纯碱生产-氨碱法生产纯碱工艺流程

氨碱法生产纯碱工艺流程氨碱法是以氨作为中间媒介生产纯碱的一种方法，该法原料价廉易得，产品纯度较高，且部分二氧化碳和氨可循环使用；整个制作步骤简单，适用大规模生产。本节课学习氨碱法生产纯碱的工艺流程。氨碱法生产纯碱的工艺流程原盐：制备饱和食盐水，除去Mg2+，Ca2+，得精制食盐水。精制食盐水送吸氨塔吸收氨气（氨气来自蒸氨塔回收），得氨盐水，送往碳酸化塔。氨盐水吸收CO2得到NaHCO3和NH4Cl，生成的NaHCO3经煅烧分解为Na2CO3、CO2和H2O。1石灰石煅烧及生石灰消化2食盐水的制备和精制3氨盐水的制备4氨盐水的碳酸化5碳酸氢钠的过滤与煅烧6氨的回收作用：石灰石煅烧得到的CO2用于氨盐水的碳酸化；生石灰消化后用于回收氨。石灰石内配入一定比例的无烟煤送入石灰窑内，在窑底送入空气供燃料燃烧。石灰石在窑内被加热，分解生成CaO和CO2。窑气经过泡沫塔冷却、除尘和静电除尘两级净化后送压缩工序。生石灰在化灰机内加入海水使生石灰消化制成石灰乳，送往蒸氨塔。1、石灰石煅烧及生石灰消化石灰窑：CaCO3=CO2↑＋CaO温度指标：940~1200℃

；理论上：CO2含量为44.2%，一般在40%左右；要求CO含量＜0.6%，O2含量＜0.3%。化灰机：CaO＋H2O=Ca(OH)2消化时放出大量的热，因加入水量的不同可得粉末的消石灰、稠厚的石灰膏、悬浮液的石灰乳和水溶液的石灰石。回收氨中用石灰乳悬浮液：流动性良好、固体颗粒不沉淀。1、石灰石煅烧及生石灰消化作用：将粗盐中所含杂质如钙盐、镁盐等除去，得到精制的食盐水。氨碱法用的饱和盐水可以来自海盐、池盐、岩盐、井盐和湖盐等。NaCl在水中的溶解度随温度的变化不大，室温下为315kg/m3。工业上的饱和盐水因含钙、镁等杂质而只含NaCl300kg/m3左右。制一吨纯碱约消耗饱和盐水5.0—5.3m3。2、食盐水的制备和精制粗盐水中的钙镁离子，在吸氨和碳酸化时会生成Mg(OH)2和CaCO3沉淀，不仅影响产品质量，而且在设备和管道积垢结疤，阻碍气液流动，妨碍操作。因此，盐水必须经过精制，除去99%以上的钙镁杂质。2、食盐水的制备和精制2、食盐水的制备和精制石灰-碳酸铵法石灰-纯碱法除镁石灰乳一次泥：分离出的沉淀；一次盐水：除镁后的盐水。Mg2+＋Ca(OH)2＝Mg(OH)2↓＋Ca2+除钙碳酸化塔塔顶来的含NH3和CO2的尾气Na2CO3二次泥：分离出的沉淀；二次盐水：除钙后的精制盐水。Ca2+＋2NH3＋CO2＋H2O＝CaCO3↓＋2NH4

+Ca2+＋Na2CO3＝CaCO3↓＋2Na+区别利用了碳化尾气；出现结合氨，对碳化不利。没有结合氨；消耗了最终产品纯碱。常用石灰-碳酸铵法作用：制备碳酸化所要求浓度的氨盐水。吸氨用的氨来自蒸氨塔（用石灰乳处理碳酸化后母液所回收的氨，含有CO2和水蒸气）。

NH3（g）＋H2O（l）＝NH4OH（l）；氨气中的CO2也会溶入溶液，并反应生成碳酸铵：CO2（g）＋2NH3（l）＋H2O（l）＝(NH4)2CO3（l）3、氨盐水的制备氨溶于水时释放的热量氨气中水蒸气的冷凝热CO2与氨的反应热1kg氨吸收成氨盐水释放4280KJ热量氨盐水温度提高95℃，阻碍吸氨。设冷却装置：塔中部≤60~65℃，塔底氨盐水：30℃。作用：制备NaHCO3结晶，用于煅烧。NaCl＋NH3＋CO2＋H2O=NaHCO3↓＋NH4Cl反应机理：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-+NH3③NaHCO3结晶析出：HCO3-+Na+＝NaHCO3(s)4、氨盐水的碳酸化作用：过滤分离出晶浆中悬浮的固相NaHCO3（含量40~50%，称为重碱），并煅烧得到纯碱产品。其母液送去蒸氨。分解反应：2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)＋CO2（g）＋H2O（g）煅烧时需要将一部分煅烧过的纯碱与湿NaHCO3混合，调节煅烧料的水分含量，这部分循环用碱称为返碱。返碱量与滤饼含水量及炉的结构有关。5、碳酸氢钠的过滤与煅烧作用：循环利用氨，减少氨的损失，节约成本。生产1t纯碱，循环氨量为0.4~0.5t。母液蒸馏：过滤重碱后含结合氨的母液，添加石灰乳分解转变成游离氨蒸出。淡液蒸馏：各种含氨的回收液中只含游离氨，直接加热蒸馏。过滤重碱后的母液主要含NH4H

CO3、NH4Cl、NaCl、NaHCO3等，母液受热时，游离氨受热即从液相驱出，同时发生一些复分解反应：NH4HCO3＝NH3↑＋CO2↑＋H2O↑NH4Cl＋NaHCO3＝NH3↑＋CO2↑＋H2O↑＋NaCl6、氨的回收加入石灰乳时，结合氨分离成游离氨，并从液相驱出：2NH4Cl＋Ca(OH)2=2NH3＋CaCl2＋2H2O母液中存在NaCl和CaCl2，CaCl2与氨化合降低氨分压，NaCl可提高平衡氨分压，两者的作用近似抵消。