纯碱化学工艺

7 公用工程和辅助设施 纯碱化学工艺 工艺流程简述 NaCl(饱和)＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl NH3+ H2O + CO2==== NH4HCO3 NH4HCO3 + NaCl(饱和) ==== NH4Cl + NaHCO3↓ 2NaHCO3===Na2CO3+CO2 +H2O 2NH4Cl+CaO===2NH3+CaCl2+H2 2NH4Cl + Ca(OH)2 ==Δ== 2NH3↑+ CaCl2+ 2H2O CaCO3===CaO+CO2 CaO＋H2O＝Ca(OH)2， 1.盐水工段（除Mg,Ca） 钾副产盐送到化盐桶，经溶解后成饱和粗盐水。从化盐桶出来的粗盐水进入粗盐水集中槽，由粗盐水泵送至反应罐。 从重灰工段来的纯碱溶液与石灰工段来的石灰乳在苛化罐内进行苛化反应，苛化液温度为80℃，苛化罐出来的苛化液与粗盐水集中槽出来的粗盐水同时进入反应罐进行反应，生成Mg（OH）2和CaCO3沉淀，为使反应完全，反应罐停留时间为30分钟，Na2CO3过量0.25tt，过量灰0.05tt，由反应罐上部溢流的悬浮液自流进入曲径槽，同时加入来自助沉剂高位槽的助沉剂溶液，混合液自流进入澄清桶的中心管内，在澄清桶内进行澄清，其溢流清液即为精盐水。澄清桶底部排出的盐泥进入盐泥槽，由盐泥泵送到三层洗泥桶顶部的中心管，来自蒸吸工段的温水进入三层洗泥桶顶部的分配槽内，然后进入三层洗泥桶底层中心管，盐泥与洗水在桶内进行三次逆流洗涤，以回收NaCl。三层洗泥桶上部出来的淡盐水，进入杂水桶与蒸吸来的温水兑和后，由杂水泵送到化盐桶做化盐用。三层洗泥桶底部出来的废泥进入废泥槽，由废泥泵排到板框压滤机压滤后经废液管线送往渣场。 澄清桶上部溢流出来的精制盐水，进入精盐水罐，由精盐水泵送至碳化及轻灰煅烧工段。 2.石灰工段 本工段是将石灰石加热分解生产石灰和窑气，窑气供碳化工段使用，石灰消化制成石灰乳供蒸馏工段和盐水工段使用。其反应如下： CaCO3 CaO＋CO2↑  其流程简述如下： 原料石灰石和焦炭由贮运工段经皮带机分别送到石灰窑前的石灰石仓和焦炭仓内，再经石灰石给料器，焦炭给料器进入计量槽。由PLC控制按比例计量的混合料倒入吊石斗，经卷扬机提升倒入石灰窑内。空气经鼓风机鼓入石灰窑底。石灰石在窑内经过煅烧，生成石灰和窑气，石灰从窑底部出灰螺旋锥、经星形出灰机卸出石灰窑，溜入运灰皮带机上，再经石灰斗提机送到石灰仓，窑气从石灰窑顶部出来去窑气净化系统。 CaOH2O→Ca（OH）2 石灰经石灰仓下部的石灰给料器，调节给料量后加入化灰机，同时PVC装置来的电石泥也进入化灰机；来自蒸吸工段的温水（温度约55℃）作为化灰水与石灰同时加入化灰机内。石灰和化灰水反应生成石灰乳，石灰乳流入灰乳转筛，筛去细粒固体杂质后流入灰乳罐，再经灰乳泵送到盐水工段及蒸吸工段。灰乳含CaO浓度应保持在150~170tt，温度85~90℃。化灰机内未消化的石灰石经化灰机尾部的筛子筛分出来，与灰乳转筛筛分出的细砂一起溜入返石皮带机，经皮带机送进返石转筛，使返石和废砂分开后分别溜入返石仓和废砂仓中，返石经汽车运至石焦堆场，废砂经汽车运出厂外。 3.蒸吸工段 蒸吸的任务一是回收过滤母液中的氨及二氧化碳，二是用精制盐水吸收氨气从而制得生产纯碱的中间产品―—氨盐水，并送到碳化工段。 2NH4Cl + Ca(OH)2 ==Δ== 2NH3↑+ CaCl2+ 2H2O 蒸氨流程：由碳化来的冷母液送到蒸氨塔加热分解段顶圈，经加热段被加灰蒸馏段上来的汽气混合气加热，母液中约90%以上的CO2及约10%的游离氨被蒸出，成为予热母液，予热母液进入予灰桶。在予灰桶内，予热母液中的NH4Cl与石灰车间来的Ca（OH）2进行反应成为调和液，进入蒸氨塔加灰蒸馏段顶圈，经加灰段加热蒸馏，溶液中的氨及CO2几乎全部被蒸出。 吸氨流程：由碳化工段送来的淡氨盐水经钛板冷却到温度40℃左右，一部分直接进入内冷式吸氨塔；另一部分进入真空吸氨塔塔顶，在高真空条件下自上而下吸收淡液塔来气体中的NH3及CO2成为淡氨盐水。淡氨盐水从塔底流出，经淡氨盐水泵进入内冷吸氨塔吸氨段，洗涤吸收尾气中的NH3并自流进入吸氨段，吸收从塔下上来蒸氨汽气混合气中的NH3和CO2并经塔内水箱冷却成为氨盐水，氨盐水出塔温度70℃左右经澄清后用泵送至钛板冷却，温度为40℃左右去碳化工段制碱。 4.碳化工段 本工序的主要任务是使氨盐水碳酸化，产生碳酸氢钠结晶。主要化学反应为： NH4OH+CO2—→NH4HCO3 NaCl+NH4HCO3—→NaHCO3+NH4Cl 由吸氨工段来的氨盐水进入碳化塔的顶部，在塔内与碳化塔底圈来自压缩工段含CO240%左右的清洗气逆流接触，一边吸收CO2，一边将塔壁和冷却水管上的NaHCO3疤垢溶解。氨盐水中的CO2含量因而逐渐增加，从底圈出来的溶液称为中和水，温度在45℃左右，CO2含量在55~60tt之间。 由中和水泵送来的中和水，分别进入各个碳化塔（此时为制碱塔）顶部。来自压缩工段含CO240%左右的中段气和含CO280%左右的下段气分别进入碳化塔的中部和下部。中和水在碳化塔中自上而下流动过程中，与上升的气体逆流接触，逐渐吸收气体中的CO2，达到过饱和后析出NaHCO3结晶，。塔内液体下流过程中继续吸收CO2，同时使NaHCO3结晶长大。当塔内悬浮液到达塔底时，被冷却到30℃左右。 过滤工序 为使碳化塔出来的出碱液中的NaHCO3结晶与液体分离，本工序设置过滤机，分离器等设备，完成NaHCO3结晶与母液的分离任务。 来自碱液缓冲槽的悬浮液进入滤碱机的碱液槽，槽内转鼓部分浸没在碱液槽内的悬浮液中，通过真空系统抽吸，悬浮液中的液体通过滤网进入转鼓内，悬浮的NaHCO3结晶被隔离在滤网上。 被吸附在滤碱机转鼓滤网上的碳酸氢钠滤饼，也称为重碱，用来自洗水高位槽的洗水洗涤，以洗除碳酸氢钠滤饼中的NaCl。在脱水干燥区进一步脱除滤饼中的水分后，用刮刀刮下含水分18%左右的滤饼，经重碱皮带运输机送往轻灰工段。 5.轻灰工段 轻灰工段的任务是将湿重碱加热分解，制成轻质纯碱。 其主要反应如下： 2NaHCO3 Na2CO3（S）+CO2（G）+H2O（G） NH4HCO3 NH3（G）+CO2（G）+H2O（G） 工艺流程说明 由碳化工段送来的重碱经送进轻质碱煅烧炉的予混器，在予混器内与返碱混合后送入轻质碱煅烧炉。轻质碱煅烧炉内重碱被分解成轻质纯碱。煅烧好的高温轻质纯碱回到炉头，其中一部分作为返碱，送入轻质碱煅烧炉的予混器中。其余部分的轻质纯碱经轻灰埋刮板运输机送至重灰工段。 6.重灰工段 普通重灰水合部分 来自轻灰分配埋刮板的高温轻质纯碱送入水合机，水合反应并生成一水碱结晶，进入重灰煅烧炉进行干燥，所得的产品为普通重质纯碱。冷却后的重质碱进入重质碱筛；筛下合格物料送至包装，筛上大块物料和中等块状物料经对辊式破碎机破碎后返回重质碱埋刮板，再进入冷却筛分系统进行二次分离。 7.压缩工段 本工段将轻灰工段来的炉气、石灰工段来的窑气压缩到一定压力，分别经炉气冷却器和窑气冷却器冷却后送往碳化工段。