第二章 氨碱法纯碱生产工艺概述

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1、第二章氨碱法纯碱生产工艺概述第一节氨碱法基本生产原理及总流程简述一、氨碱法生产纯碱的特点及总流程氨碱法生产纯碱的技术成熟，设备基本定型，原料易得，价格低廉，过程中的NH3循环使用，损失较少。能大规模连续化生产，机械化自动化程度高，产品的质量好，纯度高。   该法的突出缺点是：原料利用率低，主要是指NaCl的利用率低，废渣排放量大。严重污染环境，厂址选择有很大局限性，石灰制备和氨回收系统设备庞大，能耗较高，流程较长。   针对上述不足和合成氨厂副产CO2的特点，提出了氨碱两大生产系统组成同一条连续的生产线，用

2、NaCl，NH3和CO2同时生产出纯碱和氯化铵两种产品——即联碱法。   氨碱法生产纯碱的总流程见图5-19。二、氨碱法制纯碱的生产工艺流程1、氨碱法生产纯碱的流程示意如图5-1所示。其过程大致如下：2、氨碱法纯碱生产工艺流程框图：原盐石灰石无烟煤CO2NH3废液重质纯碱轻质纯碱盐水精制盐水吸氨氨盐水碳化石灰煅烧石灰乳制备母液蒸馏重碱过滤重碱煅烧水合ggganzao3、氨碱法纯碱生产工序的基本划分：(1)石灰工序:CO2和石灰乳的制备，石灰石经煅烧制得石灰和CO2，石灰经消化得石灰乳；   (2)盐水工序:

3、盐水的制备和精制；   (3)蒸吸工序:盐水氨化制氨盐水及母液中氨的蒸发与回收；   (4)碳滤工序:氨盐水碳化制得重碱及其重碱过滤和洗涤；   (5)煅烧工序:重碱煅烧得纯碱成品及CO2；和重质纯碱的生产；(6)CO2压缩工序:窑气CO2、炉气CO2的压缩工碳酸化制碱。三、氨碱法纯碱生产原理及工艺流程叙述氨碱法生产纯碱的原料是食盐和石灰石，燃料为焦炭(煤)。氨作为催化剂在系统中循环使用。原料盐(海盐、岩盐、天然盐水)经精制吸氨、碳化、结晶、过滤，再煅烧即为成品。母液经石灰乳中和后，氨蒸发并回收使用，氯化钙

4、则排放。其化学反应为：   氨碱法具有原料来源丰富和方便，生产过程均在气液相间进行，可以大规模连续化生产及产品质量好、成本低等优点。但排出的氯化钙(CaCl2)废渣没有应用出路，造成大量堆积。因此，该生产方法在厂址选择方面相对较为苛求，否则引起公害。另外盐的总利用率低(<30%)，工艺流程较长且复杂。（1）、氨碱法纯碱生产的基本原理及总流程叙述：氨碱法是当今世界大规模制造纯碱的工业方法之一。是以食盐、石灰石为主要原料，以氨作为中间辅助材料制取纯碱。总的化学反应方程式为：CaCO3+2NaCL=Na2CO3+

5、CaCL2这个化学反应实际上是不能直接进行的，它只是一系列中间反应的总和。这个反应的实际过程是由右向左进行的，因此要实现由左至右的反应，就必须通过复杂的中间途径，还必须导入氨，在系统中不断循环再用，这就使得氨碱法制碱成为一种很复杂的化学反应过程，其全过程需范围若干个步骤，各主要步骤及其主要化学反应如下：1、石灰石煅烧以制取CO2及生石灰CaCO3（s）===CaO（s）+CO2（g）—178.27KJ/mol燃料中的碳在空气流中燃烧生成CO2并放热C（s）+O2=CO2（g）+395.4KJ/mol氧化钙（

6、生石灰）消化制成熟石灰CaO（s）+H2O（l）=Ca(OH)2(s)+65.65KJ/mol2、饱和盐水吸氨、碳酸化制成NaHCO3，叫做重碳酸钠（碳酸氢钠），或简称重碱。综合反应如下所示：NaCL（aq）+NH3（g）+CO2（g）+H2O（l）=NH4CL（aq）+NaHCO3（s）+114.5KJ/mol或分布反应如下：NH3（g）+H2O（l）=NH4OH（aq）+34.6KJ/mol2NH4OH（aq）+CO2（g）=（NH4）2CO3（aq）+H2O（l）+94.0KJ/mol（NH4）2CO

7、3（aq）+CO2（g）+H2O（l）=2NH4HCO3（aq）+35KJ/molNH4HCO3（aq）+NaCL(aq)=NH4CL(aq)+NaHCO3(s)+15.4KJ/mol3、将重碱NaHCO3与溶液分离，进行煅烧而制得纯碱，并回收CO2。2NaHCO3（s）=Na2CO3+CO2（g）+H2O（g）-129.1KJ/mol4、将溶液中的NH4CL及几种碳酸铵盐分解然后将氨蒸出，以循环使用。主要反应式是：2NH4CL（aq）+Ca（OH）2（s）=2NH3（g）+CaCL2（aq）+2H2O（l

8、）—44.1KJ/mol（2）、现代氨碱法纯生产程序可以分为下列步骤：Ａ、ＣＯ２　气和石灰乳的制备。煅烧石灰石制得生石灰和二氧化碳气；生石灰经消化而制得石灰乳。Ｂ、原盐化盐制备盐水和盐水的精制。Ｃ、精盐水吸氨制得氨盐水。Ｄ、氨盐水的碳酸化制取重碱。来自石灰石煅烧及重碱煅烧的二氧化碳，经过压缩、冷却送至碳化塔制碱。Ｅ、重碱的过滤及洗涤（即碳化所得晶浆的固液分离）。Ｆ、重碱煅烧制得纯碱成品及二氧化碳，纯碱水合生产重质