氨碱法纯碱生产工艺概述

1、其次章 氨碱法纯碱生产工艺概述第一节 氨碱法根本生产原理及总流程简述一、氨碱法生产纯碱的特点及总流程3氨碱法生产纯碱的技术成熟，设备根本定型，原料易得，价格低廉，过程中的 NH 循环使用，损失较少。能大规模连续化生产，机械化自动化程度高，产品的质量好，纯度高。3该法的突出缺点是：原料利用率低，主要是指NaCl 的利用率低，废渣排放量大。严峻污23针对上述缺乏和合成氨厂副产 CO 的特点，提出了氨碱两大生产系统组成同一条连续的生产线，用NaCl，NH CO 同时生产出纯碱和氯化铵两种产品23氨碱法生产纯碱的总流程见图 5-19。二、氨碱法制纯碱的生产工艺流程15-1 所示。其过程大致如下：12、

2、氨碱法纯碱生产工艺流程框图：原盐石灰石无烟煤CO2盐水精制盐水吸氨石灰煅烧石灰乳制备氨盐水碳化NH3母液蒸馏重碱过滤废液重碱煅烧轻质纯碱3、氨碱法纯碱生产工序的根本划分：水合重质纯碱2石灰工序:CO2 和石灰乳的制备，石灰石经煅烧制得石灰和 CO ，石灰经消化得石灰乳；2盐水工序:盐水的制备和精制；蒸吸工序: 盐水氨化制氨盐水及母液中氨的蒸发与回收；2碳滤工序: 氨盐水碳化制得重碱及其重碱过滤和洗涤；22煅烧工序:重碱煅烧得纯碱成品及CO ；和重质纯碱的生产；(6)CO2压缩工序:窑气CO 、炉气CO 的压缩工碳酸化制碱。22氨碱法生产纯碱的原料是食盐和石灰石，燃料为焦炭(煤)。氨作为催化剂在

3、系统中循环使用。原料盐(海盐、岩盐、自然盐水)经精制吸氨、碳化、结晶、过滤，再煅烧即为成品。母液经石灰和后，氨蒸发并回收使用，氯化钙则排放。其化学反响为： (CaCl2)废渣没有应用出路，造成大量积存。因此，该生产方法在厂址选择方面相对较为苛求，否则引起公害。另外盐的总利用率低(30%)，工艺流程较长且简单。1学反响方程式为：CaCO+2NaCL=NaCO+CaCL3232 须导入氨，在系统中不断循环再用，这就使得氨碱法制碱成为一种很简单的化学反响过程， 其全过程需范围假设干个步骤，各主要步骤及其主要化学反响如下：1、石灰石煅烧以制取CO2CaCOs=CaOs+COg178.27KJ/mol3

4、2燃料中的碳在空气流中燃烧生成CO 并放热 Cs+O=COg+395.4KJ/mol222氧化钙生石灰消化制成熟石灰CaOs+HOl=Ca(OH)(s)+65.65KJ/mol222、饱和盐水吸氨、碳酸化制成NaHCO碳酸氢钠，或简称重碱。综合反3应如下所示：NaCLaq+NHg+COg+HOl=NHCLaq+NaHCOs+114.5KJ/mol32243或分布反响如下：3 6NHg+HOl=NHOHaq+34.6KJ/mol3242NHOHaq+COg=NHCOaq+HOl+94.0KJ/mol424232NHCOaq+COg+HOl=2NHHCOaq+35KJ/mol4232243NHHC

5、Oaq+NaCL(aq)=NHCL(aq)+NaHCO(s)+15.4KJ/mol43433、将重碱NaHCO 与溶液分别，进展煅烧而制得纯碱，并回收CO322NaHCOs=NaCO+COg+HOg-129.1KJ/mol323224、将溶液中的NH4CL2NHCLaq+CaOHs=2NHg+CaCLaq+ 2HOl44.1KJ/mol423222、现代氨碱法纯生产程序可以分为以下步骤：石灰乳。 、原盐化盐制备盐水和盐水的精制。、精盐水吸氨制得氨盐水。至碳化塔制碱。、重碱的过滤及洗涤即碳化所得晶浆的固液分别。 、重碱煅烧制得纯碱成品及二氧化碳，纯碱水合生产重质纯碱。、母液中氨的蒸馏回收。其次节

6、氨碱法纯碱生产的主要原料概述一、原盐食盐1、原盐的物化性质及成份规格：原盐是氨碱法纯碱生产的主要原料。原盐的主要成份为氯化钠，化学分子式为 NaCL，褐色，氯化钠晶体通常是正六面体。1食盐的物化性质： 氯化钠的分子量58.45熔点800沸点144020时比热0.867(J/g)25时密度2.161t/m3解热为4.9KJ/mol，溶解过程为吸热反响，当制成饱和盐水时，可使溶液温度降低 6温度上升而增加的性质不同，所以其水溶液卤水在冷冻工业中被用作载冷体。2食盐的质量标准：NaCL特别是钙、镁杂质越低越好。由于食盐中的氯化镁、硫酸镁、硫酸钙等杂质，在盐水精制、吸氨、碳化过程中，会生成炭酸镁、碳酸

7、钙及其他复盐等，使塔器与管道堵塞，这些杂质如 盐一般需要符合以下标准：NaCL% 90%；水分% 4.2%；Mg2+% 0.8%；SO2-% 0.8%。42、原盐的需要用量氨碱法纯碱生产的全过程，可以归结为一个综合的化学反响方程式。即CaCO+2NaCL= CaCL+NaCO3223258.45106X1000kg1t 纯碱理论上所需要的氯化钠量X=58.4521000/106=1103kgXNaCO100%)NaCL100%) 的239070-75NaCLNaCO , Na27%以上，加之过程中跑、冒、滴、漏等各项损失， 实际耗用23食盐的量远远超过上述理论用量，这样使每生产 1 吨工业纯碱

8、所需耗用的原盐实物量高达1.61.7t 之多。氨碱法制碱的食盐消耗量是很大的，纯碱工业从来就是用盐大户，因此必需 要比海盐为高，并可以承受注入高压水压裂地下化盐方法进展开采，得到接近饱和的卤水， 碱生产。3、我国盐资源概况分类盐是NaCl(氯化钠)3 而得的盐叫作“海盐”；开采现代盐湖矿加工制得的盐叫作“湖盐”；开采地下自然卤水或空蒸发结晶生产高品质盐为主，因此，又称真空盐。下卤水或注水溶解地下岩盐矿床而得到的卤水，目前我国液体盐的比例缺乏10%，但国外 51%。氯化钠除供食用外(惯称食盐)，大量用作工业原料(名曰工业用盐)，国家统计局的统计年表以“原盐”为总称。资源分布盐，西北部湖盐。(含辽

9、宁、河北、天津、山东和江苏)为主。井矿盐矿床广泛分布在河南、四川、湖北、湖南、江西、四川、重庆、云南、江苏、山18 个省区。据不完全统计，现已查明的氯化钠储量大于100 t 的盐矿床就有十余个。在 3000 多亿t距离运输始终是制约其进展的瓶颈。1995 3824 t6.2 万亿t 以上。目前我国的盐总产量6000 t进展制盐工业以及盐化工的资源条件。4、我国制盐工业概况生产状况近十余年，受我国盐化工及下游行业快速进展的影响，我国对原盐的需求也快速增加。2022 5920 t1 位。从历年统计数据看，海盐产能最大，井盐次之，湖盐最低。东部沿海地区制盐产能约占总产能的60%。海盐生产主要集中在环

10、渤海湾的山东、河 北、天津和辽宁四省市，四省市产量占全国海盐产量的90%以上。湖盐主要集中在内蒙、 疆和青海三省。井矿盐主要分布在四川、湖北、江苏、河南、江西、湖南、安徽、云南、重庆等省市。近年我国原盐产量见表1。受沿海地区各类园区和工业等工程建设进展的影响，北方海盐区的盐田面积逐年萎缩， 年提高。目前规划建设的制盐产能(主要是井矿盐)1000 万 ta，盐业产能的增长可以满足下游行业的需求。存在问题产品构造比较单一。大路化雪、畜牧、水处理、洗浴用盐、高纯度工业盐等高附加 开发利用仍处于较低水平，折盐产量仅占井矿盐总产量的12%。卤水化工的深加工系列产 品，如钾镁肥、阻燃剂、农药、医药中间体等

11、还没有形成规模化和产业化。资源利用水平低。目前，制盐工业仍主要以单一的制盐业为主，资源利用率很低。 海盐苦卤利用率缺乏 20%，莱州湾地下卤水的掠夺性开采使盐、溴比例失调，这一地区消灭，使湖盐资源遭到污染；矿盐区的芒硝提取率缺乏10%。国外则根本做到零排放。7 10产业布局不合理。50%200km。在美国，80%以上的运输半150km以内，管输液体盐比例较高。进展思路近年盐业行业效益起伏较大，为避开产能严峻过剩，国家进展改革委员会2022 年公布制盐工业构造调整指导意见。2022 5500 t 20226500 t5%以内。但实际推测该指标将被大大突破。稳定海盐生产，主要作为化工用盐，关键是要

12、提高产品质量。有序进展井矿盐。井低耗能的液体盐的供给量。按需进展湖盐。湖盐区地处西部，运输条件还有待改善；但资源丰富，本钱低廉， 也具有肯定优势。消费构造我国盐化工用盐占 73%，食用盐占 16%，其它用盐占 11%。盐化工是我国制盐工业进展美国融雪耗盐到达1900万t如美国到达 51%)10%左右，可见我国制盐工业的产品构造不尽合理。我国以盐为原料的盐化工产业，主要是纯碱和氯碱两大行业(俗称“两碱”)。近年来， 氯酸钠和金属钠也进展较快，但这两种下游产品的盐的消耗较低，缺乏总消费量的1%，对 为龙头，下游产品开发并存的盐化工产业格局。二、石灰石1、石灰石的物化性质及规格成分石灰石为氨碱法纯碱

13、生产的其次大重要原料，其消耗量不亚于食盐。1石灰石的物化性质：方解石、大理石，主要成份是碳酸钙，其结晶大局部为六方晶系。化学分子式为CaCO3。碳酸钙的分子量100.09密度2.711T/M3分解温度825熔点1339石灰石在石灰窑中煅烧，发生CaCO 的分解反响。生成的CaO 称为生石灰，为无色等轴323723.37 t/m3，在氨碱厂将它用水消化而制得氢氧化钙悬浊液，用于蒸氨反响。CaO+HO=CaOH+65.65KJ/mol 生成的 CaOH 称为熟石灰或消石灰，其分222子量为 74.09，为无色斜方晶系，密度 2.24t/m3，无吸湿性，溶解度很小，而且温度越高，溶解度越小氢氧化钙与

14、水混合呈白色悬浊液即石灰乳呈强碱性用于蒸氨及盐水除镁过程。 CaCO + 2HCl = CaCl+ HO + CO 摩氏硬度值 MOH:33222化学分析：二氧化硅 0.07% 、三氧化二铝 0.02% 、三氧化二铁 0.03%55.22%0.08%石灰石块状/40.794.621.210.5250.16，1.10/块：硅 0.190.150.1732.121.19石灰石是生产玻璃的主要原料。(CO )能使熟石灰变混浊。2石灰和石灰石大量用做建筑材料，也是很多工业的重要原料。石灰石可直接加工成石料和烧制成生石灰。石灰有生石灰和熟石灰。生石灰的主要成分是CaO，一般呈块状，纯的为白色，含有杂质时

15、为淡灰色或淡黄色。 生石灰吸潮或加水就成为消石灰，消石灰也叫熟石灰，它的主要成分是Ca(OH)2 。熟石灰经调配成石灰浆、石灰膏、石灰砂浆等，用作涂装材料和砖瓦粘合剂。水泥是由石灰石和粘土等混合，经高温煅烧制得。玻璃由石灰石、石英砂、纯碱等混合，经高温熔融制得。炼铁用石灰石作熔剂， 除去脉石。炼钢用生石灰做造渣材料，除去硫、磷等有害杂质。(2)石灰石的成份规格：CaCO % 90% ；SiO 5.5%；MgCO3.5%；RO 0.5% RO为铁铝氧化物322依据反响方程式： CaCO+2NaCL= CaCL32 32 3+NaCO3223100106X1000kg可求出 X=1001000/1

16、06=943kg1100%100% CaCO943kg。实际生产中石灰3石不是纯的CaCO ，也不能百分之百分解，加上各个环节的损失，其耗用量同样大大超过理31.31.6t/tCO 气及石灰乳质量，2提高关键设备的生产强度，削减系统物料当量，一般要求石灰石含碳酸钙不低于90%，其他酸性杂质如SiO + RO6%为佳。这样可使石灰窑生产出的CaO80%以上，而窑22 3气含 CO 则可以到达 40%以上，此外，氨碱厂对石灰石的粒度有特别要求，其直径在270150mm3、我国石灰石的储量及分布状况石油是经济的命脉，国力进展的命脉，谁拥有了石油，谁就拥有了21世纪的进展。储藏石油，参与石油期货市场的

17、交易，不仅仅是经济活动，而是出于战略进展目标的考虑。因此把握石油资源是爆发伊拉克战斗的因素之一。中国有句古语，民以食为天，天命也。石灰石就是水泥工业的粮食，是水泥生产的命脉。水泥厂只要生产， 就一刻离不开石灰石，谁占有了石灰石资源，谁就占有了水泥工业的进展。目前我国水泥企业争夺市场之战，也可以说是争夺石灰石资源之战，因此大企业集团把占有优势石灰石资源作为实现自身进展战略的措施之一。、石灰石是用途极广的贵重资源石灰石是石灰岩作为矿物原料的商品名称。石灰岩在人类文明史上，以其在自然界中分布广、易于猎取的特点而被广泛应用。作为重要的建筑材料有着悠久的开采历史，在现代工业中，石灰石是制造水泥、石灰、电

18、石的主要原料，是冶金工业中不行缺少的熔剂灰岩，优质石灰石经超细粉磨后，被广泛应用于造纸、橡胶、油漆、涂料、医药、化装品、饲料、密封、粘结、抛光等产品的制造中。据不完全统计，水泥生产消耗的石灰石和建筑石料、 石灰生产、冶金熔剂，超细碳酸钙消耗石灰石的总和之比为13石灰岩是不行再生资源， 随着科学技术的不断进步和纳米技术的进展，石灰石的应用领域还将进一步拓宽。、我国石灰石资源概况及其地理分布我国是世界上石灰岩矿资源丰富的国家之一。除上海、香港、澳门外，在各省、直辖市、自治区均有分布。据原国家建材局地43.8KM2(1/201/41/3环境保护、生态平衡，防止水土流失，风景旅游等方面的需要，特别是随

19、着我国小城镇建设规划的不断完善和落实，可供水泥石灰岩的开采量还将削减。全国已觉察水泥石灰岩矿点七、八千处，其中已有探明储量的有 1286 处，其中大型矿床 257481 处、小型 486 处(矿石储量大于 800040008000 万吨为中型、小于 4000 万吨为小型)，共计保有矿石储量 542亿吨，其中石灰岩储量 504 亿吨，占 93%；大理岩储量 38 亿吨，占 7%。保有储量广泛分布于除上海市 以外 29 个省、直辖市、自治区，其中陕西省保有储量49亿吨，为全国之冠；其余依次为安徽省、广西自治区、四川 (含重庆市)省，各保有储量 3430 亿吨；山东、河北、河南、广东、辽宁、湖南、湖

20、北7省各保有储量 3020 亿吨；黑龙江、浙江、江苏、贵州、江西、云南、福建、山西、疆、吉林、内蒙古、青海、甘肃13 省各保有储量 2010 亿吨；北京、宁夏、海南、西藏、天津5省各保有储量 52亿吨。三、焦炭或白煤1白煤的物化性质无烟煤英文名称anthracite ，俗称白煤或红煤。是煤化程度最大的煤。无烟煤固定碳含量高，挥发分产率低，密度大，硬度大，燃点高，燃烧时不冒烟。黑色坚硬， 有金属光泽。以脂摩擦不致染污，断口成介壳状，燃烧时火焰短而少烟。不结焦。一般含碳量在 90%以上，挥发物在 10%以下。无胶质层厚度。热值约 8000-8500 千卡/公斤。有时把挥发物含量特大的称做半无烟煤；

21、特小的称做高无烟煤。无烟煤为煤化程度最深的煤，含碳量最多，灰分不多，水分较少，发热量很高， 可达 2500032500kJ/kg ，挥发分释出温度较高，其焦炭没有黏着性，着火和燃尽均比较困难，燃烧时无烟，火焰呈青蓝色。 煤样在规定条件下隔绝空气加热，煤中的有机物质受热分解出一局部分子量较小的液态此时为蒸汽状态和气态产物，这些产 物称为挥发物。挥发物占煤样质量的分数成为挥发分产率或简称为挥发分。以枯燥无灰基为分析基，挥发分低于 10%的煤称为无烟煤。挥发分大于 6.5%小于 10%的无烟煤称为无烟煤三号。 01 号无烟煤为年老无烟煤； 02 号无烟煤为典型无烟煤； 03 号无烟煤为年轻无烟煤。2

22、、焦炭的物化性质焦炭定义：烟煤在隔绝空气的条件下，加热到950-1050 ，经过枯燥、热解、熔融、粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭，这一过程叫高温炼焦高温干馏。由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料，又是重要的有机合成工业原料。冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于 90%以上的冶金焦均用于高炉炼铁，因此往往把高炉焦称为冶金焦。铸造焦是专用与化铁炉熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其作用是熔化炉料并使铁水过热， 支撑料柱保持其良好的透气性。 因此，铸造焦应具备块度大、反响性低、气孔率小、具有足够的

23、抗冲击裂开强度、灰分和硫分低等特点。焦炭物理性质包括焦炭筛分组成、焦炭散密度、焦炭真相对密度、焦炭视相对密度、焦炭气孔率、焦炭比热容、焦炭热导率、焦炭热应力、焦炭着火温度、焦炭热膨 胀系数、焦炭收缩率、焦炭电阻率和焦炭透气性等。焦炭的物理性质与其常温机械强度和热强度及化学性质亲热相关。 焦炭的主要物理性质如下：真密度为 1.8-1.95g/cm 3； 视密度为 0.88-1.08g/ cm 3；气孔率为 35-55%；散密度为 400-500kg/ m 3；平均比热容为 0.808kj/ kgk100，1.465kj/ kgk1000；热导率为2.64kj/mhk常温，6.91kg/ mhk9

24、00；着火温度空气中为450-650 ；枯燥无灰基低热值为 30-32KJ/g ；比外表积为 0.6-0.8m 2/g (使用全自动 F-Sorb 2400比外表积仪 BET 方法检测)。焦炭的比外表积争辩是格外重要的，焦炭的比外表积检测数据只有承受BET 方法检测出来的结果才是真实牢靠的，国内目前有很多仪器只能做直接比照法的检测，现在国内也被淘汰了。目前国内外比外表积测试统一承受多点BET 法，国内外制定出来的比外表积测定标准都是以BET 测试方法为根底的，请参看我国国家标准GB/T19587-2022 -气体吸附 BET 原理测定固态物质比外表积的方法。比外表积检测其实是比较消耗时间的工作

25、，由于样品吸附力量的不同，有些样品的测试可能需要消耗一成天的时间，假设测试过程没有实现完全自动化，那测试人员就时刻都不能离开，并且要高度集中，观看仪表盘，操控旋钮，稍不留神就会导致测试过程的失败，这会浪费测试人员很多的贵重时间。 F-Sorb 2400 比外表积分析仪是真正能够实现BET 法检测功能的仪器兼备直接比照法，更重要的 F-Sorb 2400 比外表积分析仪是迄今为止国内唯一完全自动化智能化的比外表积检测设备，其测试结果与国际全都性很高，稳定性也很好，同时削减人为误差，提高测试结果准确性。焦炭的反响性及反响后的强度：焦炭反响性与二氧化碳、氧和水蒸气等进展化学反响的力量， 焦炭反响后强

26、度是指反响后的焦炭再机械力和热应力作用下抵抗碎裂和磨损的力量。焦炭在高炉炼铁、铸造化铁和固定床气化过程中，都要与二氧化碳、氧和水蒸气发生化学反响。由于焦与氧和水蒸气的反响有与二氧化碳的反响类似的规 律，因此大多数国家都用焦炭与二氧化碳间的反响特性评定焦炭反响性。中国标准 GB/T4000-1996 规定了焦炭反响性及反响后强度试验方法。其做法是使焦炭在高温下与二氧化碳发生反响没，然后测定反响后焦炭失重率及其机械强度。焦炭反响性 CRI 及反响后强度 CSR 的重复性 r 不得超过以下数值：CRIr2.4%CSR：3.2%焦炭反响性及反响后强度的试验结果均取平行试验结果的算术平均值。3、焦炭和无

27、烟煤的质量指标焦炭是高温干馏的固体产物，主要成分是碳，是具有裂纹和不规章的孔孢构造体或孔孢多孔体。裂纹的多少直接影响到焦炭的力度和抗碎强度，其指标一般以裂纹度指单位体积焦炭内的裂纹长度的多少来衡量。衡量孔孢构造的指标主要用气孔率只焦炭气孔体积占总体积的百分数来表示，它影响到焦炭的反响性和强度。不同用途的焦炭，对气孔率指标要求不同，一般冶金焦气孔率要求在4045%，铸造焦要求在 3540%，出口焦要求在 30% 左右。焦炭裂纹度与气孔率的凹凸，与炼焦所 用煤种有直接关系，如以气煤为主炼得的焦炭，裂纹多，气孔率高，强度低；而以焦煤作为根底煤炼得的焦炭裂纹少、气孔率低、强度高。焦炭强度通常用抗碎强度

28、和耐 磨强度两个指标来表示。 焦炭的抗碎强度是指焦炭能抵抗受外来冲击力而不沿构造的裂纹或缺陷处裂开的力量，用M40 值表示；焦炭的耐磨强度是指焦炭能抵抗外来摩檫力而不产生外表玻璃形成碎屑或粉末的力量，用M10 值表示。焦炭的裂纹度影响其抗碎强度 M40 值，焦炭的孔孢构造影响耐磨强度 M10 值。M40 M10 值的测定方法很多，我国多承受德国米贡转鼓试验的方法。焦炭质量标准：固定碳 80%；挥发份 5.0%7.0%15.0%；发28000KJ/kg无烟煤质量标准：固定碳 78%；挥发份 9.0%4.0%16.0%；28000KJ/kg4、焦炭质量的评价、焦炭中的硫分：硫是生铁冶炼的有害杂质之

29、一，它使生铁质量降低。在炼钢生铁中硫含量大于 0.07%即为废品。由高炉炉料带入炉内的硫有11%来自矿石；3.5%来自石灰石； 82.5%来自焦炭，所以焦炭是炉料中硫的主要来源。焦炭硫分的凹凸直接影响到高炉炼铁生产。当焦炭硫分大于1.6%，硫份每增加 0.1%，焦炭使用量增加 1.8%，石灰石参加量增加 3.7%,矿石参加量增加 0.3%高炉产量降低2.0%.冶金焦的含硫量规定不大于1%，大中型高炉使用的冶金焦含硫量小于0.40.7%。、焦炭中的磷分：炼铁用的冶金焦含磷量应在0.020.03%以下。、焦炭中的灰分：焦炭的灰分对高炉冶炼的影响是格外显著的。焦炭灰分增加1%，焦炭用量增加 22.5

30、%因此，焦炭灰分的降低是格外必要的。、焦炭中的挥发分：依据焦炭的挥发分含量可推断焦炭成熟度。如挥发分大于1.5%，则表示生焦；挥发分小于0.50.7%,则表示过火，一般成熟的冶金焦挥发分为1%左右。、焦炭中的水分：水分波动会使焦炭计量不准，从而引起炉况波动。此外，焦炭水分提高会使 M04 M10 偏低，给转鼓指标带来误差。、焦炭的筛分组成：在高炉冶炼中焦炭的粒度也是很重要的。我国过去对焦炭粒度要求为：对大焦炉 13002022平方米焦炭粒度大于40毫米；中、小高炉焦炭粒度大于 25毫米。但目前一些钢厂的试验说明， 焦炭粒度在 4025毫米为好。大于 80毫米的焦炭要整粒，使其粒度范围变化不大。

31、这样焦炭块度均一，空隙大， 阻力小，炉况运行良好。5焦炭和白煤热值较高，固定碳含量高，挥发份含量低，杂质少，是石灰窑比较抱负的燃料。石灰石在石灰窑中煅烧需要按理论量配以适量的焦炭或白煤。实际配焦或配煤的比列应视石灰石和焦炭、白煤的品位而异。每煅烧单位重量石灰石所需要的焦炭或白妹的重量数，二者之百分率称为配焦率或配煤率 。例如某氨碱厂煅烧 1 吨石灰石8kg85/1000=8.5%理论上分解 1kgCaCO3需要热量 1796KJ29307KJ/kg 的标准煤0.061kg1796/29307=0.061kg ，由于石灰窑本身有热损失，石灰要带走一些显热，加上燃料燃烧不完全，造成燃料消耗比理论值

32、大，实际生产中每煅烧1吨石灰石需要用标煤约 7585kg ， 而每生产 1 吨纯碱假设按 1.5120130kg6、我国白煤的储量中国无烟煤推测储量为 4740亿吨，占全国煤炭总资源量的 10%，年产 2 亿吨。山西省占 32%，河南省占 18%，贵州省占 11%。中国有六大无烟煤基地：北京京煤集团，晋城煤业集团，焦作煤业集团，河南永城矿区，神华宁煤集团，阳泉煤业集团。无烟煤块煤主要应用是化肥氮肥、合成氨 、陶瓷、制造锻造等行业；无烟粉煤主要应用在冶金行业用于高炉喷吹高炉喷吹用煤主要包括无烟煤、贫煤、瘦煤和 气煤。焦炭分布：从我国焦炭产量分布状况看，我国炼焦企业地域分布不平衡，主要分布于华北、

33、华东和东北地区。四、液氨液氨的物化性质1、氨的分子式 NH ，分子量 17.07。氨是一种无色、有猛烈刺激臭味的气体；它比空3气轻，在标准状况下，氨气密度为 0.77kg/m3。2、液氨，又称为无水氨，是一种无色液体。氨作为一种重要的化工原料，应用 广泛，为运输及储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。氨易溶于水，溶于水后形成氢氧化铵的碱性溶液。氨在20水中的溶解度为 34%。 液氨在工业上应用广泛，而且具有腐蚀性，且简洁挥发，所以其化学事故发生率相当高。3、液氨为无色液体，有猛烈刺激性气味，极易气化为气氨。密度0.617g/cm3 ；沸点为33.5，低于 77.7可成为具有臭味的

34、无色结晶。液氨密度在0是为0.638t/m 3,20时为0.607 t/m 3。气氨相对密度 (空气1)：059液氨相对密度 (水1)：07067(25 )CAS 7664-41-7 自燃点： 651 11熔点()：-777 爆炸极限： 16 25沸点()：-334 1水溶液 PH 117kJ(kg K) 氨液体4.609 氨气体2.179882kPa(200 )4132.411.29MPa。由于氨的临界温度为 132.4 ,低于此温度只要予以适当压力即可将其液化。在常温下，或许需要 78 个大气压即可将氨液化为液氨存放。但实际使用温度未必是常温，我国规定设计时要求不低于50的饱和蒸气压力。液

35、氨容器的设计压力应当为2.16MPa 。5、氨可以在氧气中燃烧，呈浅绿色火焰，同时分解成氨和水。4315.727.4%体积比651。6、液氨的挥发性很强，在常温下易挥发成氨气，气化时吸热，气化热较大 -15时气化热为 22.31KJ/mol，广泛用作冷冻剂。液氨是一个很好的溶剂，由于分子的极性和存在氢键，液氨在很多物理性质方面同水格外相像。一些活泼的金属可以从水中置换氢和生成氢氧化物，在液氨中就不那么简洁置换氢。但液氨能够溶解金属生成一种蓝色溶液。这种金属液氨溶液能够导电，并缓慢分解放出氢气，有强复原性。7、氨极易溶解于水，并放出大量的热熔解热为35KJ/mol。在常温下，一体积水可7008、

36、氨及氨水与酸可发生中和反响，生成铵盐；与硫酸中和生成硫酸铵；与硝酸中和生成硝酸铵；与盐酸中和生成氯化铵；与碳酸、二氧化碳和水中和生成碳酸铵和碳酸氢铵。9CuNH +，使铜32受到氨水腐蚀，因此有氨水接触的设备、管线不宜使用铜及铜的合金。10、氨对人的眼角膜和呼吸器官粘膜有刺激作用：液氨还能灼伤皮肤、眼睛、氨中毒会引起气管堵塞、窒息、肺水肿，甚至造成死亡。空气中氨的最大容许浓度为30mg/m3。液氨的质量指标液氨国家标准GB53688液氨的使用留意事项液氨是强腐蚀性有毒物质，对皮肤和眼睛有猛烈腐蚀作用，产生严峻苦痛性灼伤。液3%5%的硼酸、乙酸或柠檬酸溶液湿敷。严峻时应马上请医生处理。16 17

37、毒性及中毒机理液氨人类经口 TDLo：015 mlkg液氨人类吸入 LCLo：5000 ppm 5m氨进入人体后会阻碍三羧酸循环，降低细胞色素氧化酶的作用。致使脑氨增加， 可产生神经毒作用。高浓度氨可引起组织溶解坏死作用。接触途径及中毒病症A 吸入吸入是接触的主要途径。氨的刺激性是牢靠的有害浓度报警信号。但由于嗅觉疲乏，长期接触后对低浓度的氨会难以觉察。a 轻度吸入氨中毒表现有鼻炎、咽炎、气管炎、支气管炎。患者有咽灼痛、咳嗽、咳痰或咯血、胸闷和胸骨后苦痛等。b 急性吸入氨中毒的发生多由意外事故如管道裂开、阀门爆裂等造成。急性氨中毒主要表现为呼吸道粘膜刺激和灼伤。其病症依据氨的浓度、吸入时间以及

38、个人感受性等而轻重不同。c 严峻吸人中毒可消灭喉头水肿、声门狭窄以及呼吸道粘膜脱落，可造成气管堵塞，引起窒息。吸入高浓度可直接影响肺毛细血管通透性而引起肺水肿。B皮肤和眼睛接触低浓度的氨对眼和潮湿的皮肤能快速产生刺激作用。潮湿的皮肤或眼睛接触高浓度的氨气能引起严峻的化学烧伤。皮肤接触可引起严峻苦痛和烧伤，并能发生咖啡样着色。被腐蚀部位呈胶状并发软，可发生深度组织破坏。高浓度蒸气对眼睛有强刺激性，可引起苦痛和烧伤，导致明显的炎症并可能发生水肿、上皮组织破坏、角膜混浊和虹膜发炎。轻度病例一般会缓解，严峻病例可能会长期持续，并发生持续性水肿、疤痕、永久性混浊、眼睛膨出、白内障、眼睑和眼球粘连及失明等

39、并发症。屡次或持续接触氨会导致结膜炎。急救措施去除污染假设患者只是单纯接触氨气， 并且没有皮肤和眼的刺激病症， 则不需要去除污染。假设接触的是液氨，并且衣服已被污染，应将衣服脱下并放入双层塑料袋内。假设眼睛接触或眼睛有刺激感，应用大量清水或生理盐水冲洗20 分钟以上。如在冲洗时发生眼睑痉挛，应渐渐滴入12 滴04奥布卡因，连续充分冲洗。如患者戴有隐形眼镜，又简洁取下并且不会损伤眼睛的话，应取下隐形眼镜。应对接触的皮肤和头发用大量清水冲洗15 分钟以上。冲洗皮肤和头发时要留意保护眼睛。病人复苏应马上将患者转移出污染区，对病人进展复苏三步法(气道、呼吸、循环 )：气道：保证气道不被舌头或异物堵塞。

40、呼吸：检查病人是否呼吸，如无呼吸可用袖珍面罩等供给通气， 循环：检查脉搏，如没有脉搏应施行心肺复苏。初步治疗氨中毒无特效解毒药，应承受支持治疗。假设接触浓度 500ppm ，并消灭眼刺激、肺水肿的病症，则推举实行以下措施： 先喷 5 (用定量吸入器 )，然后每 5 假设接触浓度 1500ppm ，应建立静脉通路，并静脉注射10g 甲基泼尼松龙(methylprednisolone)或等量类固醇。 (留意：在临床比照争辩中，皮质类固醇的作用尚未证明。)对氨吸入者，应给湿化空气或氧气。如有缺氧病症，应给湿化氧气。假设呼吸窘迫，应考虑进展气管插管。当病人的状况不能进展气管插管时，如条件许可，应施行环

41、甲状软骨切开术。 对有支气管痉挛的病人， 可给支气管扩张剂喷雾， 如叔丁喘宁。如皮肤接触氨，会引起化学烧伤，可按热烧伤处理：适当补液，给止痛剂，维持体温， 用消毒垫或清洁床单掩盖伤面。假设皮肤接触高压液氨，要留意冻伤。氨的用量氨在生产过程中作为一种媒介在系统中循环使用，没有最终进入产品之中。但由于氨在制碱过程中参与了化学反响，一度以碳酸铵、碳酸氢铵的形式存在，所以与一般的催化剂又有值得区分催化剂的定义是：能加速或延缓化学反响速度，而本身的量和化学性质并不转变的物质依据以下化学反响式：2NH4HCO3+2NaCL=Na 2CO3+H2O+CO2+2NH4CL217NH3106X=320kg100

42、0kg理论上制造 1 吨纯碱，需要有 320kg加上各处的损耗，则必需有 520kg 氨的循环量才能生产 1在生产过程中，氨只生成中间产品，而并不最终进入产品，因此氨的消耗量主要 损失于蒸氨塔排出的废液带走约0.5kg/t 碱， 此外还有碳化尾气净氨塔尾气，各净氨塔尾气，过滤机爆空，真空机排水以及跑冒滴漏等各项损失。氨耗的凹凸主要取决 于企业的技术治理水平及文明生产程度如何。 高效率的氨循环是现代氨碱工业的最大成功之处。固然，由于具有较强的挥发性，从气相中逸散损失是不行避开的，氨又易 溶解于水，要从液相中百分之百分别出来也很困难。而且从技术经济观点看，追求百 分之百的吸取率及回收率往往要加大设

43、备，使工序简单化，或增加能量及其他物料的消耗，结果所费多于所得，并不经济。目前，国内各大型氨碱厂的氨耗水平一般在 35kg/t，这比世界上的先进水平有很大差距，如美国氨耗在 0.70.8kg/t，意大利为 1.01.1kg/t，最先进的氨耗可0.4kg/t我们应当努力搞好技术进步，加强生产把握治理，把各项氨损失削减到合理的限度， 以求降低氨耗， 到达降低纯碱本钱和改善劳动环境的目的。第三节 主要中间物料名称、当量及其他工艺参数一、碱厂常用术语1、母液：生产过程中，分别出结晶后的溶液，它含有与结晶同样或更多的成分。例如：碳化出碱液，经过滤机分别出NaHCO 结晶后的溶液叫做母液或冷母液，其中含有

44、NaHCO ，33NHHCONHCL、NaCL4342、当量：该当量区分于一般的化合当量是指每生产1 吨纯碱的中间物料的量。单位为m3/t 或 kg/t。例如：每生产 1 吨纯碱需要用合格氨盐水 5.97 m3 ，则称氨盐水的当量为5.97m3/t。3 严格地讲：并非是确定的封闭系统，由于有局部氨和二氧化碳要损失掉，还需要不断向系统内补充。4、游离氨：是指能够用加热的方法直接从溶液中蒸出的氨，包括溶液中的NH3、NH4OH 及氨的碳酸盐等。以符号FNH3来表示。5、结合氨也称固定氨：是指不能单纯靠加热方法而分解出的氨的化合物。一般指溶液NHCL， NHSO 等， 它们必需先经过化学反响转变成游

45、离氨，然后才能从溶液中4424蒸出。以符号CNH 表示。36、总氨也称全氨：是指溶液中游离氨与结合氨的总和。以TNH 表示。37、总氯也称全氯：NaCL、NHCLMgCL 等的氯离42子，以TCL-表示。8NH 碱度及NaFNH33实际是无视了Na+ 碱度。91 吨产品所耗用的标准原燃材料数量。有时分别注明实物耗量或折白1100%NaCL1500kg1500kg/t100%NaCL。10、能耗：每生产1 吨产品，需耗用的各种能源包括蒸汽、燃料、电以及耗能工质如压缩空气、水等所折算的能源量，单位kj/t。二、主要中间物料名称1、粗盐水：用杂水溶解食盐制得的饱和食盐溶液。要求TCL-到达 107.

46、5tt 以上，比重保持1.191.202、一次盐水也叫除镁盐水：粗盐水经过除镁，从一次澄清桶出来的清液，称为一次盐水。石灰纯碱法盐水精制中，将粗盐水经过除镁后的盐水称作除镁盐水。3、二次盐水也叫精盐水：一次盐水经除钙后，在二次澄清桶内澄清后的清液称为二次盐水。要求其TCL104.5tt4、氨盐水：精盐水经过分段吸氨，制成的含氨溶液。要求其TCL- 在 89tt度按滴度tt1.121.183640之间。5、碳化氨盐水也叫中和水：氨盐水在碳化清洗塔中溶解塔壁的结疤NaHCO 等，同3时吸取局部COCO60tt或中和水。226、出碱液：碳化氨盐水中和水在碳化塔中与 CO 充分反响，生成含有碳酸氢钠、

47、碳酸2氢铵结晶的悬浮液，从塔底排出的液体称为出碱液。7、冷母液：即过滤液，出碱液经过滤分别出碳酸氢钠等结晶的液体，称为冷母液。8、热母液：冷母液在母液洗涤塔中洗涤并冷却煅烧炉气，使本身温度上升至62左右，其中重碳酸盐被预分解，即称为热母液。9、预热母液：热母液进入蒸氨塔上部的加热分解短，被塔下部上来的气体加热，使其中绝大局部CO 和局部游离氨蒸出后的液体，称为预热母液。210分解为游离氨的液体称为调和液。11、废液：调和液在蒸氨塔的加灰蒸馏段将氨蒸出后，使塔底排出的含渣液体称为废液。12、 冷凝液：氨碱厂中含氨、CO 的气、汽混合气经过间接换热使气体中的水蒸气冷凝成2水，气体中的 NH 及 C

48、O 溶于水中。得到的水溶液称为冷凝液。来自蒸氨塔出气的称为蒸氨32冷凝液，来自煅烧炉气的称为煅烧冷凝液。13、石灰乳：化灰工序将生石灰CaO消化制成的含 CaOH 的悬浮液叫石灰乳，供蒸2氨及盐水精制使用。三、氨碱厂各种主要中间物料当量粗盐水m3/t4.944.98一次盐水m3/t5.025.08精盐水m3/t5.105.15氨盐水m3/t5.976.04中和水m3/t5.956.0出碱液m3/t5.45.5冷母液m3/t5.755.86热母液m3/t6.406.6预热母液m3/t7.527.70调和液m3/t9.7010.10废液m3/t10.010.50冷凝液蒸氨m3/t0.40.75石灰

49、乳m3/t2.302.55第四节 氨碱法纯碱生产的特点氨碱法制碱之所以在目前仍不失为最主要的纯碱生产方法，是由于它具有以下一些优 如合成氨等 道只须承受铸铁或碳钢制造，已能耐腐蚀等等。其他的工业制取纯碱的方法，如联合制碱法、自然碱加工等所以在内地有较快的进展， 7072%。氯则完全未被利用，总的食盐利用率仅为27.528.5%，未能到达很好的综合利用；氨碱法 放废液，使产品、原料运输距离拉长，工业布局不合理。氨碱法纯碱生产的工艺与设备通过多年来的进展还有以下一些显著特点： 1、设备笨重低效； 1.83m、2.0m、2.2m、2.5m、2.0m、3.0m3.2m3m/3.4m2.8m/3.0m2

50、530m，最大型的3.2m300t。3.2m2.8m，他们的总高度达 3048m 不等。又如石灰窑多为内径4.8m/5.3m，加上窑衬后使外壳直径到达 6.27.2m，高度为2729m，每座窑工况下总重量接近 2022t。有些工序，由于连续延用老式设备，生产效率不高，扩大生产后，消灭了机、器、塔、桶众多成群的局面。碱厂的第一材料。 良机械加工性质与化学稳定性的材料 已经取得了长足的进步。例如，应用了大批钛制设备及部件。钛材具有比重小，比强度高， 异，能耐孔蚀、应力腐蚀、缝隙腐蚀、磨损腐蚀及电偶腐蚀等，耐污垢性也很好，并且有较高的导热率，固然，由于钛材价格昂贵，也限制了更广泛的应用。国内外碱厂已

51、在蒸氨塔及碳化塔冷却水箱中全面或局部应用钛管铁的吸氨冷却排管，其总传热系数在工业运行下可高达 14001740W/m2.K即 12001500Kcal/m2.h.，45大应用的前景是格外良好的。2、工艺流程冗长，生产连续性强，各个工序相互牵制影响，并通过来回的物料流相互供给优化条件。间设置足够的中间物料储槽桶，起到缓冲吞吐的作用，提高对生产波动的承受力。3、氨循环CO 局部循环周而复始，有利于提高利用与回收率。2氨碱厂工艺操作中存在着人们生疏的氨循环及CO 的局部循环。2氨循环的路线是，母液在蒸氨塔中蒸出气态氨，在吸氨塔内被盐水吸取，制成氨盐水， 送入碳化塔，从塔底取出碱浆，经过滤，此时游离氨

52、已有75%左右转化为结合氨，两者同时 存在于滤液中，滤液再送往蒸氨塔蒸馏出氨，进入下一个循环。碳化尾气带出的氨，约为氨盐水总氨量的89%，除钙塔或净氨塔被盐水洗涤下 及洗水中，并入主物料流回收。二氧化碳局部循环的路线分为两个支路：一是氨盐水碳酸化制成的重碱经煅烧炉煅烧，分解出浓的CO 气即炉气，处理后送入碳化塔；二是出碱液分别下来的滤液，送至蒸氨塔上2部的加热分解短，蒸出的CO 等气、汽混合气，浓缩后，被吸取制成氨盐水，送到碳化塔制2CO 转入产品，需以窑气补充 CO 故称为局部22循环。由于氨与CO 都是循环利用的，必需尽可能提高它们的利用率与回收率，使各工序协调2握氨及CO 在系统的正常流

53、转及其化合物形式的转变，留意中间产品的存量，以抓住生产的2中心环节，带开工艺治理工作。 高产量、产率都有重要作用。此外，氨碱法经受了百余年的历史，制碱技术在不断的进步， 很大代价的。例如：制碱过程中U 形管液封，溢流管应用较多，气升效应，虹吸效应，浆液悬浮，气阻效应等等理论及应用都是来之不易的。现今制碱工作者可以通过捷径学习理解， 生产开拓更加宽阔的空间。4、具有特色盐硝联产的纯碱生产车间划分及工艺流程如广东南方制碱。A、盐硝车间NaSONaSO2424产满足碱要求的饱和粗盐水。蒸发间接冷冻降温度，产生 NaSO10HO 结晶后进入沉硝罐。经自然沉降分别后，脱硝卤242夹带的盐结晶后被送至重碱

54、车间盐水岗位，用于纯碱生产。在沉硝罐内沉淀下来的 Na2SO410H2O 晶浆经过过滤机分别出大局部卤水即滤液该24 29滤液与原料卤水混合后，进入热溶设备，用低压蒸汽和水重溶解Na SO 结晶。蒸发悬浮经离心机进展24排空。B、石灰车间 行消化，生产二氧化碳和石灰乳。对重碱车间来的蒸馏废液进展物理处理，进展固液分别， 清废液外排，固体碱渣装船外运或综合利用。 成石灰乳送至重碱车间蒸吸和盐水岗位，分别出来的未分解石灰石则返回石灰窑再次利用。从重碱送来的废液与二氧化碳在中和塔内直接接触吸取，调整废液的 pH，并分别出大颗pH6-98km返回澄清桶，碱渣装船外运，或进展综合处理生产土壤改进剂。C、

55、重碱车间生产目的：生产重碱碳酸氢钠并送煅烧车间。工艺流程简述：利用盐硝送来的粗盐水经过石灰纯碱法精制合格的精盐水,盐泥增稠后排 苏打使用。利用精盐水、二氧化碳气和选购的液氨，生产中间产品碳酸氢钠，并送往煅烧车 碳酸氢钠的生产，并产生蒸馏废液，送往石灰车间净化岗位处理。D、煅烧车间碳酸氢钠进展间接换热加热分解成纯碱，产生的二氧化碳循环再利用，纯碱按各种规格进展包装。与喷洒的脱盐水混合形成NaCOHO目的：产生重结晶和造粒，出来的水合碱进入重灰232轻灰炉出来的气体以过旋风分别器回收纯碱 气体经螺旋板冷却器回收氨后，二氧化碳送压缩岗位。E、热电车间生产目的：通过阴、阳离子交换树脂及反渗透装置，利用

56、进厂的自来水或直流水 (江水)生的热量生产蒸汽用于纯碱、芒硝工艺生产及汽轮机发电；汽轮机发电供给全厂使用。去除机械杂质 置去除有机杂质、阳离子交换床去除阳离子和阴子交换床去除阴离子后成为脱盐水阴、阳离子交换床分别在运行周期末期用烧碱、盐酸再生，再生水形成排放废水， 生产使用，剩余局部作为锅炉给水进入锅炉。选购进厂的烟煤和无烟煤依据质量状况依据肯定比例混合后在球磨机内被磨碎成粉 入旋风除尘器干法分别去除大局部煤灰经干灰埋刮板排出系统成为干煤灰，再进入 的水夹带冲洗下来的煤灰进入沉淀池分别煤灰后循环使用。锅炉产生的过热蒸汽一局部送至纯碱工艺生产使用，剩余局部进入汽轮发电机进展发 电后被冷凝为冷凝水

57、，返回锅炉使用。5、老三大碱厂的主要工艺设备特点趋于工艺优化稳定如唐山三友、连云港碱厂。在设计上承受了诸多的工艺技术：1、石灰纯碱法精制盐水首次在国内使用，该法具有流程短、设备少、操作弹性大、设备结疤轻、精盐水质量稳定、一次性投资省等优点。2、首次在国内使用2800mm特点。3、首次在国内使用固相水合法生产重质纯碱，并取得了显著的成果。大型及型设备的承受，使大型碱厂的设计生产更加趋于合理，1、24.5m 大型高效盐水澄清桶具有设备直径大，生产力量大，澄清效果好，构造先进，效率高等性能特点。2、2800mm32.18m，下部为氨盐水储存段，中部为冷却吸取段，上部为洗涤段。冷却管为511.5mm7

58、01000t/d 以上。3、3m/3.4m29.895m207m21379m2，27固定花板，钛冷却管632mm420m2不锈钢滤碱机、3.6m2.5m水合机、3.2m3.2m3.2m3m80m10m国内均属于第一次设计和使用。大型氨碱厂在原设计上均承受了当时最为先进的工艺路线 承受 PC 机程序把握,大幅度降低了石灰石和焦碳的消耗.该装置是当前国内氨碱法纯碱生产企业承受的单台生产力量最大的混装窑；短、设备结疤轻、盐水质量稳定、产品质量高、精制过程中不产生 CNH 、有利于提高 NaCl3清液区于一体,构造紧凑。 具有以下优点:简化了流程；动力消耗少,运行费用低；生产力量大,操作弹性大； 吸取

59、效率高,尾气含氨低；冷却效率高,冷却水消耗少。在碳化工序承受异径菌帽碳化塔。该塔具有以下优点:生产力量大；冷却效率高；75%左右；结晶质量好。3.235.37在滤碱工序实行了在滤碱洗水中添加助滤剂的措施,并取得了以下效果:使过滤后重碱水份降低了 1%5%,盐份也有所降低；煅烧用中压蒸汽约降低30170kg/t；洗水量削减0.050.15m3/t；提高了滤过机及煅烧炉的力量。 、流化床等关键设备 , 增加了 200 kt/ a 的低盐重质纯碱装置。引进德国筛得力公司SHS1002/1090ZK 型双级柱锥式离心机,对真空过滤后重碱进展二次分别下,分别后重碱水份降到 12.3%,盐份比分别前降低

60、0.11%。使用后降低了重碱水份和盐份, 提高了产品质量,节约了能源,提高了煅烧炉生产力量,而且还可以大规模生产优质低盐纯 碱。在煅烧工序使用的360030000 外返碱蒸汽煅烧炉,是目前生产力量最大的国产煅烧炉,生产力量 800t/d,承受变频调速把握其转速,可大大缓解前工序波动对后工序的影响。在凉碱工序承受沸腾式凉碱炉4000/32008000,它是将 160的高温纯碱在流化状态下,与冷却水进展间壁换热,将高温纯碱降温到 70。该方法具有操作便利,运转牢靠,生产力量大,生产费用低,根本可以实现无人操作。 C-200H PC计算出布料器转动的最正确角度,到达了窑内煅烧物料分布均匀的目的,从而