联碱工艺流程简介
联碱设备简介

一、氨压缩机的作用及简介 在氯化铵结晶生产过程中,每生产1t产品需要移出840MJ左右的热量,这部分热量的移出,一般是利用冰机制冷来实现的。 氨压缩机俗称冰机,是冷冻系统的主体设备,其作用是将低压氨蒸气压缩成较高的压力和温度,送入冷凝器冷凝成液氨。
冰机的型号: 压缩工段共有冰机16台 LG31.5A螺杆冰机10台 LG25螺杆冰机6台套
煅烧炉(回转炉)型号及数量: 煅烧工段共有轻灰煅烧炉8台,重质碱煅烧炉1台,凉碱炉3台 φ2500轻灰煅烧炉5台套, φ3000轻灰煅烧炉2台套, Φ3600轻灰煅烧炉1台套, Φ2500重灰煅烧炉1台套 φ2500凉碱炉3台套
结晶工段
氯化铵结晶是使氨母液Ⅰ在结晶器中,借冷却和加盐的作用使氯化铵结晶析出,同时得到合乎制碱要求的母液Ⅱ送回碳化工序制碱用
其基本流程是:氨盐水由塔顶部进入塔内,CO2气分别由塔的底部和中部进入塔内。气液接触发生反应,为增加气液接触面积,在塔内装有多层菌帽,化学反应所放出的热量有冷却箱的冷却水将热量移走,生成的碱液从塔底部的出碱口取出进入过滤机过滤出重碱,反应后剩余的CO2气夹带着微量的NH3气(俗称废气)则由塔顶的废气管排出。
吸氨
换热
碳化
吸氨
分离(干燥)
冷析
过滤
煅烧
澄清
盐析
co2
NacL
AII
MI
MII
AI
co
纯碱
氯化铵
一过程
二过程
根据实际生产情况,事业部现在设有五个工段(车间),从所包括的工序来讲大致可分为: 压缩工段: CO2压缩、冰机制冷、循环水等工序; 碳化工段: 母液吸氨、淡液及母液蒸馏、氨母液Ⅱ碳酸化、重碱过滤等工序; 煅烧工段: 重碱煅烧、轻灰凉碱、重灰、小苏打等工序; 结晶工段: 氯化氨结晶及过滤等工序; 干铵工段: 氯化铵干燥、制精铵等工序。
制碱工艺介绍

制碱工艺纯碱概述纯碱即碳酸钠,系单斜体晶体,化学分子式Na2CO3,也称苏打(Soda)或碱灰(Soda ash),外观呈白色粉末。
从化学分子式来看应为盐,但由于水溶液呈强碱性(1mol/L水溶液,25℃,PH=11.84),故称之为碱。
因天津碱厂合成碱纯度高,故将合成碱称之为纯碱,一直沿用至今。
纯碱的真实密度为2.533 g/cm3(20℃),熔点851℃,随颗粒大小不同,堆积密度也随之而变,因而有轻质纯碱和重质纯碱之分。
碳酸钠易溶于水,形成3种水合物:Na2CO3.10H2O;Na2CO3.7H2O;Na2CO3.H2O;当温度高于109℃时从水溶液中析出无水物。
十水碳酸钠简称十水碱亦称晶碱或洗涤碱,在32℃以下稳定存在。
当夏日气温超过32℃会溶解在自己的结晶水中,在低空气温度时,就会分化,脱除部分结晶水而成粉末。
因其在水中速溶,故在家庭中乐于用作洗涤剂和食用面碱。
一水碳酸钠简称一水碱,性质最为稳定,用于摄影行业中的显影液。
七水碳酸钠因为不稳定,在工业和民用方面无大用途,故不成为商品。
纯碱基本上可以称得上是无毒无害的安全物质。
但由于它呈碱性,如果人体与之接触时会受到刺激,发生皮炎。
开始时双臂、双手和双腿发红,偶尔发生小脓包和溃疡,最终导致皮肤变厚,色素沉积和产生疤痕。
纯碱的最大用户是玻璃制造业(约50%),为玻璃容器、玻璃瓶、平板玻璃和玻璃纤维的制造原料。
其次是用于其它化学制品的生产,如烧碱、洁碱、各种磷酸钠、硅酸钠、氧化铝、硼砂、铬酸钠及其它铬化学制品。
纯碱也在洗涤剂中得到了大量应用;此外纯碱还大量用于纸浆、造纸和水处理中,并用作中和、沉淀和增溶的药剂。
因此纯碱作为基本化工原料,在国民经济中占有重要地位,它是世界上用量最大化工产品之一。
纯碱工业发展简史在很早以前,人们就开始使用天然碱湖中的碱以及海草灰中的碱供洗涤和制造玻璃之用,现在保存下来的最古老的埃及玻璃大约是公元前1800年制造的。
在我国1700年前的著名药书“本草纲目”中记载“菜蒿蓼之属、晒干、烧灰、以原水淋汁,去垢发面。
联碱生产工艺

碳化的主要物料流程
澄清后的氨母液Ⅱ用AⅡ泵送至清洗塔上部,在塔内自上而 下溶解塔内结疤,并由塔底经中和泵送至制碱塔的上部自上而 下与第1圈(下段气)和第7圈(中段气)通入的二氧化碳气进 行反应,生成碳酸氢钠悬浮液,冷却结晶后由塔底取出至滤过 。
钠反应生成的碳酸氢钠沉淀和氯化铵,碳酸氢钠 之所以沉淀是因为它的溶解度较小。
• 此法优点:保留了氨碱法的优点,消除了 它的缺点,使食盐的利用率提高到 96 %; NH4Cl 可做氮肥;可与合成氨厂联合,使合 成氨的原料气 CO 转化成 CO2,革除了 CaCO3制 CO2这一工序。
本厂联碱各工序网络图
2NaHCO△ 3 = Na2CO3+H2O+CO2
炉气 去压缩
软水
洗涤塔 洗 涤 液
洗涤泵
冷凝塔 冷 凝 液
冷凝泵
水封槽
重 碱 来 NaHCO3
旋风分离 炉气 煅 烧 炉 合 成 来 中 压 蒸 汽
Na2CO3
冷凝水
埋刮板 贮水槽
热碱桶
热碱泵
送系统
热 碱液
凉碱机
埋刮板
纯碱 包装
闪蒸器
低压蒸汽去 复肥等系统
• 中国“侯氏碱法”与日本的A.C法实质均为联碱法 ,堪称提高食盐利用率,解决废液排放的成功方 法。
侯氏制碱法
(1)NH3+ H2O + CO2==== NH4HCO3 (2) NH4HCO3 + NaCl(饱和) == NH4Cl+
NaHCO3↓(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)
联碱标准工艺标准流程简介

联碱工艺流程简介联碱生产按工序可分为碳滤、压缩、煅烧、重灰、重灰包装、结晶、制冷、干铵、干铵包装9个工序。
一:碳滤工序碳滤工序涉及碳化、过滤、综合回收几种过程。
1、 碳化过程碳化过程是运用氨母液II 在碳化塔中吸取CO 2生成NaHCO 3结晶同步生成NH 4Cl 旳过程。
碳化塔里旳反映可用方程式NaCl+NH 3+CO 2+H 2O NaHCO 3 +NH 4Cl 来表达。
液相流程用方框图表达为:碳化尾气中具有大量旳气氨,需通过综合回收后才干排放;其气相流程可用如下方框图表达:碳化过程是一种放热反映过程,反映过程中有大量旳反映热需要移走;本工艺选用循环水冷却,下进上出间接换热闭路循环,在此不做简介。
碳化取出液经取出槽至过滤机,气相里同样具有大量旳气氨需经引风机引至净氨塔净氨后放空;过滤机上方以及MI桶放空气体同步净氨后放空。
2、过滤过程过滤过程是运用真空过滤原理将碳化取出液里旳NaHCO3结晶分离出来,同步运用洗水减少NaHCO3里旳NaCl含量;滤液去MI桶,NaHCO3结晶去煅烧;过滤尾气经净氨后去压缩工序。
用方框图可表达为:3、综合回收过程综合回收重要是回收碳化、过滤尾气及煅烧冷凝液里旳氨;同步实现用水旳回收运用。
煅烧冷凝液回收可用如下方框图表达。
碳化尾气经综合回收后放空、过滤尾气经综合回收后去压缩工序;其回收流程可用如下方框图表达:二、压缩工序压缩工序涉及压缩和真空两个环节;压缩是运用压缩机将合成送过来旳含98.5%和68.77%旳CO2以及回收旳煅烧炉气压缩、冷却后分中、下段送入碳化塔。
可用如下方框图表达。
真空环节是运用真空机抽吸过滤尾气放空,起到使过滤机持续稳定运营旳作用。
三、煅烧工序煅烧工序使用蒸汽在煅烧炉内加热碳化工序送过来旳NaHCO 3结晶使之分解生成Na 2CO 3成品同步对炉气进行回收洗涤旳过程。
在煅烧炉内发生如下化学反映: 2 NaHCO 3Na 2CO 3 + H 2O +CO 2其流程可用如下方框图表达:因煅烧炉气中具有大量旳CO2气、氨气及碱尘,CO2气和氨气是联碱生产旳原料气;碱尘回收及是产品;而这些气体如不加以回收不光对环境导致污染,还增长生产成本。
氨碱法和联碱法

氨碱法和联碱法引言氨碱法和联碱法是工业生产中常用的两种制碱方法。
本文将深入探讨这两种制碱方法的原理、流程以及优缺点,并分析其在实际应用中的适用范围和特点。
氨碱法原理氨碱法是以氨为主要原料生产碱的一种方法。
其主要原理是通过将氨气与二氧化碳反应生成碳酸铵,再经过加热脱水分解得到氢氧化铵,最后通过加热分解得到氢氧化钠。
其反应方程式如下:NH3(g) + CO2(g) + H2O(l) → NH4HCO3(s)NH4HCO3(s) → NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)流程1.氨气与二氧化碳在碱液中反应生成碳酸铵。
2.将碳酸铵加热进行脱水分解,生成氢氧化铵。
3.氢氧化铵经过加热分解,生成氢氧化钠。
优缺点优点1.原料易得:氨气广泛存在于空气中,二氧化碳也是常见气体。
2.反应条件温和:氨碱法反应温度较低,不需要高温反应。
3.产品纯度高:氨碱法制备的氢氧化钠纯度较高。
缺点1.产能较低:氨碱法生产的碱产量相对较低。
2.能耗较高:制备碳酸铵和氢氧化钠的过程需要大量能源。
联碱法原理联碱法是一种以盐类为主要原料生产碱的方法。
其原理是将氯化钠与氢氧化钠按一定比例充分反应,生成氢氧化钠和氯化氢,然后通过氯化氢的再生和氢氧化钠的重结晶来获得高纯度的氢氧化钠。
其反应方程式如下:NaCl(s) + NaOH(aq) → Na2O(s) + HCl(g)2HCl(g) + H2O(l) → Cl2(g) + 2H2O(l)流程1.氯化钠与氢氧化钠按一定比例反应生成氢氧化钠和氯化氢。
2.氯化氢通过再生装置进行氯化氢的再生。
3.氢氧化钠通过重结晶来获得高纯度的氢氧化钠。
优缺点优点1.可大规模生产:联碱法可以实现氢氧化钠的大规模生产。
2.产能高:相对于氨碱法,联碱法的碱产量更高。
3.产品品质稳定:通过重结晶装置可以得到高纯度的氢氧化钠。
缺点1.原料需求量大:联碱法的原料需求量较大,生产成本较高。
2.反应条件苛刻:联碱法需要在高温高压条件下进行反应。
重碱工段工艺

1)重碱工段工艺流程简述::由氯化铵工段来的母液Ⅱ进入蒸吸工序,母液Ⅱ被加热到31℃后进入母液Ⅱ吸氨器,吸收来自合成氨车间、氯化铵工段冷冻工序、以及本工段淡液蒸馏塔来的气氨,使母液Ⅱ的NH3的滴度升至77滴度左右,即成为氨母液Ⅱ(简称氨Ⅱ)自流入氨Ⅱ澄清槽,经澄清后,氨Ⅱ清液流入氨Ⅱ贮槽。
并用氨Ⅱ泵送至碳化工序。
而澄清槽底的沉淀物(即母液中的钙、镁)排掉,(此沉淀物即为氨Ⅱ泥)。
本工段的碳化工序由两部分组成:变换气碳化(制碱)及炉气碳化(制碱)变换气碳化(制碱)的工艺流程说明:由合成氨压缩工段送来的脱硫后的变换气,其含CO2为29.48%, H2S<50mg,压力为1.6Mpa经油分和冷却的变换气,进入碳酸化系统,从碳酸化塔(制碱塔)底部进,顶部出。
压力约1.3mpa 进入清洗塔的底部。
由清洗塔顶部排出的尾气含CO2在0.5~1.0%(本碳化系统共有六个外冷式碳酸化塔,由于外冷式碳酸化塔的连续运行时间能达90天,因此本系统不设置固定的清洗塔,6个塔并联运行,根据作业要求,以某塔为清洗塔。
),此尾气进入尾气洗涤塔,以确保本系统送出的气体能满足合成氨系统对脱碳气中微量氨和CO2的要求(含CO2 为0.5%,NH3<0.2g / Nm3),出碳化系统的尾气的压力约为1.1Mpa,回至合成氨的压缩工段。
联碱生产过程中的氨母液Ⅱ,经氨母液Ⅱ泵加压后,送入氨母液Ⅱ净化塔,由其底部取出,再进入碳酸化(清洗)塔,自上而下流经塔内,溶解碱疤,并吸收从塔底而上的变换气中的CO2(称清洗或预碳酸化过程),然后从碳酸化(清洗)塔底部取出称碳氨母液Ⅱ,用碳氨母液Ⅱ泵将其送至各碳酸化(制碱)塔的顶部,自上而下地吸收从塔底通入的变换气中的CO2,使塔内母液逐步形成过饱和并析出NaHCO3,且在塔下部与冷却水进行间壁换热降温,从而吸收更多的的CO2并逐步使NaHCO3结晶长大,制成的悬浮液,再从塔底取出,至碱液槽,流至滤碱工序经真空过滤机过滤即得重碱和母液Ⅰ。
联合制碱工业

比较侯德榜制碱法和氨碱法的流程图,分析两者 的异同点?
相同点: 原理相同 不同点:
原料
母液处理方法 循环物质 优缺点
抄课本p112
原料
母液处理方法 循环物质 优缺点
NaCl,CaCO3,NH3
NaCl ,CO2,NH3
Ca(OH)2+2NH4Cl →2NH3+CaCl2+2H2O
CO2 NH3
循 环
NaCl+ NH4HCO3 →
NaHCO3↓+ NH4Cl
△
2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2
高温
母 CaCO3 → CaO + CO2
液 处
CaO + H2O → Ca(OH)2
理
△
2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2NH3 + 2H2O
思考:索尔维也经历过很多失败,当他把食盐水与 碳酸氢铵溶液混合时,有时并没有看到沉淀,为什 么?
联合制碱工业
在中国化学近代工业史上,有一位杰出的科学家, 猜一猜他是谁? 侯德榜
纯碱的用途有哪些?
制玻璃
制肥皂
造纸
乌 鲁 木 齐 郊 区 盐 碱 地
天 津 碱 厂
廉价的原料
N aCl CaCO3
△
NaOH
纯碱:Na2CO3 Na+
CO32-
CaO + CO2 NH3·H2O
你可以通过哪些学过的化学方法制Na2CO3 ?
例2、我国化学侯德榜改革国外的纯碱生产工 艺,生产流程可简要表示如下:
(1)上述生产纯碱的原料是
,纯碱的一种
联碱法

联碱法(候氏制碱法)和氨碱法的生产流程简要表示如下图:
(1)沉淀池中发生反应的化学方程式为_______________________;
(2)X是________,Y是_______(填化学式);
(3)Z中除了溶解的氨气、食盐外,其它溶质还有________________________________;
排出液中的溶质除了氢氧化钙外,还有________________________;
(4)从理论上分析,在氨碱法生产过程中_________(填“需要”、“不需要”)补充氨气,从原料到产品,氨碱法总反应过程用化学方程式表示,可写为______________________;
(5)根据联碱法中从母液中提取氯化铵晶体的过程推测,所得结论正确是_____;
a.常温时氯化铵的溶解度比氯化钠小
b.通入氨气目的是使氯化铵更多析出
c.加入食盐细粉目的是提高Na+的浓度,促进碳酸氢钠结晶析出
(6)联碱法中,每当通入NH3 44.8L(已折合成标准状况下)时可以得到纯碱100.0g,则NH3的利用率为______。
相比于氨碱法,指出联碱法的一项优点_________________。
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煅烧工序使用蒸汽在煅烧炉内加热碳化工序送过来的NaHCO3结晶使之分解生成Na2CO3成品同时对炉气进行回收洗涤的过程。在煅烧炉内发生以下化学反应:
2NaHCO3Na2CO3+ H2O +CO2
其流程可用以下方框图表示:
因煅烧炉气中含有大量的CO2气、氨气及碱尘,CO2气和氨气是联碱生产的原料气;碱尘回收及是产品;而这些气体如不加以回收不光对环境造成污染,还增加生产成本。所以必须对煅烧炉气加以回收利用。回收利用的同时需要对其进行冷却和洗涤。其流程可用以下方框图表示:
重灰包装流程如下:
重灰细粉包装流程如下:
六、结晶工序
结晶工序是将碳化工序送来的MI经吸氨、降温、加盐等工序,使氯化铵生成结晶并将结晶分离变成氯化铵产品的过程。具体流程可分为AI流程、MII流程及氨系统循环流程。AI流程具体为:碳化工序送来的MI经吸氨后经水冷及母换器与MII换热后进入冷析结晶器(冷析结晶器由外冷器循环降温)后溢流进入盐析结晶器;冷析结晶器中生成氯化铵结晶由冷析结晶器底部取出。在盐析结晶器中加入NaCl生成的氯化铵结晶再由泵送入冷析结晶器中。
MII流程具体为:MII经母换器与AI换热后进进入吸氨器吸氨后进入AII澄清桶溢流入AII桶,再由泵送往碳化工序。
氨系统的流程具体为:来自液氨储槽的液氨经液氨循环罐进入外冷器与母液进行间接换热吸收热量后蒸发为气氨进入氨分离器,一部分气氨去吸氨,另一部分去冰机压缩冷凝后变成液氨循环使用。
几个系统的循环可用方框图表示如下:
碳化尾气经综合回收后放空、过滤尾气经综合回收后去压缩工序;其回收流程可用以下方框图表示:
二、压缩工序
压缩工序包括压缩和真空两个环节;压缩是利用压缩机将合成送过来的含98.5%和68.77%的CO2以及回收的煅烧炉气压缩、冷却后分中、下段送入碳化塔。可用以下方框图表示。
真空环节是利用真空机抽吸过滤尾气放空,起到使过滤机连续稳定运行的作用。
九、干铵包装
干铵根据包装要求不同分为大袋、小袋及码头包装码头包装几种,可用以下方框图表示:
碳化尾气中含有大量的气氨,需经过综合回收后才能排放;其气相流程可用以下方框图表示:
碳化过程是一个放热反应过程,反应过程中有大量的反应热需要移走;本工艺选用循环水冷却,下进上出间接换热闭路循环,在此不做介绍。
碳化取出液经取出槽至过滤机,气相里同样含有大量的气氨需经引风机引至净氨塔净氨后放空;过滤机上方以及MI桶放空轻质纯碱在结晶器内反应生成一水碱,然后在经过流化床干燥生成结晶颗粒较大的重质纯碱。其流程克用以下方框图表示。
因重灰工序设备相对较多,流程较为繁琐,特对流化床作单独介绍;其流程可用以下方框图表示。
五、纯碱包装工序
根据产品质量及客户要求,纯碱包装分为轻质纯碱包装、重灰包装、重灰细粉包装;其流程相对简单,用方框图表示如下。
AI系统的流程可表示为
MII系统的流程可表示为:
氨系统的流程可表示为:
七、制冷工序
制冷工序在结晶工序中已经做过介绍,其流程与上图相似,在此不另做介绍。
八、干铵工序
干铵工序是将离心机分离出来的含5%左右水分的湿氯化铵在流化床中用蒸汽间接加热(同时通入热空气)使氯化铵水分降低制得干燥氯化铵的过程。其流程可用以下方框图表示:
联碱工艺流程简介
联碱生产按工序可分为碳滤、压缩、煅烧、重灰、重灰包装、结晶、制冷、干铵、干铵包装9个工序。
一:碳滤工序
碳滤工序包括碳化、过滤、综合回收几个过程。
1、碳化过程
碳化过程是利用氨母液II在碳化塔中吸收CO2生成NaHCO3结晶同时生成NH4Cl的过程。碳化塔里的反应可用方程式NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3+NH4Cl来表示。液相流程用方框图表示为:
2、过滤过程
过滤过程是利用真空过滤原理将碳化取出液里的NaHCO3结晶分离出来,同时利用洗水降低NaHCO3里的NaCl含量;滤液去MI桶,NaHCO3结晶去煅烧;过滤尾气经净氨后去压缩工序。用方框图可表示为:
3、综合回收过程
综合回收主要是回收碳化、过滤尾气及煅烧冷凝液里的氨;同时实现用水的回收利用。煅烧冷凝液回收可用以下方框图表示。