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制碱工艺part2

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制碱工艺part2_第1页
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制碱工艺,,氨碱法工艺流程示意图,盐水制备,,盐水精制,,吸氨,,碳化,,过滤,,煅烧,蒸氨,,压缩,,,,,,,,,,,,,石灰窑,消化,,,,,,,,,,,,水,盐,N3H,水蒸气,废液,石灰乳,Na2CO3,CO2,CO2,CO2,碳化尾气,无烟煤或焦炭,石灰石,,氨碱法(苏尔维法)的缺点: 原料利用率低(主要是指NaCl的利用率低); 废渣排放量大,严重污染环境; 厂址选择有很大的局限性; 设备庞大,能耗高,流程较长2.2 联合法生产纯碱,1938年我国著名化学家侯德榜对联碱技术展开了研究,1942年提出了比较完整的工业方法 1961年在大连建成我国第一座联碱车间侯德榜,1890年出生于福建省候官县 中国化学家,“侯氏制碱法”的创始人侯德榜一生在化工技术上有三大贡献: 第一,揭开了苏尔维法即氨碱法的秘密; 第二,创立了中国人自己的制碱工艺—侯氏制碱法; 第三,他为发展小化肥工业所做的贡献澄清,洗盐,粉碎,分离,盐析结晶,冷析结晶,分离,干燥,冷却,吸氨,吸氨,碳化,过滤,煅烧,预热,,原盐,,,,,,,,,,,纯碱,,,,,加热,,,,,,,,,,,,,,粗饱和盐水,,废泥,,,,,,,,氯化铵,空气,,CO2,洗涤液,氨母液Ⅱ,母液Ⅰ,氨母液Ⅰ,半母液Ⅱ,氯化铵悬浮液,母液Ⅱ,滤液,,,NH3,NH3,CO2,2.2.1 联合法生产纯碱流程,冷析结晶,分离,干燥,冷却,吸氨,吸氨,碳化,过滤,煅烧,预热,,,,,,,,,,,,纯碱,,,,,加热,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,氯化铵,空气,,CO2,氨母液Ⅱ,母液Ⅰ,氨母液Ⅰ,半母液Ⅱ,氯化铵悬浮液,母液Ⅱ,滤液,,,NH3,NH3,CO2,原盐经洗盐机洗涤后(除去钙镁杂质),经粉碎机粉碎,滤盐机分离,制成符合纯度和粒度的洗盐,然后送往盐析结晶器。

洗涤液循环使用,液相中杂质含量升高时则回收处理盐析结晶,分离,粉碎,澄清,洗涤液,粗饱和盐水,废泥,原盐,,,,,,,洗盐,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,盐析结晶器中的饱和盐水,经冷却、吸氨制成氨盐水(氨母液Ⅱ),在碳化塔内与CO2进行反应,过滤分离所得重碱,煅烧制纯碱 炉气中CO2压缩后送回碳化塔澄清,洗盐,粉碎,分离,盐析结晶,冷析结晶,分离,干燥,冷却,吸氨,吸氨,碳化,过滤,煅烧,预热,,原盐,,,,,纯碱,,,,,加热,,,,,,,,,,,,,,粗饱和盐水,,废泥,,,,,氯化铵,空气,,CO2,洗涤液,氨母液Ⅱ,母液Ⅰ,氨母液Ⅰ,半母液Ⅱ,氯化铵悬浮液,母液Ⅱ,滤液,,NH3,NH3,,CO2,,,,,,,,,,重碱过滤母液I被NaHCO3饱和,NH4HCO3和NH4Cl接近饱和为使NH4Cl单独析出,母液I首先吸氨制氨母液I,使溶解度小的HCO3-转变为溶解度大的CO32-,加热、送入冷析结晶器,部分NH4Cl冷析结晶冷析后半母液II由冷析结晶器溢流入盐析结晶器,由于同离子效应,析出部分NH4Cl,并补充Na+。

澄清,洗盐,粉碎,分离,冷析结晶,分离,干燥,吸氨,吸氨,碳化,过滤,煅烧,预热,,原盐,,,,,,,纯碱,,,,,加热,,,,,,,,,,,,,,粗饱和盐水,,废泥,,,,,,,氯化铵,空气,,洗涤液,氨母液Ⅱ,母液Ⅰ,氨母液Ⅰ,半母液Ⅱ,氯化铵悬浮液,滤液,,,NH3,,,,,,,,CO2,,,,,,,,,盐析结晶,冷却,母液Ⅱ,NH3,,,,,,,,,,,,,,,,,,,CO2,由冷析结晶器和盐析结晶器下部取出的NH4Cl悬浮液经分离、干燥制得成品NH4Cl滤液送回盐析结晶器盐析结晶器的清液(母液Ⅱ)冷却、吸氨后制得氨母液Ⅱ,再送碳化塔碳化澄清,洗盐,粉碎,分离,冷析结晶,分离,干燥,吸氨,吸氨,碳化,过滤,煅烧,预热,,原盐,,,,纯碱,,,,,加热,,,,,,,,,,,,,,粗饱和盐水,,废泥,,,,,氯化铵,空气,,洗涤液,氨母液Ⅱ,母液Ⅰ,氨母液Ⅰ,半母液Ⅱ,氯化铵悬浮液,滤液,,,NH3,,,,,CO2,,,盐析结晶,冷却,母液Ⅱ,NH3,,,,,,,,,,,,联合制碱生产流程,澄清,洗盐,粉碎,分离,盐析结晶,冷析结晶,分离,干燥,冷却,吸氨,吸氨,碳化,过滤,煅烧,预热,,原盐,,,,,,,,,,,纯碱,,,,,加热,,,,,,,,,,,,,,粗饱和盐水,,废泥,,,,,,,,氯化铵,空气,,CO2,洗涤液,氨母液Ⅱ,母液Ⅰ,氨母液Ⅰ,半母液Ⅱ,氯化铵悬浮液,母液Ⅱ,滤液,,,NH3,NH3,CO2,2.2.2 联合制碱工艺条件,压力 碳化制碱的压力可以从常压到加压; 制氯化铵和其它工序均可在常压下进行。

温度 碳化反应的影响; 氨母液Ⅱ中NH4Cl和NH4HCO3的影响; 产品NaHCO3的影响; 一般控制碳化塔出塔温度为32至38℃母液浓度(三比值αβγ) α=c(f-NH3)/c(CO2) c(f-NH3): 氨母液Ⅰ中游离氨浓度; c(CO2): 氨母液Ⅰ中HCO3-折算的CO2浓度; 结晶在10℃左右,α控制在2.1至2.4之间β=c(f-NH3)/c(NaCl) c(f-NH3): 氨母液Ⅱ中游离氨浓度; c(NaCl): 氨母液Ⅱ中NaCl浓度; β不易过高,因为游离氨过高,碳化过程会有大量NH4HCO3随NaHCO3结晶析出,部分游离氨被尾气和重碱带走 β在1.04至1.12之间γ=c(Na+)/c(c-NH3) c(Na+):母液Ⅱ中Na+浓度; c(c-NH3):母液Ⅱ中结合氨浓度; 生产中为了提高NH4Cl产率,避免过量NaCl与产品共结晶,一般盐析结晶器在10至15℃时,γ值控制在1.5至1.8左右2.2.3 联合制碱的优缺点,优点 原料利用率高(NaCl利用率可达90%以上); 成本大幅下降(不需要石灰石、焦炭等); 缩短流程,节省投资(不需要石灰窑蒸氨机); 环保(不产生大量废渣废液); 建厂厂址没有氨碱法苛刻。

缺点 设备腐蚀带来一系列严重的问题,例如影响产品质量,缩短设备寿命,消耗材料,增加设备维修费用,影响生产周期和经济效益。

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