純堿生產(chǎn)-氨堿法生產(chǎn)純堿工藝參數(shù)

氨堿法生產(chǎn)純堿工藝參數(shù)目前純堿的生產(chǎn)基本都是采用兩大制堿技術(shù)，即氨堿法或聯(lián)堿法。氨堿法是將煅燒石灰石得到的CO2通入氨鹽水中，碳酸化析出NaHCO3晶體，再煅燒得到純堿的過(guò)程。而聯(lián)堿法是將合成氨工藝與氨堿法工藝聯(lián)合使用，并副產(chǎn)氯化銨的過(guò)程。下面主要學(xué)習(xí)氨堿法生產(chǎn)純堿過(guò)程中氨鹽水的制備、氨鹽水的碳酸化、碳酸氫鈉的過(guò)濾與煅燒和氨的回收等工序的工藝參數(shù)。溫度降低，有利于吸氨。但氨在鹽水中的溶解度小于在清水中的溶解度，即相同氨摩爾分?jǐn)?shù)時(shí)，氨鹽水上方氨的分壓比純氨水上方氨的平衡分壓高，這不利于鹽水吸氨。鹽水吸氨時(shí)，體積膨脹，密度減小，隨氨氣帶來(lái)的水蒸氣也冷凝，稀釋飽和食鹽水，使氨鹽水的體積有顯著增大，比鹽水體積增大約14%～18%。1、氨鹽水制備工序氨氣（來(lái)自蒸氨塔）吸氨過(guò)程

NH3

65%液相吸收NH3和CO2：氨溶于水的物理吸收、氨水吸收CO2的化學(xué)吸收。CO2與NH3在溶液中作用生成(NH4)2CO3，使氨分壓低于同一濃度氨水的氨平衡分壓，有利于吸氨過(guò)程。CO212%H2O

23%①NH3/NaCl比吸氨不足，NaCl分解不完全，造成食鹽損失；吸氨太多，多余的NH4HCO3隨NaHCO3一同形成結(jié)晶而降低氨利用率。生產(chǎn)實(shí)踐中n(NH3)/n(NaCl)=1.08～1.12，氨略過(guò)量。1、氨鹽水制備工序②溫度低溫有利鹽水吸NH3，也有利于降低氨氣夾帶的水蒸氣含量，降低對(duì)鹽水的稀釋程度。溫度不宜太低，否則會(huì)生成(NH4)2CO3·2H2O，NH4HCO3等結(jié)晶堵塞管道和設(shè)備。鹽水進(jìn)吸氨塔前用冷卻水冷至25～30℃，氨氣進(jìn)吸收塔的氣溫控制在55～60℃。1、氨鹽水制備工序③吸收塔內(nèi)壓力防止和減少吸氨系統(tǒng)的泄漏，便于蒸氨塔中NH3和CO2引入吸氨塔，吸氨操作在微負(fù)壓條件下進(jìn)行。一般絕對(duì)壓強(qiáng)為75～85kPa。1、氨鹽水制備工序原料的氨和鈉利用率很大程度上取決于碳酸化選用的條件。氨鹽水中NaCl和NH3的濃度越高，碳酸化塔引入的CO2分壓越大，碳酸化塔底部的溫度越低，原料的利用率就越高。2、氨鹽水碳酸化工序當(dāng)CO2反應(yīng)完且NaHCO3全部結(jié)晶出來(lái)時(shí)，c(CO2)=0，此時(shí)R=200%。在適當(dāng)?shù)陌丙}水組成下，R值越大，NH3轉(zhuǎn)變成NH4HCO3越完全，NaCl利用率U(Na)越高。生產(chǎn)上盡量提高R值以達(dá)到提高U(Na)的目的，實(shí)際生產(chǎn)中，R可達(dá)180%-190%。游離CO2的濃度已與CO2結(jié)合生成氨鹽的濃度總氨濃度2、氨鹽水碳酸化工序影響NaHCO3結(jié)晶的參數(shù)NaHCO3在碳化塔中生成并結(jié)晶成重堿。大粒的結(jié)晶不僅有利于過(guò)濾、洗滌，而且?jiàn)A帶母液和水分少，煅燒后含鹽量低，制得的成品純堿質(zhì)量高。因此，碳酸氫鈉結(jié)晶在純堿生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有決定性的意義。要在碳酸化塔底得到高質(zhì)量的晶漿，應(yīng)嚴(yán)格控制碳化塔的冷卻條件。NaHCO3在溶液中容易形成過(guò)飽和狀態(tài)，快速冷卻時(shí)，晶核生成速率大于晶核成長(zhǎng)速率，得到的是大量的細(xì)小結(jié)晶。緩慢冷卻時(shí)，晶核成長(zhǎng)速率大于晶核生成速率，得到的是大粒結(jié)晶。2、氨鹽水碳酸化工序氨鹽水進(jìn)碳化塔頂部：30～50℃，CO2吸收較完全，減少氨的逸散損失。塔中部：因反應(yīng)熱溫度上升到60℃左右，NaHCO3開(kāi)始析出，物系產(chǎn)生適量晶核并逐步成長(zhǎng)。塔下部：通水逐漸冷卻，既使CO2充分吸收，又使晶體逐步成長(zhǎng)。但降溫速度不易太快，否則會(huì)形成結(jié)晶漿，過(guò)濾分離困難。塔下部至接連底部的一段塔高內(nèi)，降溫速度稍快：提高產(chǎn)率。塔內(nèi)的溫度分布上中下依次為低高低為宜：保證質(zhì)量，提高產(chǎn)量。塔底溫度：25～30℃。塔底料漿含體積分?jǐn)?shù)45%～50%的結(jié)晶。影響NaHCO3結(jié)晶的參數(shù)——溫度2、氨鹽水碳酸化工序當(dāng)碳化過(guò)程中溶液達(dá)到飽和甚至稍過(guò)飽和時(shí)，并無(wú)結(jié)晶析出，此時(shí)若加入少量固體雜質(zhì)，就可以使溶質(zhì)以固體雜質(zhì)為核心，長(zhǎng)大而析出晶體。在NaHCO3生產(chǎn)中，往飽和溶液內(nèi)加晶種并使之長(zhǎng)大。注意：加晶種的部位和時(shí)間，晶種應(yīng)加在飽和或過(guò)飽和溶液中。加入晶種的量要適當(dāng)。2、氨鹽水碳酸化工序影響NaHCO3結(jié)晶的參數(shù)——添加晶種從碳化塔塔底出來(lái)的料漿是含體積分?jǐn)?shù)為45%～50%的NaHCO3結(jié)晶，需要過(guò)濾出重堿，再去煅燒，母液送去蒸氨以回收氨。3、NaHCO3過(guò)濾與煅燒工序?yàn)V餅受熱

NaHCO370～75%③分解H2O

14～18%①揮發(fā)游離水分NH4HCO3

3.0～3.5%②分解NaCl0.3～0.4%Na2CO36～8%NH4HCO3分解除消耗熱量和增大氨耗外，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有影響。當(dāng)濾餅中夾雜NH4Cl時(shí)，煅燒發(fā)生反應(yīng)：NaHCO3＋NH4Cl→NaCl＋CO2↑＋H2O↑+NH3↑，NaCl殘留在成品中影響質(zhì)量。過(guò)濾操作中要適當(dāng)用水洗滌濾餅，除去氯離子。洗滌水盡量用軟水，用量過(guò)少，洗滌不徹底；用量過(guò)多，稀釋母液，增加蒸氨負(fù)荷，同時(shí)增加溶解損失。重堿溶解損失：2～4％，所得純堿中NaCl含量低于1％。3、NaHCO3過(guò)濾與煅燒工序蒸氨：需要大量熱能，采用低壓廢蒸汽直接加熱，可省去龐大的換熱設(shè)備。①溫度溫度越高，水蒸氣分壓越高，液體腐蝕性越強(qiáng)。一般塔底維持110~117℃，塔頂80~85℃，蒸出的氨氣使溫度降至55~60℃后送往吸氨工序。

4、氨的回收工序②壓力

塔下部壓力與所用蒸汽壓力相同或接近0.15~0.18MPa；塔頂壓力為負(fù)壓，有利于氨的蒸發(fā)并避免氨的泄漏損失。保持系統(tǒng)密封，以防空氣漏出而降低氣體濃度。③灰乳的用量石灰乳調(diào)劑成較高濃度以減少蒸氣耗量，但太稠固體會(huì)沉降并堵塞管道。用