氨碱法制纯碱.ppt

P244 T1、T2 四、 重碱过滤与煅烧 过滤：分离晶浆中悬浮的固相NaHCO3 (45~50%) NaCl+NH3+CO2 + H2O =NaHCO3 +NH4Cl 目的：制造碳酸氢钠结晶 工艺要求： 碳酸氢钠的产率高（氯化钠和氨的利用率高）； 碳酸氢钠的结晶质量高（结晶颗粒要大）。 任务四 氨盐水的碳酸化 (一）碳酸化的基本原理 1.反应机理 复杂反应体系，分三步进行 (1)氨基甲酸铵的生成 2NH3+CO2 =NH2COO－ +NH4 + (2)氨基甲酸铵的水解 NH2COO－ + H2O =HCO3－ +NH3 (3) NaHCO3结晶生成 HCO3－ + Na + = NaHCO3 在实际生产和计算时，用钠的利用率表示氯化钠的利用率U（Na）： 氨的利用率表示为U（NH3）： （四）影响NaHCO3结晶的因素 NaHCO3在碳化塔中生成并结晶成重碱。结晶的颗粒愈大，则有利于过滤、洗涤，所得产品含水量低，收率高，煅烧成品纯碱的质量高。因此，碳酸氢钠结晶在纯碱生产过程中对产品的质量有决定性的意义。 1．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。 2．添加晶种 当碳化过程中溶液达到饱和甚至稍过饱和时，并无结晶析出，但在此时若加入少量固体杂质，就可以使溶质以固体杂质为核心，长大而析出晶体。 在NaHCO3生产中，就是采用往饱和溶液内加晶种并使之长大的办法来提高产量和质量的。 应用此方法时应注意两点：一是加晶种的部位和时间，晶种应加在饱和或过饱和溶液中。二是加入晶种的量要适当。 (二)碳化塔的操作控制条件 1．碳化塔的结构 气体进塔可分为一段和二段。 一段进气是将窑气和炉气混合后进塔。其CO2浓度一般在60%左右。 为了适应生产过程和反应历程的需要，后来改为两段进气，即从塔底送入浓度90%以上的CO2锅气，从塔的冷却段中部送入浓度40%左右CO2的窑气。 2．碳化塔的操作控制要点 （1）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NH3和CO2量增大，降低了塔的生产能力。 （2）氨盐水进塔温度约30~50°C，塔中部温度升到60°C左右，中部不冷却，但下部要冷却，控制塔底温度在30°C以下，保证结晶析出。 （3）碳化塔进气量与出碱速度要匹配，否则，如果出碱过快而进气量不足时，反应区下移，导致结晶细小，产量下降。反之，则反应区上移，塔顶NH3及CO2的损失增大。 （4）碳化塔底出碱温度要适当。出碱温度低，NaHCO3析出量较多，转化率高，产量增加；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。 （5）倒塔和运行时间要适宜。倒塔周期要严格执行，不要出现随意不规则操作。在倒塔过程中，塔内的温度、流量均处于剧烈变化之中，因此，倒塔运行时间不宜过长。 1、石灰石煅烧与石灰乳制备，精盐水的制备，精盐水的氨化，氨盐水的碳酸化反应原理分别是什么？（注意可逆，吸放热） 2、简述盐水精制的两种方法，及其优缺点。 3、简述吸氨操作的工艺条件，及吸氨塔结构、特点。 4、画出吸氨流程图及方框图。 5、简述氨盐水碳酸化的工艺条件及其确定的原因。 6、影响碳酸氢钠结晶的因素有哪些？试具体分析。。 7、碳化塔的结构如何？各有什么作用？各段进气有何要求？ 三、氨盐水碳酸化的工艺流程 （一）碳酸化工艺流程图 1-氨化卤泵；2-清洗气压缩机；3-中段气压缩机；4-下段气压缩机；5-分离器；6a，6b-碳酸化塔 7-中段气冷却塔；8-下段气冷却塔；9-气升输卤器；10-尾气分离器；11-碱液槽 窑气？ 预碳酸化作用：可以提高碳酸化的气体浓度， 因而可以强化沉淀的生成过程，同时由于预碳 酸化减低了入塔液体中氨气的分压，还减少了 被带走的氨量。当然预碳酸化本身也会有氨被 吹出，但由于气量小，且温度低，吹出是极少 的。 中段窑气(CO2)：48% 下段炉气(CO2)：90% 氨盐水泵 氨盐水 碳化塔 气升输卤器 碳化塔 中段气压缩机 下段气压缩机 炉气 分离器 清洗气压缩机 中段气冷却塔 下段气冷却塔 中部 底部 窑气 （二）氨盐水碳酸化方框图 过滤 P244 T6、T7 任务五 重碱的过滤与煅烧 一、重碱过滤的基本原理 碳化取出夜：45－50％固相碳酸氢钠（重碱）。 过滤分