盐碱工艺简介_输卤泵_自平衡多级泵_长沙宏力水泵厂

1、盐碱工艺简介 长沙宏力水泵厂2014年6月纯碱常识n纯碱化学名为：Na2CO3 n俗名：苏打、纯碱、洗涤碱n纯碱分为重质纯碱（重灰）和轻质纯碱（轻灰）n纯碱的用途：1、生产玻璃如平板玻璃、光学玻璃等；玻璃工业是纯碱的最大消费部门，每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。2、化学工业用于制取钠盐、碳酸盐、漂白粉、填料、催化剂及染料等；3、冶金工业用于选矿；4、陶瓷工业用于耐火材料和釉。纯碱名称来源n19181921年，范旭东先生在天津塘沽筹办永利碱业公司。同年10月侯德榜接受了的聘请，毅然从美国回国。n诸位：我们总算制出合格的中国碱。这是我们多少年来的夙愿，为此我们支付多少辛苦，尝尽人间辛酸。用索尔维法制碱我

2、们永利是第31家，而在亚洲、在远东我们则是第一家。今天看见这雪白、纯洁的产品，心里无比激动和喜悦。为了使我们的产品区别于土法生产的口碱和进口的卜内门公司的洋碱，我提议取名为纯碱。 范旭东氯化铵常识n物理性质： 氯化铵化学式为 NH4Cl，为无色等轴系晶体，密度1.526 g/cm3（20），且极易溶于水和吸潮结块。n化学性质： 氯化铵在水溶液中呈弱酸性，由于有活性极强的存在，对设备、管线(特别是普通钢材)腐蚀严重；n氯化铵用途：1、主要用于农业作氮素肥料，中国的氯化铵产量居世界第一位；2、工业氯化铵用于制造电池，金属焊接，电镀，印染，医药等；3、食用氯化铵一般与碳酸钠混合后使用，主要用于面包、

3、饼干等；4、饲料添加剂用氯化铵，可提高产肉率；n 联碱工艺目前主要为n氨碱法n侯氏联合制碱法氨碱法制取纯碱n1861年，比利时人索尔维在煤气厂从事稀氨水的浓缩工作，发现用食盐水吸收氨和CO2的试验中可得到NaHCO3，然后获得用海盐和石灰石为原料，氨为媒介制取纯碱的专利，此法被称为索尔维制碱法。n由于此法生产过程中，氨仅起媒介作用，故又称氨碱法。 n其工艺流程：氨碱法主要的化学反应n1、石灰石煅烧和石灰乳制备 CaCO3CaO+CO2 CaO+2H2OCa(OH)2n2、盐水吸氨、碳酸化 NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cln3、碳酸氢钠煅烧，分解出的CO2循环使用 2Na

4、HCO3Na2CO3+CO2 +H2On4、氯化铵与石灰石蒸馏，回收氨 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+NH3+2H2O氨碱优缺点法n氨碱法制碱的优点：n(1) 原料易得，价格低廉；n(2) 可连续生产，生产能力大；n(3) 产品纯度高(含Na2CO398.5%).n氨碱法制碱的缺点：n(1) 氯化钠利用率低，理论转化率84%，实际只能达到72-74%，且仅利用部分Na+ ，26-28% Na+和全部Cl-全部废弃。n(2) 产生大量废水，且废水不易处理。 侯氏联合制碱法侯德榜简介侯德榜简介侯德榜1890年8月9日出生于福建的一个农民家庭, 就读于福州英华书院和沪皖两省路矿学堂，191

5、0年考入清华留美预备学堂，1913年公费赴美留学，19171921年先后获得麻省理工学院化学工程学学士位、哥伦比亚大学硕士学位和博士学位。 1935年荣获中国工程师学会金质奖章。1943年，接受英国皇家学会名誉会员荣衔（当时国外会员仅12人）1949新中国成立之后，侯德榜被任命为中国化学会会长、中国化工学会理事长、中国科学院院士、中国科协副主席、化工部副部长等职。1973年获美国机械工程学会荣誉会员称号。联合制碱法n1942年，我国著名化学家侯德榜发明了“索尔维制碱工艺与合成氨工艺联合起来，可连续生产，既制纯碱又产氯化铵，原料利用率达到98%。n1943年底，中国化学会第十一届年会命名为侯氏制

6、碱法”(Hous process) ，即联合制碱法。n1952年在大连化学厂建成日产10吨的联合制碱中试装置；n1961年在大连化学厂建成年产16万吨的联碱车间。n70年代后，氯化铵过剩，对该法进行了改良，调整多余氯化铵产量称为“新旭法”或称为NA法(New Asahi process)。 联合制碱法生产原理n本联碱生产法采用的是“一次加盐、两次吸氨、一次碳化”生产循环过程；n第一过程为纯碱生产过程；n第二过程为氯化铵生产过程；n如 图1 所示，由母液开始，在第一过程加入原料氨（NH3）和二氧化碳（CO2），得到碳酸氢钠 （NaHCO3）和母液，在第二过程加入原料盐（NaCL），得到氯化铵（N

7、H4CL）和母液，如此完成一个循环。图1: 联合制碱法生产示意图吸氨吸氨换热换热碳化碳化吸氨吸氨分离（干燥）分离（干燥）冷析冷析过滤过滤煅烧煅烧澄清澄清盐析盐析co2NacLAIIMIMIIAIco2纯碱氯化铵一过程二过程联合制碱生产工艺流程煅 烧冷 析过 滤澄 清与A换热盐 析碳 化吸 氨吸 氨NaClMMA兑稠A过程二氧化碳纯碱晶浆半母NH3NH3冷凝洗涤压 缩合成合成炉气浓气浓气分离氯化铵过程外冷器联合制碱生产工艺流程n 根据实际生产情况，联碱法现在设有五个工段，从所包括的工序来讲大致可分为：n压缩工段： CO2压缩、冰机制冷、循环水等工序；n碳化工段： 母液吸氨、淡液及母液蒸馏、氨母液

8、碳酸化、重碱过滤等工序；n煅烧工段： 重灰煅烧、轻灰凉碱、小苏打等工序；n结晶工段： 氯化铵结晶及过滤等工序；n干铵工段： 氯化铵干燥、制精铵等工序。氯化铵结晶工段 冷析结晶器n 结晶器是联碱过程生产NH4CL的主要设备之一，它与外冷器、轴流泵构成一个单元系统。其作用是母液借助轴流泵循环，经过外冷器降温和加盐产生饱和度后，送入结晶器内通过晶浆悬浮层，降低母液的过饱和度，促成晶核的生产和长大，制得粒状NH4CL结晶。氯化铵 冷析结晶器氯化铵 盐析结晶器联合制碱法反应方程式n1、合成氨工厂的反应：nN2的制取：空气液化nH2、CO2的制取： C+H2O(g) H2+CO n CO+H2O(g) H

9、2+CO2n NH3的合成： N2+3H2 2NH3n2、向已经氨化的饱和食盐水中通入二氧化碳nNH3+H2O+CO2+NaClNH4Cl+NaHCO3（析出）n3、 加热碳酸氢钠，得到碳酸钠n2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2 氯化铵和氯化钠溶解度n由上表可知：nNH4Cl溶解度受温度影响大，NaCl则影响不大。n当NH4Cl、NaCl共存在，溶解度都比单独溶解度小 ；n当NH4Cl、NaCl共存在，NH4Cl溶解度随温度的降低而降低，而NaCl的溶解度随温度的降低而上升；n因此可采取冷析和盐析的方法析出 NH4Cl。n原理：联碱生产母液成分比例n1、 氨母液I中 NH3与CO2之比

10、 NH3/CO2=2.1-2.4，吸氨目的：使母液I中 的HCO3-转化为CO32-，防止NaHCO3，与NH4Cl共析。 过低共析，过高，氨分压高，氨损失增大。n2、 氨母液II中 NH3与NaCl之比 NH3/NaCl=1.04-1.12，使NaHCO3析出 若NH3/NaCl太高如1.15-1.20时，易析出NH4HCO3。n3、 母液2中 Na+与NH4+比 Na+/ NH4+=1.5-1.8nNa+增加，析铵量增加，同时酸化时生成较多的NaHCO3，n太高NaCl混入NH4Cl产品中。 联碱法特点n生产过程分为两个过程：n1、制碱过程；n2、制铵过程。n联碱法的优点：n(1) 原料利

11、用率高，食盐利用率95%以上；n(2) 产品成本比氨碱法低，无须石灰石、焦炭，节约原料、能源、运输；n(3) 工艺流程简单，不需蒸氨塔、石灰窑、化灰机等笨重设备；n(4) 排污量小，无大量废液、废渣。侯氏制碱法与索氏制碱法的异同点n1、相同点：nNaClNH3H2OCO2NaHCO3NH4Cl 第一步氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵。第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成的碳酸氢钠沉淀和氯化铵，平时这样的反应一般认为不进行，但是由于在某个温度下，碳酸氢钠的溶解度较低，会沉淀出来，所以这个反应能够一定程度上进行。n2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2 n2、不同点：索氏制碱法（氨碱

12、法） 侯氏制碱（联合制碱法）滤 液处 理方法Ca(OH)2+2NH4Cl 2NH3+CaCl2+2H2OCa(OH)2来源：CaCO3CaO+CO2CaO+H2O Ca(OH)21、通入NH3：a、增大NH4+的浓度，使NH4Cl更多地析出b、使NaHCO3转化为Na2CO3，提高析出NH4Cl的纯度2、降温,并加入过量NaCl： 低温时NH4Cl 溶解度比NaCl小，所以可以使NH4Cl析出，同时补充Na+原 料来源CO2 ：石灰石的煅烧 NH3 ：Ca(OH)2与NH4Cl的反应CO2 ：高温下焦炭与水蒸气的反应NH3 ：工业合成氨的反应循 环物质CO2 NH3CO2 NaCl优 缺点优点

13、：1、原料（食盐和石灰石）便宜； 2、产品纯碱的纯度高； 3、副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；4、制造步骤简单，适合于大规模生产。缺点： 1、 NaCl利用率低 2、生成用途不大的CaCl2优点： 1、提高了NaCl利用率 2、产生了有用的化工原料 和肥料 NH4Cl 制碱生产中饱和食盐水的制备n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。nNaCl在水中的溶解度的变化不大，在室温下为315kg/m3。工业上的饱和盐水因含有钙镁等杂质而只含NaCl 300kg/m3左右。方法：制饱和盐水的化盐桶桶底有带嘴的水管，水自下而上溶解食盐成饱和盐水，从桶上部溢流而出。n化盐用的水来

14、自碱厂各处的含氨、二氧化碳或食盐的洗涤水。制碱生产中盐水的精制盐水杂质：粗盐水含钙镁离子，杂质形成沉淀或复盐。杂质危害：n堵塞管道和设备；n氨和食盐的损失；n影响产品质量；精制盐水的方法：1、石灰-碳酸铵法（石灰-塔气法） 2、石灰-纯碱法 n1.石灰-碳酸铵法 用石灰除去盐中的镁(Mg2+)，反应如下： Mg2+ + Ca(OH)2(s) = Mg(OH)2(s) + Ca2+ 将分离出沉淀（一次泥）的溶液（一次盐水）送入除钙塔中，用碳化塔顶部尾气中的NH3和CO2再除去Ca2+，其化学反应为： 2NH3 + CO2 + H2O +Ca2+ = CaCO3(s) + 2NH4+n2.石灰-纯

15、碱法 除镁的方法与石灰-碳酸铵法相同，除钙则采用纯碱法，其反应如下： Na2CO3 + Ca2+ = CaCO3(s) + 2Na+石灰-纯碱法盐水的精制n原盐精制主要采用洗涤法。用饱和氯化钠溶液洗涤，再用石灰乳处理洗涤液，除去Mg2+、Ca2+等离子称为石灰纯碱法。n1、用石灰乳脱除Mg2+ MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2 MgSO4+ Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaSO4(微溶于水) n2、加入纯碱脱除Ca2+ CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl CaSO4+ Na2CO3 CaCO3+Na2SO4 最新精制工艺：两碱法（烧碱、纯碱），用液体30%氢

16、氧化钠代替石灰联碱厂工艺路线的选择n现在联碱工艺技术路线均采用一次碳化、二次吸氨、一次加盐、冷析、盐析析出氯化铵的工艺路线,n采用母液降温析出氯化铵的方法, 可以称之为 冷法 联碱( 这是相对采用加热蒸发析出氯化铵称之为 热法 联碱而定义) 。冷法联碱经过40 多年的发展,不断的改进创新, 无论从工艺流程、设备完善、装置大型化、工程设计上都逐步成熟, 在我国得到广泛的应用。n以前, 国内联碱厂没有盐资源, 原料盐只能靠买入, 工艺路线一般选择 冷法 联碱的工艺技术路线。n近年来, 新建联碱厂从市场竞争角度出发, 为降低成本都从资源配置考虑, 因而都有自己的盐厂, 而技术路线仍然是传统的卤水制盐, 盐再加入母液溶解制碱的方法, 从技术角度分析这并不是一种合理的选择。热法联碱n今后不仅仅只采用冷法联碱的工艺路线, 更应该发展能耗更合理的制碱方法 热法联碱。n 热法联碱是制碱部分与氨碱法一样采用盐水精制, 除钙镁后的盐水吸氨，碳化制碱, 滤过母液脱氨后送蒸发浓缩析盐、再析出氯化铵的制碱方法。n这种制碱方法不需要将盐水制成盐, 因而省掉了制盐装置, 而热法制氯化铵部分使用与制盐类似的蒸发装置, 将脱氨后的滤过母液加热蒸发到一定浓度, 采用先析盐、后析铵或先析铵、后析盐的工艺方法制取氯化铵。析铵后的母