(工艺流程)广东南方制碱有限公司生产工艺流程简介

广东南方制碱有限公司生产工艺流程简介

一、南碱公司概况

广东南方制碱有限公司分为厂区和矿区，厂区位于广州市东部黄埔区南岗，北接广深公路和高速公路，南濒东江，水陆交通便利，占地面积17.22万平方米，该地区是广东省规划的经济技术发展区，目前已具规模，有多个世界著名企业在此投资建厂，仅玻璃行业就有八条生产线投入运行。矿区位于广州市北郊龙归镇，占地面积3.75万平方米，通过46公里的输卤管道与厂区连接。公司自有盐矿、4个500吨级泊位码头、热电装置和完善的基础设施。

南碱公司纯碱工程是广州市“八五”计划重点建设项目之一，设计生产规模为年产纯碱15万吨、芒硝5.6万吨，概算总投资7.84亿元人民币，是华南地区唯一的大、中型化工原材料生产企业，全国十大纯碱生产企业之一，现为广州市国际信托投资公司（广州国际集团有限公司）直属企业。纯碱装置于91年1月开工建设，94年2月一次投料试车成功，97年生产纯碱20万吨，达到设计生产能力，97年9月正式竣工验收。硝盐矿区位于西郊白云区龙归镇，矿产丰富，具有每年开采160万立方米卤水的能力。

南碱公司纯碱生产采用氨碱法工艺，引进比利时索尔维公司具有世界先进水平的工艺技术和部分国外先进的单机设备及检测仪表，综合了国内制碱行业的先进技术；自备热电站、能源运用合理，曾被广州外经贸委评为“先进技术企业”。

南碱公司产品有轻质纯碱、重质纯碱、食品纯碱和付产品芒硝。公司在广东省内已建立拥有两百多家厂商的销售网络，并在努力开拓国外销售市场。

经过十余年的不断改造和调整，南碱公司目前纯碱生产装置能力已达30万吨／年，芒硝8万吨/年。公司现有职工1028余人，各类专业技术人员170人，拥有固定资产7.6亿元，连续多年盈利。2006年销售收入3.2亿元，实现利税3000万元，企业发展面临较好的内、外部环境。

二、南碱工艺选择

2．1 南碱工艺路线确定的原则和依据

目前我国纯碱生产主要采用氨碱法和联碱法两种生产工艺，少量以天然碱为原料加工制作。氨碱法因不需要配套合成氨装置，纯碱产品质量优异而备受欢迎，目前国内大规模的纯碱生产装置仍以氨碱法为主。

氨碱法与联合制碱法相互比较

⑴氨碱法生产纯碱以合成氨作为中间媒介始终在系统中循环利用，联合制碱法是将中间产物氯化铵作为产品分离出来。

⑵氨碱法是传统的生产工艺，已有百余年的历史，工艺成熟可靠，产品质量优异，远远优于联碱法产品质量。

⑶氨碱法产品品种专一，中间媒介合成氨是严格控制指标，由于全系统处于常温常压状态，工艺过程控制方便单一，安全稳妥可靠。

⑷氨碱法需要对母液蒸馏回收氨气，能够充分利用低位能源，在能源利用平衡方面占有优势，缺点是大量废渣排除堆放不雅观。

广东南方制碱有限公司原有装置以粗盐水、石灰石、氨及无烟煤为原料，采用氨碱法生产轻质纯碱，以固相水合法生产重质纯碱。

2.2工艺原理

⑴工艺原理

氨碱法生产纯碱为比利时人solvay 所首创，故也称索尔维制碱法。它是以食盐和氯化钠为原料，在氨参与下，通过一系列反应而制得的。

①氨盐水碳酸化生成碳酸氢钠沉淀

NaCl+NH3+CO2+H2O = NaHCO3+NH4Cl

这一过程在碳化塔中进行。

②由于NaCl水溶液不能吸收CO2，故必须先用NaCl溶液吸收NH3制成氨盐水，再吸收CO2，吸氨是在吸氨塔中完成的

③氯化钠溶液可以是从盐井中直接汲取的卤水，也可以用固体食盐溶解制成。不论何种氯化钠溶液，其中都或多或少地含有Ca2+、Mg2+等杂质，它们在氨化或碳酸化过程中会生成CaCO3、Mg(OH)2、MgCO3及其他不溶性复盐，堵塞设备和管道，影响传热和成品质量。故盐水在进入吸氨塔前必须除去这些杂质。其精制的方法是加入碱性物质如Ca(OH)2和Na2CO3等，使生成沉淀：Mg2++2OH-= Mg(OH)2↓ Ca2++CO32-= CaCO3↓

生成的沉淀可借沉降法除去，沉淀后的盐水称为精制盐水。

④碳化反应生成的NaHCO3固体，经过滤分离以后，送入煅烧炉中，在160℃以上的高温煅烧，即得纯碱：NaHCO3 = Na2CO3+ CO2+ H2O

煅烧放出的气体称为炉气，经冷却，吸收除去氨后，压缩返回碳酸化塔。

⑤滤过分离母液中主要含NH4Cl，当加热蒸馏时，母液中的碳酸氢铵和氢氧化铵首先分解以气相逸出。含有氯化铵的溶液，送入调和槽中，加入石灰乳，在不断搅拌下，使其进行如下的反应：2NH4Cl+ Ca(OH)2 ===2NH4OH+ CaCl2

然后将调和槽出口的溶液送入蒸馏塔，在加热的情况下，回收得到氨气，与淡液蒸馏塔分解得到氨气一起送往吸氨塔吸氨制成氨盐水。塔底部排走的溶液称为蒸馏塔废液，一般情

况下直接排弃。

⑥氨盐水碳酸化所使用的二氧化碳、蒸馏氯化铵所需要的石灰乳是由石灰石煅烧而得到的：CaCO3= CaO + CO2

石灰石的煅烧是在石灰窑中进行的。产生的CO2气，浓度在40%左右，称为窑气，经过除尘、冷却和压缩后送去碳酸化塔的中部用作碳酸化，得到的固体产品即为石灰。

为了易于调节和便于输送，送往调和槽分解氯化铵的石灰通常先制成石灰乳。将石灰和热水一起送入消化机中，在近于沸腾的情况下石灰进行消化而成悬浮液，即为石灰乳。

CaO + H2O= Ca(OH)2

⑦氨碱法生产的主要化学反应可以表示为:

NaCl+ CO2+ NH3 + H2O = NH4Cl + NaHCO3

CaCO3 = CaO + CO2

NaHCO3 = Na2CO3+ CO2+H2O

CaO + H2O = Ca(OH)2

NH4Cl+Ca(OH)2 = CaCl2+H2O+NH3

目前的工艺流程

（一）盐硝车间

⑴生产目的

回收原料卤水中的Na2SO4生产工厂副产品；对回收Na2SO4后的卤水进行处理生产满足碱要求的饱和粗盐水。

⑵工艺流程简述

来自硝盐矿车间和从中堂盐矿购进的原料卤水混合进入氨蒸发器，由液氨蒸发间接冷冻降温度，产生Na2SO4·10H2O结晶后进入沉硝罐。经自然沉降分离后，脱硝卤水经过预冷器降低进入氨蒸发器的原料卤水的温度后，进入制盐多效蒸发器，以来自热电车间低压蒸汽为热源，蒸发浓缩产生固体盐结晶。浓缩后的悬浮液进入溶盐系统与大部分的脱硝盐水混合，利用盐结晶的重新溶解使脱硝卤水成为饱和粗盐水。饱和粗盐水经旋液分离器夹带的盐结晶后被送至重碱车间盐水岗位，用于纯碱生产。

在沉硝罐内沉淀下来的Na2SO4·10H2O晶浆经过过滤机分离出大部分卤水（即滤液．该滤液与原料卤水混合）后，进入热溶设备，用低压蒸汽和水重新溶解。溶液进入提硝多效蒸发器，以热电车间送来的低压蒸汽为热源蒸发浓缩生成Na2SO4结晶。蒸发悬浮经离心机进行固液分离，液体经母液池最终返回原料卤水贮罐，结晶则进入干燥器，与鼓风机送进的热空气直接接触干燥后成为工厂副产品包装出厂。离开干燥器的热空气经旋风除尘、水膜洗涤后排空。

（二）石灰车间

⑴生产目的

利用无烟块煤或焦碳燃烧的热量，把原料石灰石分解并对分解产生的氧化钙进行消化，生产二氧化碳和石灰乳。对重碱车间来的蒸馏废液进行物理处理，进行固液分离，清废液外排，固体（碱渣）装船外运或综合利用。

⑵工艺流程简述

采购进厂的石灰石和无烟煤块按照一定的比例混合后进入石灰窑，通过鼓风机把空气从石灰窑底部进入，使无烟块煤或焦碳和石灰石燃烧，利用无烟煤块燃烧产生的热量令石灰石分解成为二氧化碳、氧化钙。二氧化碳气从石灰窑顶离开并经过窑气净化系统除尘处理后到重碱车间压缩岗位；氧化钙则从石灰窑底离开后进入化灰机，与热水混合消化成石灰乳送至重碱车间蒸吸和盐水岗位，分离出来的未分解石灰石则返回石灰窑再次利用。