纯碱工学小苏打生产

1、小苏打生产-纯碱工学.小苏打生产第一节小苏打生产原理 一、相平衡工业上通常用碳酸钠溶液碳酸化制造小苏打，也称为重碳酸化，化学反应式如下所示：NaCO(aq)+CO(g)+HO(l)=2NaHCO(s)+59.789kJ/mol 33222 这个反应并不 能完全进行，反应程度取决于NaCO、NaHCO332的相互平衡条件，碳 酸钠、碳酸氢钠-HO系统相图的研究，提供了 2上述碳酸化过程制定 工艺条件的依据。由系统相图可以看出，ABCD区域为碳酸氢钠结晶区，AB线以上为 倍半碳酸钠NaCO NaHCO 2HO结晶区，AC线左侧为水2332的结 冰区和十水碱NaCO 1OHO结晶区，左上侧为七水碱结

2、晶区，232右上侧还存在NaCO 3NaHCO结晶区。332表】异2 K間很度于Wang 与倍半碼怕共熄羸宦成i兀rZS. 91Z. 4L ?G亠 Tr13.2也sL22GKflHfOj + Tr抻13.!)11. 5” 1R. *TL G1 2226019- 9rB, 2I.21SKiHCOi+Tr«9. 724 7冷INaHcOj + Tr7781tt浓度应控制在CO进塔碱液表中数据表明，Na以下32第二节二.反应动力学碳漲钠濬液吸收二氧化孫生产碳酸氮钠的反应，取决于温度、濬 液浓度、代体分压和反应平衡常数a碳酸氢钠的结晶速度常数与温度 有关，因此控制溫度是控制结晶速度的重嬰因素

3、之一：同时尽可能提 高气体02浓度，这是制取大粒结晶的审要因盍"第三节 小苏打生产工艺流程和工艺条件 小苏打的生产工艺流程可分为两部分： 碳酸钠溶液制备； 碳酸化 及其他工序。碳酸钠溶液的制备： 生产小苏打的碳酸钠溶液通常可以用轻质纯碱溶解、 天然碱溶解、 重 碱湿分解以及炉气碱粉回收四种方法。 对于大中型纯碱厂附设小苏打 车间，采取重碱湿分解和回收炉气碱粉两种方法作为小苏打生产原料 来源，具有重大经济意义。轻质纯碱为原料： 将轻质纯碱或次品碱、 扫地碱等回收至纯碱加入化 碱槽，加入小苏打滤液和补充冷凝液，进行溶解，在搅拌下以间接蒸 汽加热。为出去铁分等杂志，通常加入硫化钠，保持温度

4、8085 C,制备成含碱度100105tt, NaC07080tt,含硫化钠0.0040.010也 的 碱液备用。碳酸化及其他工序： 首先，在碳酸化前先进入澄清桶进行澄清，出去不溶性杂质，沉淀物 定期从锥底排放； 澄清液送过滤器除去更细微的杂质颗粒。 过滤器一 般采用刚玉管或纹石管过滤器，也可以采用烧结管过滤器。过滤后碱液用泵送入碳酸化塔上部， 由上而下与底部通入的 CO2 气体 逆流接触，进行碳酸化反应，生成碳酸氢钠结晶。碱液吸收 CO 进行反应生成碳酸氢钠放出热量使溶液自身升温， 2在 塔高 2/3出（旧式塔不冷却） ，以利于加速 CO 吸收和促进结晶成 2 长，在稠厚器中清液溢流入母取出

5、的晶浆靠自身压力自流入稠厚器，滤饼送去干燥。稠厚的晶浆放入离心机分离，液桶，并用冷凝液洗涤， 分 离的母液进入母液桶，与溢流母液返回前面供制备碱液用。 过去小苏 打滤饼经电磁振动给料器和螺旋加料机进入干燥设备。 小苏打滤用回 转干燥机进行干燥，近年来用气流干燥装置进行干燥。饼送入气流干 燥管下部，与热空气并流而上，在干燥管内快速脱水，分离一部分先 进入一级分离器，从干燥管上部出来的干物料和气体，由一级分离器 底部进入二次鼓风机，其余大部分空气与干物料，空气，进入布袋除 尘升压后进入二次分离器，空气由二次分离器顶部排出，干物料由二 布袋除尘器回收的碱尘定期收集。器，除尘后排入大气。次分离器底部流

6、入料仓，计量包装即得小苏打产品。尾气处理有的厂采用洗涤 方法，即从干燥管出来的物料和气体，顶部排底部的干物料，先进入 旋风分离器进行气固分离，计量包装，出的气体进入碱尘洗涤器后排入大气，洗涤液作补充母液用。主要工艺条件：以纯碱为原料制备碱液，通常含有少量FeO、AIO、CaCO、32233MgCO 等不溶物，含量在100mg/kg以下。较大的颗粒可在澄清沉3降时除 去，较细的颗粒应采用微孔管过滤以确保产品质量符合要求。 通常采 用纹石管过滤器。纹石管孔径为50卩m,气孔率为3234%,。CaCO 作助滤剂，加入量为60g/m因此需加沉淀3进入碳化塔碱液中NaCO、NaHCO 浓度必须控制严格，

7、 通常 332控制在 NaCO 为 6575tt， NaHCO 为1525tt。温度控制在8085332°C、碱液中允许 NaCI浓度在20tt以 下（药用小苏打14tt以下）。取出温度控制在60C左右，液体在塔内 停留时间平均为2-2.5h。塔底进气压力为。塔顶压力小 于0.049MPa。取出固液比为40%左右，液体中含 NaCO1020tt,NaHCO2030tt。323获得大结晶的基本条件： 维持临界点处温度8385C，在这种温度下，溶液的过饱和极限 较小，晶核析出少，成长较快。 提高进塔气体 CO 浓度，应达到 37%以上，浓度越高， 吸收 2和结 晶推动力越大，有利于吸收和

8、结晶的成长。并且塔内惰性气体减少， 缓和塔内气体的搅动，可以减少二次晶核的产生。 碱液碳酸化热负荷较小，冷却面积也较小，设计时应使塔内晶浆 处于高温区段较长一些，使晶体成长到一定限度才冷却； 塔菌帽可适当减少，通常可选用 2025 个菌帽。 近年来，小苏打晶浆分离采用卧式虹吸式刮刀离心机， 稠厚器固液比在50%60%时，能力可达2.53.0t/h,滤饼水分可降至4-6%。 干燥近年来多采用气流干燥装置， 进料多采用电磁振动给料器， 干燥 用热空气，一般控制在140-150C,进气压力为,经分离 后进入料仓的干物料在6065C。四川鸿化股份有限公司采用两级旋风分离器生产细粉小苏打， 在干燥 系统

9、中设立两级旋风分离器，一级二级旋风分离器串联，前者分离较 大颗粒的产品，后者分离细粉小苏打，二级含尘尾气进入布袋除尘器 后排入大气。第四节 小苏打生产过程的主要设备3,内设12m、高3m，容积化碱槽：钢制槽形设备，直径 2.5m框式 搅拌器，转速17r/min，并设加热管，用蒸汽间接加热。澄清桶：通常为道尔澄清桶，直径 3.5m、高4.95m，设低速搅拌器， 转速 23r/min。过滤器：为蛇纹石管过滤器，直径1.52m、高1.629m,管子规232 - h） m2.1m,过滤面积格120/80X500mm9m，生产能力为/ （碳酸化塔：个菌帽，30,高20m,设有通常采用菌帽式铸铁塔，直径1

10、.0m22.2t/、 空塔容积利用系数为个，冷却面积为48m2下部设水箱523。这种塔具 有压）m K，冷却面传热系数为（m d） 209256W/ （力降小、塔 内结疤和堆碱轻、气液接触好等优点。八高另一种不设 冷却水箱的铸铁碳酸化塔，直径3塔板开孔率增大，1.57m个，菌帽 减少到容积为50m, 12板间距为，2）,孔的周围开有8 （截面积为0.45m个直接为中心开孔410mm280mm的孑L,帽盖直接缩小为1.9m,底盘和帽盖距离为220mm 近年来，有些厂对碳化塔做了改进，采用索尔维菌帽塔与空塔套筒相 结合，塔内设8个菌帽和6个中心套筒、外夹套，直径1.6m或2.5m。 作业周期可达6068h,清洗时间可缩短为4h,材质为碳素钢，易制 作，漏点少，效率高。离心机：通常采用卧式刮刀离心机 WG-800型。转鼓直径0.8m,转速1400r/min， 分离因素876.装料容积951,材质Cr18Ni18Ti不锈钢制作，生产能力 为 1.21.4t/h。新型虹吸式刮刀离心机 GKH800N型，机长0.4m，转鼓直径0.8m， 转速1600r/min，分离因素114