废盐泥、AII泥需要用压滤机进行压滤，目前压滤后的固废含水量高，造成了后期固废处置的难度。企业针对该情况，对压滤机进行更换，提高滤饼的固含量，同时回收滤液，直接提高了原料氨、盐的利用率。
结语
通过对某联碱企业生产过程建立物料平衡，可以清晰地发现生产过程中存在的物料浪费和污染物产生量大的环节，针对重要环节，找到了降耗减污的潜力，并提出具体措施进行实施，为企业减少生产成本，减少污染排放，利于企业的持续发展。——论文作者：粟驰
相关期刊推荐：《资源节约与环保》杂志是天津市经济委员会主管，天津市节能协会主办的国内外发行的月刊杂志，杂志创刊于1984年。刊发有关经济建设、资源节约、环境保护、清洁生产、综合利用以及节能、节水新产品、新技术建设小康社会的信息，起到了本刊应有的作用，受到政府有关部门、广大读者和企业的欢迎和好评。辟有：“循环经济”、“十一五规划”、“政策与业务”、“清洁生产”、“环保产业”、“新产品新技术”、“思维循环链”和“企业家素描”等栏目。
