氨碱法生产纯碱的工艺过程

氨碱法生产纯碱的工艺过程单元三氨盐水的制备与碳酸化一、氨盐水制备的原理及工艺条件的优化（一）氨盐水制备的化学反应

NH3(g)+H2O↔NH4OH(aq)△H=-35.2kJ/mol

2NH3(g)+CO2(g)+H2O↔(NH4)2CO3(aq)△H=-95.2kJ/mol

副反应主要是气体与残余钙镁离子反应生成碳酸盐和复盐沉淀的反应。

（二）盐和氨在同一水溶液体系中的相互影响

两者相互影响，即氨溶解在水中的浓度越大，则盐的溶解度越小。氨是一种在水中溶解度很大的物质，但在有NaCl存在的盐水中，其溶解度有所降低，表现在氨盐水表面的平衡分压较纯水上方氨的平衡分压大。（三）氨盐水制备过程中的热效应

吸氨过程中放出大量的热量，反应放热较多，这些热量如果不及时移除系统，将导致溶液温度升高而影响NH3的吸收，严重时会使吸氨的过程停止。

因此，吸氨过程中的工艺和设备主要是以冷却方式和效果为出发点。其冷却效果越好，则氨的吸收越完全，设备的利用率也越高。（四）氨盐水制备的工艺条件优化

1.NH3/NaCl比的选择2.温度的选择3.吸收塔内压力吸氨不足，导致NaCl分解不完全，造成NaCl损失吸氨太多，多余的NH4HCO3随NaHCO3一同形成结晶而降低氨的利用率理论上NH3/NaCl之比应为1:1（摩尔比）生产实践中NH3/NaCl的比为1.08~1.12，即氨过量，补偿碳化过程的氨损失低温有利盐水吸收NH3，也有利于降低氨气夹带的水蒸气含量，降低对盐水的稀释程度。但温度也不宜太低，否则会生成（NH4）2CO3·H2O、NH4HCO3等结晶堵塞管道和设备。实际生产中进吸收塔的气温一般控制在55~60℃为了防止和减少吸氨系统的泄露，加速蒸氨塔中CO2和NH3的蒸出，提高蒸NH3效率和塔的生产能力，减少蒸汽用量，吸氨操作是在微负压条件下进行，其压力大小以不妨碍盐水下流为限。二、氨氨盐水水制备备工艺艺流程程的组组织及及操作作控制制要点点三、碳碳酸化化过程程的原原理及及工艺艺条件件优化化（一））氨盐盐水碳碳酸化化的基基本原原理总化学学反应应过程程：NaCl+NH3+CO2+H2O↔NaHCO3↓+NH4Cl碳酸化化目的的在于于获得得产率高高、质量好好的碳酸酸氢钠钠结晶晶。同同时要要求结结晶颗颗粒大大而均均匀，，便于于分离离，以以减少少洗涤涤用水水量，，从而而降低低蒸氨氨负荷荷和生生产成成本。。1.氨盐水水碳酸酸化的的反应应机理理复杂反反应体体系，，分三三步进进行（1）氨盐盐水与与CO2反应生生成氨氨基甲甲酸铵铵2NH3+CO2=NH2COOˉ+NH4+（2）氨基基甲酸酸铵水水解NH2COOˉ+H2O=HCO3ˉ+NH3（3）复分分解析析出碳碳酸氢氢钠结结晶HCO3ˉ+Na+=NaHCO3（二））氨盐盐水碳碳化的的工艺艺条件件1.碳化度度式中TNH3——溶液中中总氨氨的浓浓度在适宜宜的氨氨盐水水组成成条件件下，，R值越大大，则则NH3转变成成NH4HCO3越完全全，NaCl的利用用率U（Na）越高高。温度添加晶种（三））影响响NaHCO3结晶的的因素素在碳化化塔内内进行行的碳碳化反反应是是放热热反应应，使使进塔塔液温温度有有30℃沿塔塔下降降的过过程逐逐步升升高至至60~65℃。一一般液液体在在塔内内的停停留时时间为为1.5~2h，出塔塔温度度约为为20~28℃。碳化过过程的的温度度控制制：塔内内的温温度分分布应应为上上、中中、下下依次次为低低、高高、低低为宜宜。过程中中溶液液达到到饱和和甚至至稍微微过饱饱和时时，并并无结结晶析析出，，但在在此时时若加加入少少量固固体杂杂质，，就可可以使使溶质质以固固体杂杂质为为核心心，长长大而而析出出晶体体。应应用此此方法法需注注意以以下两两点：：1.加晶种种的部部位和和时间间；2.加入晶晶种的的量要要适当当。四、氨氨盐水水碳酸酸化工工艺流流程的的组织织及碳碳化塔塔的操操作控控制要要点（一））碳酸酸化工工艺流流程的的组织织大规模模生产产系统统中，，常采采用““塔组组”进进行多多塔生生产与与操作作。每每组中中有一一塔作作为清清洗塔塔，并并将预预碳化化液分分配给给几个个制碱碱塔碳碳化制制碱。。塔的的编组组有多多种形形式：：二塔塔组合合，三三塔组组合，，四塔塔组合合，最最多的的有八八塔组组合。。塔组组合数数的多多少和和方法法原则则上应应注意意：清清洗他他能清清垢干干净，，换塔塔次数数少，，碳化化制碱碱时间间长。。（二））碳化化塔的的操作作控制制条件件1.碳化塔塔的结结构如右图图所示示2.碳化塔塔的操操作控控制要要点（1）碳化化塔液液面高高度应应控制制在距距塔顶顶0.8~1.5m处。液液面过过高，，尾气气带液液严重重并导导致出出气管管堵塞塞;液面过过低，，则尾尾气带带出的的NH3和CO2量增大大，降降低了了塔的的生产产能力力。（2）氨盐盐水进进塔温温度约约为30~50℃，塔塔中部部温度度升到到60℃左右右，中中部不不冷却却，但但下部部要冷冷却，，控制制塔底底温度度在30℃一下下，保保证结结晶析析出。。（3）碳化化塔进进气量量与出出碱速速度要要匹配配，否否则如如果出出碱过过快而而进气气量不不足时时，反反应区区下移移，导导致结结晶细细小，，产量量下降降。反反之，，则反反应区区上移移，塔塔顶NH3及CO2的损失失增大大。（4）碳化化塔低低出碱碱温度度要适适当。。（5）倒塔和和运行时时间要适适宜。单元四重重碱碱的过滤滤与煅烧烧一、重碱碱过滤的的原理与与工艺条条件的优优化真空分离优点：能连续操作，生产能力大，适合连续大规模自动化生产缺点：滤出的重碱含水量较高离心分离优点：流程简单，动力消耗低，滤出的固体重碱含水量少缺点：对重碱的粒度要求高，生产能力低，氨耗高，国内厂家较少采用二、重碱碱过滤工工艺流程程的组织织及操作作控制要要点转鼓式真真空过滤滤机三、重碱碱煅烧的的原理与与工业条条件的优优化重碱是一一种不稳稳定的化化合物，，在常温温常压下下即能自自行分解解，随着着温度的的升高而而分解速速度加快快，化学学反应为为：2NaHCO3（s）↔Na2CO3（s）+CO2(g)+H2O(g)△△H=128.5kJ/mol部分杂质质会发生生如下反反应:(NH4)2CO3(s)↔2NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)NH4HCO3(s)↔NH3(g)+CO2(g)+H2O(g)NH4Cl+NaHCO3↔NH3+CO2+NaCl(s)+H2O(g)重碱煅烧烧炉出来来的尾气气称为炉炉气，其其中CO2的浓度可可达到90%以上。重重碱经煅煅烧以后后所得的的纯碱量量与原重重碱的比比值称为为烧成率率。四、重碱碱煅烧工工艺流程程的组织织及操作作控制要要点内热式蒸蒸汽煅烧烧炉结构构内热式蒸蒸汽煅烧烧炉操作作条件（1）温度炉炉内温度度一般应应控制在在160~190℃，不得得低于150℃（2）蒸汽一一般蒸汽汽压力应应大于25kg/c㎡（2.5MPa）为宜（3）反碱量量将将一一部分热热成品碱碱返回与与重碱混混合，使使其水分分将至6%~8%为宜（4）存灰量量在在稳定运运行时，，炉内所所具有的的物料量量即为存存灰量。。存灰量量的多少少，标志志着物料料在炉内内的停留留时间的的长短。。单元五氨氨回回收一、氨回回收的基基本原理理及工艺艺条件的的优化（一）氨氨回收的的基本原原理加热段反反应：NH4OH↔NH3+H2ONH4HCO3↔NH3+CO2+H2O（NH4）2CO3(s)↔↔2NH3+CO2+H2O溶解于母母液中的的NaHCO3和Na2CO3发生如下下反应：：NaHCO3+NH4Cl↔↔NH3+CO2+H2O+NaClNa2CO3+2NH4Cl↔↔2NH3+CO2+H2O+2NaCl灰乳蒸馏馏段发生生下列反反应：2NH4Cl+Ca(OH)2↔2NH3+H2O+CaCl2Ca(OH)2+CO2↔CaCO3+H2O（二）氨氨回收的的工艺条条件的优优化塔底维持在110~170℃塔顶在80~85℃温度塔下部压力与所用蒸汽压力相同或接近塔顶压力为负压压力一般控制在0.028滴度一下废液中的氨含量用于蒸氨的石灰乳，一般含活性CaO浓度为180~220滴度灰乳的用量二、蒸氨氨工艺流流程的组组织及操操作控制制要点整个过程程包括石石灰乳蒸蒸馏段，，加热段段，分液液段，蒸蒸馏和母母液预热热段。淡液蒸馏馏过程是是直接用用蒸汽““汽提””的过程程，热量量和质量量同时作作用蒸出出氨和CO2，并回收收到生产产系统中中。三、淡液液回收单元六氨氨碱碱法制纯纯碱主要要工序的的异常现现象排除除谢谢观赏赏9、静夜四无邻邻，荒居旧业业贫。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、雨雨中中黄黄叶叶树树，，灯灯下下白白头头人人。。。。14:53:0414:53:0414:5312/29/20222:53:04PM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。12月月-2214:53:0414:53Dec-2229-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。14:53:0414:53:0414:53Thursday,December29,202213、乍见见翻疑疑梦，，相悲悲各问问年。。。12月月-2212月月-2214:53:0414:53:04December29,202214、他乡生白发发，旧国见青青山。。29十二月月20222:53:04下午14:53:0412月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月222:53下下午12月-2214:53December29,202216、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/2914:53:0414:53:0429December202217、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。2:53:04下午午2:53下午午14:53:0512月-229、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Thursday,December29,202210、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。14:53:0514:53:0514:5312/29/20222:53:05PM11、成功就是是日复一日日那一点点点小小努力力的积累。。。12月-2214:53:0514:53Dec-2229-Dec-2212、世间成成事，不不求其绝绝对圆满满，留一一份不足足，可得得无限完完美。。。14:53:0514:53:0514:53Thursday,December29,202213、不知知香积积寺，，数里里入云云峰。。。12月月-2212月月-2214:53:0514:53:05December29,202214、意意志志坚坚强强的的人人能能把把世世界界放放在在手手中中像像泥泥块块一一样样任任意意揉揉捏捏。。29十十二二月月20222:53:05下下午午14:53:0512月月-2215、楚塞三三湘接，，荆门九九派通。。。。十二月222:53下午午12月-2214:53December29,202216、少年十五二二十时，步行行夺得胡马骑骑。。2022/12/2914:53:0514:53:0529December202217、空空山山新新雨雨后后，，天天气气晚晚来来秋秋。。。。2:53:05下下午午2:53下下午午14:53:0512月月-229、杨柳散散和风，，青山澹澹吾虑。。。12月-2212月-22Thursday,December29,202210、阅读读一切切好书书如同同和过过去最最杰出出的人人谈话话。14:53:0514:53:0514:5312/29/202