氨碱法生产纯碱的工艺过程共32页
合集下载
纯碱工艺流程
纯碱工艺流程
《纯碱工艺流程》
纯碱，又称碳酸钠，是一种重要的化工原料，广泛用于玻璃、肥料、碱液等行业。
纯碱的生产过程通常采用氨法或苏尔法工艺，下面将介绍纯碱氨法工艺的生产流程。
1. 原料准备
纯碱氨法工艺的主要原料包括石灰石、氨气和食盐。
首先将石灰石煅烧得到石灰，再和水和氨气反应得到氢氧化钙。
接着将氢氧化钙与食盐进行水合反应，生成氢氧化钠、氯化氢气和氨气。
最后，通过蒸发和结晶，得到纯碱产品。
2. 溶解和过滤
将氢氧化钠溶解在水中得到氢氧化钠溶液，再经过过滤，去除悬浮固体杂质。
3. 脱硫
将氢氧化钠溶液中的硫化物通过加入空气或者其他氧化剂将其氧化成硫酸，并通过沉淀或者其他方式将其分离。
4. 结晶和干燥
将脱硫后的氢氧化钠溶液通过结晶器结晶，得到碱液浓缩和纯碱晶体。
最后，通过干燥设备将纯碱晶体干燥，得到最终产品。
以上就是纯碱氨法工艺的生产流程，通过各种反应和分离过程，将原料转化成为纯碱产品。
这个工艺流程不仅能够高效地生产
纯碱产品，还可以循环利用部分副产物，减少资源浪费，保护环境。
氨碱法生产纯碱的工艺过程32页PPT
55、 为 中 华 之 36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
氨碱法生产纯碱的工艺过程
03
02
粗盐处理
对粗盐进行除杂、脱水和干燥等处 理，得到精盐。
废水处理
对生产过程中产生的废水进行处理 ，达到排放标准后排放。
04
母液回收与利用的设备
母液分离器
用于分离粗盐和二次母液。
二次母液回收设备
包括蒸发器、结晶器等设备，用于回收二次 母液中的氯化铵。
粗盐处理设备
包括过滤器、干燥器等设备，用于处理粗盐 。
盐水精制的工艺流程
石灰纯碱法
将石灰加入盐水中，使镁离子形成氢氧化镁沉淀，然后加入纯碱， 使钙离子形成碳酸钙沉淀，最后过滤分离，得到高纯度的盐水。
加压加灰法
将石灰和二氧化碳同时加入盐水中，使镁离子形成碳酸镁沉淀，然 后过滤分离，再对滤液进行蒸馏，得到高纯度的盐水。
膜过滤法
利用膜过滤技术，将盐水通过膜过滤器，使钙、镁等离子被截留，得 到高纯度的盐水。
沉淀与分离
在沉淀池中，碳酸氢钠晶体逐渐析出，与溶 液分离。
碳酸氢钠加热分解
将分离出的碳酸氢钠加热至一定温度，使其 分解成碳酸钠和水。
回收氯化铵
加热后的溶液回收氯化铵，作为副产品出售 。
氨盐水碳酸化的设备
混合器
用于将氨盐水与二氧化碳混合。
沉淀池
用于使碳酸氢钠晶体沉淀并分离。
加热器
用于加热碳酸氢钠溶液至分解温度。
废水处理设备
包括沉淀池、过滤器等设备，用于处理生产 过程中产生的废水。
THANKS
感谢观看
05
04
分离
将碳酸氢钠和氯化铵的混合溶液进行 分离，得到碳酸氢钠和氯化铵产品。
02
石灰石的破碎与消化
石灰石的破碎
石灰石破碎
将大块石灰石破碎成小块，以便 于后续的消化和溶出过程。
02
粗盐处理
对粗盐进行除杂、脱水和干燥等处 理，得到精盐。
废水处理
对生产过程中产生的废水进行处理 ，达到排放标准后排放。
04
母液回收与利用的设备
母液分离器
用于分离粗盐和二次母液。
二次母液回收设备
包括蒸发器、结晶器等设备，用于回收二次 母液中的氯化铵。
粗盐处理设备
包括过滤器、干燥器等设备，用于处理粗盐 。
盐水精制的工艺流程
石灰纯碱法
将石灰加入盐水中，使镁离子形成氢氧化镁沉淀，然后加入纯碱， 使钙离子形成碳酸钙沉淀，最后过滤分离，得到高纯度的盐水。
加压加灰法
将石灰和二氧化碳同时加入盐水中，使镁离子形成碳酸镁沉淀，然 后过滤分离，再对滤液进行蒸馏，得到高纯度的盐水。
膜过滤法
利用膜过滤技术，将盐水通过膜过滤器，使钙、镁等离子被截留，得 到高纯度的盐水。
沉淀与分离
在沉淀池中，碳酸氢钠晶体逐渐析出，与溶 液分离。
碳酸氢钠加热分解
将分离出的碳酸氢钠加热至一定温度，使其 分解成碳酸钠和水。
回收氯化铵
加热后的溶液回收氯化铵，作为副产品出售 。
氨盐水碳酸化的设备
混合器
用于将氨盐水与二氧化碳混合。
沉淀池
用于使碳酸氢钠晶体沉淀并分离。
加热器
用于加热碳酸氢钠溶液至分解温度。
废水处理设备
包括沉淀池、过滤器等设备，用于处理生产 过程中产生的废水。
THANKS
感谢观看
05
04
分离
将碳酸氢钠和氯化铵的混合溶液进行 分离，得到碳酸氢钠和氯化铵产品。
02
石灰石的破碎与消化
石灰石的破碎
石灰石破碎
将大块石灰石破碎成小块，以便 于后续的消化和溶出过程。
氨碱法纯碱生产工艺
氨碱法纯碱生产工艺
氨碱法纯碱生产工艺也称为索尔维法，是比利时科学家索尔维于1892年创立的。
其纯碱生产工艺主要包括以下步骤：
1.盐水精制：为了除去粗盐水中的钙、镁等杂质，需要进行盐水精制。
通过加入氢氧化钠、氯化钡等物质，使杂质成为沉淀物过滤除去。
然后将盐水加热，除去其中的溶解物，得到精制的饱和盐水。
2.吸氨：氨碱法的核心步骤之一是使盐水饱和氨化。
通过加压使氨气溶解在饱和盐水中，制成氨盐水。
3.碳酸化：将氨盐水与二氧化碳反应，生成碳酸氢钠结晶，然后经过滤、洗涤、煅烧等工序，得到纯碱产品。
此时的滤液中含有氯化铵，加入食盐使它结晶析出，经过滤、干燥即得氯化铵产品。
在整个工艺过程中，还需要对各个步骤产生的废液、废气等进行处理，以达到环保要求。
此外，氨碱法生产纯碱时，设备的选择和操作条件的控制也都十分重要，它们直接影响到产品的质量和产量。
氨碱法生产纯碱的工艺过程
整理课件
为了防止和减少吸氨系统的泄露，加速蒸氨塔中 CO2和NH3的蒸出，提高蒸NH3效率和塔的生产能力， 减少蒸汽用量，吸氨操作是在微负压条件下进行，其 压力大小以不妨碍盐水下流为限。
整理课件
整理课件
（一）氨盐水碳酸化的基本原理
总化学反应过程：
NaCl+NH3+CO2+H2O↔NaHCO3↓+NH4Cl
整理课件
缺点：对重碱的粒 度要求高，生产能 力低，氨耗高，国 内厂家较少采用
转鼓式真 空过滤机
整理课件
重碱是一种不稳定的化合物，在常温常压下即能自行 分解，随着温度的升高而分解速度加快，化学反应为：
2NaHCO3（s） ↔Na2CO3（s）+CO2(g)+H2O(g) △H=128.5kJ/mol
（3）复分解析出碳酸氢钠结晶 HCO3ˉ+Na+=NaHCO3
整理课件
（二）氨盐水碳化的工艺条件 1.碳化度
式中 TNH3——溶液中总氨的浓度 在适宜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。
整理课件
（三）影响NaHCO3结晶的因素
温度
添加晶种
灰乳蒸馏段发生下列反应： 2NH4Cl+Ca(OH)2 ↔2NH3+H2O+CaCl2 Ca(OH)2+CO2 ↔CaCO3+H2O
整理课件
（二）氨回收的工艺条件的优化
• 温度
• 压力
塔底维持在 110~170℃
塔顶在 80~85℃
塔下部压力与 所用蒸汽压力 相同或接近
塔顶压力为负 压
• 灰乳的用 量
四重碱煅烧工艺流程的组织及操作控制要点内热式蒸汽煅烧炉结构内热式蒸汽煅烧炉操作条件1温度炉内温度一般应控制在160190不得低于1502蒸汽一般蒸汽压力应大于25kgc25mpa为宜将一部分热成品碱返回与重碱混合使其水分将至68为宜在稳定运行时炉内所具有的物料量即为存灰量
为了防止和减少吸氨系统的泄露，加速蒸氨塔中 CO2和NH3的蒸出，提高蒸NH3效率和塔的生产能力， 减少蒸汽用量，吸氨操作是在微负压条件下进行，其 压力大小以不妨碍盐水下流为限。
整理课件
整理课件
（一）氨盐水碳酸化的基本原理
总化学反应过程：
NaCl+NH3+CO2+H2O↔NaHCO3↓+NH4Cl
整理课件
缺点：对重碱的粒 度要求高，生产能 力低，氨耗高，国 内厂家较少采用
转鼓式真 空过滤机
整理课件
重碱是一种不稳定的化合物，在常温常压下即能自行 分解，随着温度的升高而分解速度加快，化学反应为：
2NaHCO3（s） ↔Na2CO3（s）+CO2(g)+H2O(g) △H=128.5kJ/mol
（3）复分解析出碳酸氢钠结晶 HCO3ˉ+Na+=NaHCO3
整理课件
（二）氨盐水碳化的工艺条件 1.碳化度
式中 TNH3——溶液中总氨的浓度 在适宜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。
整理课件
（三）影响NaHCO3结晶的因素
温度
添加晶种
灰乳蒸馏段发生下列反应： 2NH4Cl+Ca(OH)2 ↔2NH3+H2O+CaCl2 Ca(OH)2+CO2 ↔CaCO3+H2O
整理课件
（二）氨回收的工艺条件的优化
• 温度
• 压力
塔底维持在 110~170℃
塔顶在 80~85℃
塔下部压力与 所用蒸汽压力 相同或接近
塔顶压力为负 压
• 灰乳的用 量
四重碱煅烧工艺流程的组织及操作控制要点内热式蒸汽煅烧炉结构内热式蒸汽煅烧炉操作条件1温度炉内温度一般应控制在160190不得低于1502蒸汽一般蒸汽压力应大于25kgc25mpa为宜将一部分热成品碱返回与重碱混合使其水分将至68为宜在稳定运行时炉内所具有的物料量即为存灰量
纯碱生产—氨碱法生产纯碱工艺流程
✓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
3、氨盐水的制备
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：
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。
6、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。 蒸馏游离氨时，物系可简化为NH3—CO2—H2O体系，蒸馏结合氨时，物系 可简化为NH3—H2O体系。
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
1、石灰石煅烧及生石灰消化
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。
✓没有结合氨； ✓消耗了最终产品纯碱。
常用石灰-碳酸铵法
3、氨盐水的制备
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：
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。
6、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。 蒸馏游离氨时，物系可简化为NH3—CO2—H2O体系，蒸馏结合氨时，物系 可简化为NH3—H2O体系。
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
1、石灰石煅烧及生石灰消化
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。
氨碱法生产纯碱的工艺过程 ppt课件
生产实践中NH3/NaCl的比为
1.08~1.12，即氨过量，补偿
碳氨碱化法生过产纯碱程的工的艺过氨程 损失
7
低温有利盐水吸收NH3，也有利于降低氨气夹带的 水蒸气含量，降低对盐水的稀释程度。但温度也不宜 太低，否则会生成（NH4）2CO3 ·H2O、NH4HCO3等 结晶堵塞管道和设备。实际生产中进吸收塔的气温一 般控制在55~60℃
氨碱法生产纯碱的工艺过程
18
一、重碱过滤的原理与工艺条 件的优化
氨碱法生产纯碱的工艺过程
19
二、重碱过滤工艺流程的组织 及操作控制要点
转鼓式真 空过滤机
氨碱法生产纯碱的工艺过程
20Βιβλιοθήκη 三、重碱煅烧的原理与工业条 件的优化
重碱是一种不稳定的化合物，在常温常压下即能自 行分解，随着温度的升高而分解速度加快，化学反应为：
氨碱法生产纯碱的工艺过程
4
（三）氨盐水制备过程中的热效应
吸氨过程中放出大量的热量，反应放热较多，这些 热量如果不及时移除系统，将导致溶液温度升高而影响 NH3的吸收，严重时会使吸氨的过程停止。
因此，吸氨过程中的工艺和设备主要是以冷却方式 和效果为出发点。其冷却效果越好，则氨的吸收越完全， 设备的利用率也越高。
式中 TNH3——溶液中总氨的浓度
在适宜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。
氨碱法生产纯碱的工艺过程
13
（三）影响NaHCO3结晶的因素
在碳化塔内进行的碳化反应是放 热反应，使进塔液温度有30℃沿 塔下降的过程逐步升高至 60~65℃。一般液体在塔内的停 留时间为1.5~2h，出塔温度约 为20~28℃。碳化过程的温度控 制：塔内的温度分布应为上、中、 下依次为低、高、低为宜。
氨碱法生产纯碱的工艺过程
（一）氨盐水制备的化学反应
NH3(g)+H2O↔NH4OH(aq)
△H=-35.2kJ/mol
2NH3(g)+CO2(g)+H2O ↔(NH4)2CO3(aq)
△H=-95.2kJ/mol副反应主要是气体与残余钙镁离子反应生成碳 酸盐和复盐沉淀的反应。
（二）盐和氨在同一水溶液体系中的相互影响
两者相互影响，即氨溶解在水中的浓度越大，则盐的
真空分离
优点：能连续操作， 生产能力大，适合 连续大规模自动化 生产
离心分离
优点：流程简单， 动力消耗低，滤出 的固体重碱含水量 少 缺点：对重碱的粒 度要求高，生产能 力低，氨耗高，国 内厂家较少采用
缺点：滤出的重碱 含水量较高
转鼓式真 空过滤机
重碱是一种不稳定的化合物，在常温常压下即能自 行分解，随着温度的升高而分解速度加快，化学反应为：
淡液蒸馏过程是直接用蒸汽“汽提”的过程，热量和质量同时 作用蒸出氨和CO2，并回收到生产系统中。
2NaHCO3（s） ↔Na2CO3（s）+CO2(g)+H2O(g) △H=128.5kJ/mol
部分杂质会发生如下反应:
(NH4)2CO3(s) ↔2NH3(g)+CO2(g)+H2O(g) NH4HCO3(s) ↔NH3(g)+CO2(g)+H2O(g) NH4Cl+NaHCO3 ↔NH3+CO2+NaCl(s)+H2O(g)
溶解于母液中的NaHCO3和Na2CO3发生如下反应：
NaHCO3+NH4Cl ↔NH3+CO2+H2O+NaCl Na2CO3+2NH4Cl ↔2NH3+CO2+H2O+2NaCl
NH3(g)+H2O↔NH4OH(aq)
△H=-35.2kJ/mol
2NH3(g)+CO2(g)+H2O ↔(NH4)2CO3(aq)
△H=-95.2kJ/mol副反应主要是气体与残余钙镁离子反应生成碳 酸盐和复盐沉淀的反应。
（二）盐和氨在同一水溶液体系中的相互影响
两者相互影响，即氨溶解在水中的浓度越大，则盐的
真空分离
优点：能连续操作， 生产能力大，适合 连续大规模自动化 生产
离心分离
优点：流程简单， 动力消耗低，滤出 的固体重碱含水量 少 缺点：对重碱的粒 度要求高，生产能 力低，氨耗高，国 内厂家较少采用
缺点：滤出的重碱 含水量较高
转鼓式真 空过滤机
重碱是一种不稳定的化合物，在常温常压下即能自 行分解，随着温度的升高而分解速度加快，化学反应为：
淡液蒸馏过程是直接用蒸汽“汽提”的过程，热量和质量同时 作用蒸出氨和CO2，并回收到生产系统中。
2NaHCO3（s） ↔Na2CO3（s）+CO2(g)+H2O(g) △H=128.5kJ/mol
部分杂质会发生如下反应:
(NH4)2CO3(s) ↔2NH3(g)+CO2(g)+H2O(g) NH4HCO3(s) ↔NH3(g)+CO2(g)+H2O(g) NH4Cl+NaHCO3 ↔NH3+CO2+NaCl(s)+H2O(g)
溶解于母液中的NaHCO3和Na2CO3发生如下反应：
NaHCO3+NH4Cl ↔NH3+CO2+H2O+NaCl Na2CO3+2NH4Cl ↔2NH3+CO2+H2O+2NaCl