纯碱碳化工艺

纯碱碳化工艺 纯碱碳化工段工艺 一、工艺目的:使氨盐水碳酸化，产生粗大均匀、形状规则的碳酸氢钠结晶沉淀。 二、工艺流程:分三步 第一步清洗:由吸氨工段来的氨盐水进入塔组中的清洗塔顶部，在塔内与清洗塔底圈来自压缩工段含CO40%左右的清洗气逆流接触。清洗气作用有两个:2 一是将塔内的积碱和NaHCO疤垢溶解，二是预碳酸化。氨盐水中的CO含量32因而逐渐增加，从底圈出来的溶液称为预碳酸化液(又叫清洗液或中和水)，温度在45ºC左右，CO含量在55,60ti之间。用中和水制碱可以提高制碱塔的生2 产能力5~10%，还可以使成品产量增加2~2.5%。 第二步制碱:由中和水泵送来的中和水，分别进入塔组中的制碱塔顶部。来自压缩工段含CO40,左右的中段气和含CO80,左右的下段气分别进入碳化22 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CO，达到过饱和后析出NaHCO结晶，同时，温度逐渐23 升高到60,68?，在塔下部设有列管式冷却水箱，用冷却海水移走反应热。塔内液体下流过程中继续吸收CO，同时生成较大结晶。当塔内悬浮液到达塔底时，2 被冷却到30?左右。 第三步尾气洗涤:为了回收碳化塔顶出来的碳化尾气中的NH和CO，来32自碳化塔的碳化尾气，进入尾气净氨塔碳化尾气洗涤段底部，来自盐水工段的精盐水，进入尾气净氨塔碳化尾气洗涤段顶部，在塔内向下流动，与由塔底上升的碳化尾气逆流接触，吸收碳化尾气中的NH和CO。尾气净氨塔底部出来的淡32 氨盐水送往吸氨工序。 三、影响产率、效率和产品质量的因素: 1. 碳化度:碳化度的理论值可以达到200%，但受多种因素和条件的限制，实际生产中的碳化度一般只能达到180%,190%。 2. 碳化塔的编组:清洗时间长，换塔次数少，可以减少投入劳动力及因换塔带来的产量及原料损失;制碱时间长，塔的利用率就高，但易发生堵塞。每组中有一塔作为清洗塔，并将预碳化液分配给几个制碱塔碳化制碱。塔的编组有多种形式，最多的有八塔组合。塔组合数的多少和方法原则:清洗塔能清垢干净，换塔次数少，碳化制碱时间长。当塔的数量一定时，塔的制碱时间和清洗时间比 1 例就不变。 3. 反应温度:在开始时(即由塔的顶部往下)液相反应温度逐步升高，中部(约塔高的2/3处)温度达到最高，再往下温度开始降低，但降温速度不易太快，以保持过饱和度的稳定，在塔的下部至接连底部的一段塔高内，降温速度可以稍快一些。因为此时反应速度已经很慢，其过饱度不大，降低温度可以提高产率。从保证质量，提高产量的角度出发，塔内的温度分布应为上中下依次为低高低为宜。 4. CO分压:为了适应生产过程和反应历程的需要，碳化进气为两段进气，2 即从塔底送入CO浓度为80%的下段气，从塔的冷却段中部送入浓度40%左右2 CO的中段气。这种进气排布更符合于逆流原理，可以强化和提高吸收CO的22能力，提高碳化度和钠的转化率。实践证明，下段不宜采用90%以上的纯炉气，应适当配以40%左右CO的窑气，使下段进气中CO的浓度在80%较为合适。22 因为进气中CO浓度降低，使进气量增大，塔板效率增加，碳化周期增长，转2 化率高而稳定。但下段进气量过大会使反应区下移，冷却水管结疤增多，反而缩短了碳化周期。因此维持进气中CO浓度在80%左右可以提高转化率，保证产2 量稳定。 5. 过饱和度: 6. 塔高: 7. 碳化塔液面高度:碳化塔液面高度应控制在距塔顶0.8,1.5m处。液面过高，尾气带液严重并导致出气管堵塞;液面过低，则尾气带出的NH和CO32量增大，降低了塔的生产能力。 8. 出碱温度:出碱温度低，NaHCO析出量较多，转化率高，产量增加;3 但温度过低会导致冷却水量大大增加，引起堵塔，缩短制碱周期。出碱温度主要由调节冷却水量来控制，调节时增减不宜过快过猛，特别是当冷却过快时会造成结晶细多而堵塔。 四、控制条件: 1. 中段气(窑气)CO: ?37% 2 2. 中段气温度: 35~45? 3. 下段气CO2: ?80% 4. 下段气温度: 28~35? 2 5. 碳化氨盐水温度 36~40? 6. 碳化氨盐水 55~65tt 7. 制碱塔出气温度: 48~54? 8. 制碱塔中部温度: 60~65? 9. 制碱塔出碱温度: 27~35? 10. 碳化尾气CO: 3~8% 2 11. 清洗气总管压力: 0.37MPaG 12. 中段气总管压力: 0.32MPaG 13. 下段气总管压力: 0.37MPaG 3