纯碱工艺设备

《纯碱工艺设备》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、纯碱纯碱，学名碳酸钠，俗名苏打、石碱、洗涤碱，化学式Na₂CO₃，属于盐类，含十个结晶水的碳酸钠为无色晶体，结晶水不稳定，易风化，变成白色粉末Na2CO3，为强电解质，具有盐的通性和热稳定性，易溶于水，其水溶液呈碱性。是一种重要的化工原料，很多工业都要用到纯碱。关于纯碱的一些常识：碳酸钠的用途：发酵粉、洗碗、制肥皂、制药、制松花蛋、纺织、玻璃、造纸、漂染，还可以用于其他含钠化合物的制备。碱生产方法自路布兰法至今二百多年来，已经有很多变革和进步。因原料的不同而产生不同的新方法，例如原盐、天然碱、钾石盐、芒硝等作原料，生产方法自然各不相同。原料相同，因路线不同而变迁的有氨碱法、联

2、合制碱法（候氏制碱法）。新旭法等，都是以食盐为原料，而工艺路线不同。在天然碱加工方面也有不同的原料和工艺路线，如倍半碳酸钠法和一水碳酸钠法、天然碱卤水的碳酸化法生产纯碱等。本课程重点讲联合制碱法，又名候氏制碱法（联合制碱这一专用名称，国际上尽管各不相同，其实质上是一样的）。所谓联合，就是将氨减法与合成氨工艺进行联合的改进工艺，在合成氨生产中有CO生成，我们是将其转化为CO2,在进行排放等处理，但是排空的CO2使原料利用不尽合理，而且对空气也有一定的污染，在联合制碱法中我们综合利用了合成氨的原料CO2和NH3，用来生产纯碱，既充分利用了合成氨的原料，也减少环境污染。一、联合制碱

3、法的原理总反应方程式：NaCl+CO2 +NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl（可作氮肥）2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用）(在反应中NaHCO3沉淀，所以这里有沉淀符号，这也正是这个方法的便捷之处）即：①NaCl(饱和溶液)+NH3（先加）+H2O（溶液中）+CO2（后加）=NH4Cl+NaHCO3↓（NaHCO3能溶于水，但是侯氏制碱法向饱和氯化钠溶液中通入氨气，由于氯化钠溶液饱和，生成的碳酸氢钠溶解度小于氯化钠，所以碳酸氢钠以沉淀析出）先添加NH3而不是CO2：CO2在NaCl中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水显碱性，能够吸收

4、大量CO2气体，产生高浓度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶体。）②2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑优点保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96%；NH4Cl可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO转化成CO2 ，革除了CaCO3 制CO2 这一工序，减少可能造成的环境污染。注：纯碱就是碳酸钠（Na2CO3）在制碱过程中向滤出NaHCO3晶体后的NH4Cl溶液中加熟石灰以回收氨，使之循环使用：2NH4Cl+Ca（OH）2（加热）=CaCl2+2NH3↑+2H2O不足之处侯氏联合制碱法也存在不足。较氨碱法而言，它的用氨量较大，

5、在有些情况下不适用。二、氨碱法（索尔维制碱法）氨碱法的原理：其优点原料易于取得且价廉，生产过程中的氨可循环利用，损失较少；能够大规模连续生产，易于机械化，自动化；可得到较高质量的纯碱产品。缺点原料利用率低，造成大量废液废渣排出，严重污染环境；碳化后母液中含有大量的氯化铵，需加入石灰乳使之分解，然后蒸馏以回收氨，这样就必须设置蒸氨塔并消耗大量的蒸汽和石灰，从而造成流程长，设备庞大和能量上的浪费。联合制碱法与氨碱法都有下列优点：原料利用率高；不需石灰石及焦碳，降低了很多成本；纯碱部分不需要蒸氨塔、石灰窖、化灰机等笨重设备，缩短了流程，建长投资花费减少；无大量废液、废渣排出，可在内

6、地建厂。不同点（列表）侯氏制碱法对氨碱法加以改进：将析出NaHCO3的母液选在5~10℃时加入食盐粉末是不易结晶的NH4Cl结晶析出，这不仅使原料NaCl充分利用，又获得大量化肥，也使氨碱法中CaCl2的处理问题得到解决。侯德榜为制碱做出的卓越贡献是值得我们骄傲和敬佩的！联合制碱法生产原理本联碱生产采用的是“一次加盐、两次吸氨、一次碳化”生产循环过程，第一过程为纯碱生产过程，第二过程为氯化铵生产过程。如图1—1所示，由母液Ⅱ开始，在第一过程加入原料氨（NH3）和二氧化碳（CO2），得到碳酸氢钠（NaHCO3）和母液Ⅰ，在第二过程加入原料盐（NaCL），得到氯化铵（NH4CL）

7、和母液Ⅱ，如此完成一个循环。联合制碱法工艺流程联合制碱法工艺流程(设备)首先是原盐的精制在联合制碱生产中，原料盐是以固体形态加入系统的，可以想象到伴随着固体盐中的不溶性和可溶性杂质进入系统，它必然会影响到最终产品的质量。原盐精制的任务是把原料盐中的钙、镁、硫酸根等杂质除去。常用的处理工艺是洗涤-粉碎法，原盐经振动筛分出原盐夹带的草屑和石块等杂物，通过给料器进入螺旋推进式的洗盐机，用饱和食盐水逆流洗涤。原盐夹带的细草和粉泥浮在洗涤液面上飘走，原盐所含可溶性杂质（氯化镁、硫酸镁和硫酸钙等）溶解。洗盐由螺旋输