氨碱法制纯碱PPT培训课件.ppt

(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 (二)氨盐水碳化过程相图分析 吸收二氧化碳并使之饱和的氨盐水溶液及其形成NaHCO3沉淀的过程所组成的系统是一个复杂的多相变化系统。 该系统由NH4Cl、NaCl、NH4HCO3、NaHCO3、(NH4)2CO3等盐的溶液及结晶所组成。 这一系统在碳化塔底部固液接近相平衡，因此可以采用固液体系相图的分析来判断原料的利用率。 图10-10 Na+·NH4+∥Cl-·HCO3- H2O体系 等温相图 图10-11钠、氨利用率图解分析 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）： 由图10-11还可以看出，在NaHCO3结晶区任意一点X，其 U（Na）和U（NH3）可分别写为： 当反应终结，溶液的组成点落在P1点时，β最小，则U（Na）值最大；当 溶液组成点落在P2点时，α最小，则U（NH3）最大。由此可推得：对于 U（Na），E＜P2＜P1＜F；对于U（NH3），E＜P2＞P1＜F。 （三）氨盐水碳化的工艺条件 1.碳化度 生产中用碳化度R表示氨盐水吸收CO2的程度，其表达式为 在适当的氨盐水组成条件下，R值越大，则NH3转变成NH4HCO3越完全，NaCl的利用率U(Na)越高。 生产上尽量提高R值以达到提高U(Na)的目的，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.原始氨盐水溶液的理论适宜组成 理论适宜组成即在一定温度和压力条件下，塔内达到固液平衡时，液相的组成点落在P1点时的原始溶液组成，此时钠的利用率最高。 从图10-12可以看出，该原始溶液组成点应在P1和B连线与NaCl和NH4HCO3原始溶液组成线AC的交叉点上，即T点。 图10-12原始溶液适宜组成图 实际生产中，原始氨盐水的组成不可能达到最适宜的浓度，即T点。 （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。 四、氨盐水碳酸化工艺流程的组织及碳化塔的操作控制要点 （一）碳酸化工艺流程的组织 碳酸化的典型工艺流程见图10-13。 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 (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