不冷碳化塔在联碱生产中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com不冷碳化塔在联碱生产中的应用王全／·／I(／，—7／(化工部大连化工研究设计皖大连116023)摘要：介绍了不j夸碳化塔的结构、工作原理以及吊1600不砖碳化塔在联合制碱法产中多年运行的特苎碳尹，纯碱生产的碳酸氢钠(重碱)翻造习惯于在口。尾气吸收段设5—10块笠帽式塔板和一个一传统的索尔维碳化塔中进行，直至本世纪70气盆。尾气吸收段与环流反应结晶段之间有一年代后始有日本旭硝子株式会社的A式碳化块隔板分开，隔板上设3～4根内部降液管。环塔(外冷式)和我国成达化学工程公司的自然循流段之间分别有球形底隔开，并各设一根外部环外冷碳化塔问世并投入联合

2、制碱法生降液管。各段之间有气体联通管。产一。本文介绍的不冷碳化塔，又名c式碳化塔(专利名称)、环流式碳化塔(化工名称)是化工部大连化工研究设计院于80年代研究开发的制造碳酸氢钠的新型碳化塔。1991年建成1600塔并投入联合翻碱法生产运行至今．1996年由原来的变换气加压碳化改为脱碳弛放气常压碳化生产。1不冷碳化塔简介顾名思义，不冷碳化塔是一种碳化过程不设任何形式冷却装置的碳酸化塔。‘1．1设备结构不冷碳化塔的结构见图1示意。不冷碳化塔由2—3个喷射型环流反应结晶段和一个笠帽式尾气吸收段组成。对于二氧化碳气源富余且二氧化碳气体浓度高的联合制图f不冷碳化塔结构示意田碱工厂，可以不设笠帽式或

3、其它形式塔板的尾1．进气喇叽口2．气体联叠警3．内障藏警4．蔓帽5．气盘6．啊板7．分离帽8．外障藏臂9．喷嘴l0．中心气吸收段。管a放净口b．进气口c．回由口d．进藏口e．出气口环流反应结晶段内各设一根中心管、一个f．取出口分离帽、一个集气式喷嘴和一个喇叭形气体入维普资讯http://www.cqvip.com纯碱工业1．2工作原理程。伴随上述主化学反应和碳酸氢钠结晶过1．2．1环流段中气固液三相流动状况程，尚进行着两个比较显著的副反应过程：一是由于碳酸氢钠的热稳定性差，在液相自然分解成碳酸钠的反应；二是碳酸氢铵在现行的碳化工艺条件下从液相结晶析出的过程，这一主两副的反应和结晶过程，构

4、成了完整的碳酸化重碱结晶过程。．在环流过程中，二氧化碳的吸收主要在中心管内进行，如图2所示，二氧化碳气体喷射进中心管并带动碳化液晶浆在中心管内一起上升的过程中，气液两相接触，尤其是气液两相相对迅速滑动，不断更新接触表面的情况下，二氧化碳被碳化液吸收。其次，碳化液晶浆经分离帽圈2环流段三相流动状况折向，沿环形空问向下流动的过程中，溶解于其中的二氧化碳继续被吸收。环流段内二氧化碳、重碱结晶和碳化液三1．3与索尔雏碳化塔比较相流动状况见图2示意。1．3．1重碱结晶质量好二氧化碳气体进^塔底倒置的喇趴口，冲由于不冷碳化塔为碳酸化重碱结晶过程提向球底并由球底和喇叭口之间的环隙沿球面的供了下列带有综

5、合性的良好条件，翻得的重碱圆弧方向上升，起到悬浮和活化向球底沉积的结晶具有较好的分离性能，所以可使用双级连重碱结晶的作用。上升的二氧化碳气体被喇叭续推料离心机直接分离经稠厚的碳化取出液晶口上部的集气式喷嘴的集气口吸人并压缩喷射浆，从而达到提高纯碱产品质量，降低煅烧工序进中心管。气体在中心管内上升膨胀的过程中能耗的目的。释放能量并传递给碳化液晶浆(重碱结晶+碳——开始析出重碱结晶是在环流段中进行化液)，带动其在中心管内一起上升。离开中心的，环流段的溶液碳化度高，且悬浮着一定晶浆管顶端的气体和碳化液晶浆上升至分离帽被分浓度的重碱结晶，因而过饱和介稳区窄，另外由离，气体经上部气室进人上一段；碳

6、化液晶浆沿于碳化液晶浆大量循环。实际操作的过饱和度中心管外的环形空间向下流动，下降至中心管很低，所以晶核的发生量小，容易制得较大颗粒底端又被喷射的气体带进中心管，形成环流(循的重碱结晶。在正常操作时，不冷碳化塔的操环)。作不存在索尔维碳化塔的“晶析点”以及初始晶1．2．2环流段中碳酸化重碱结晶过程核(一次晶核)的概念。氨盐溶液进入环流反应结晶段的环流物料——环赫e段中的重碱结晶过程都在低晶浆中，被大量循环的碳化液晶浆充分混合，并在环浓度下进行，出碱段的最高晶浆浓度也仅∞一流过程中吸收二氧化碳气体。生成氨基甲酸铵、9Ok．din~，为索尔维碳化塔操作的二分之一；环氨基甲酸铵水解以及在液相碳

7、酸氢铵和氯化钠流段中的环流量很大，实际操作过饱和度被“稀复分解反应生成碳酸氢钠的一系列化学反应。释”得很低；碳化液晶浆在中心管外的环形空问与此同时，复分解反应产生了碳酸氢钠结晶的向下流动的环流速度较低，而且在设计范围内过饱和度，并在大量循环的物料中消失过饱和操作时无气体的搅动影响等等，使得重碱结晶度，进行碳酸氢钠晶核的析出和结晶的成长过过程的二次晶核的发生速率l低，容易制得颗粒维普资讯http://www.cqvip.com粗大且粒