纯碱生产工艺简介
纯碱生产工艺主要分天然碱法和合成碱法,而合成碱法又分氨碱法和联碱法。
1(天然碱
目前全世界发现天然碱矿的仅有美国、中国、土耳其、肯尼亚等少数国家,其中以美国的绿河天然碱矿最有名。绿河地区的天然碱矿床,有42个含倍半碳酸钠的矿层。已知矿层厚度在1.2m以上(最厚
22达11m),含矿面积在670km(最大达2007km)的有25层,位于地表以
..下198,914m,,计算倍半碳酸钠(NaCONaHCO2HO)储量为613亿t,2332
即使全世界所有碱厂全部停产,美国天然碱也可供世界1300年纯碱用量。绿河地区各公司主要采用机械化开采。地面加工装置,主要采用一水碱流程生产重质纯碱。美国各天然碱厂目前的市场运作方法是:国内,各厂进行有序竞争;国外出口,各厂联合,成立一个专营出口的组织“ANSAC”(美国天然碱公司), 美国天然碱不但质量好,而且生产成本仅为60美元,吨左右,远低于我国合成纯碱成本90美元,吨-100美元,吨左右,因此它具有很强的竞争力。
而位于河南省桐柏县的天然碱矿,总储量达,(,亿吨,远景储量,亿,,亿吨,占全国天然碱储量的,,,,位居亚洲第一、世界第二位。内蒙古伊化集团在桐柏建立了以天然碱为主的化工园区,其优质的低盐重质纯碱设计年产量达,0,万吨。
天然碱生产工艺主要有三种:
a. 倍半碱流程
矿石开采,溶解,澄清除去杂质,循环母液,三效真空结晶,240度煅烧
b. 卤水碳化流程
天然卤水,碳化塔碳化为重碱,干燥,煅烧为粗碱,用硝酸钠在155度漂白,煅烧,煅烧用二氧化碳由自备电厂提供 c. 一水碱流程
矿石开采,破碎到7厘米以下,200度停留30分钟,粗碱,溶解、澄清,三效真空结晶,240度煅烧
天然碱法的主要优点是:
a. 成本低,每吨约60美元左右,而合成碱为90-100美元,完
全可以抵消运输成本。
b. 质量方面盐分非常低,往往小于0.10,,产品粒度也非常好。 缺点是因为倍半碱矿容易和芒硝矿共生,产品中硫酸根含量比氨碱法要高,但现在用户对硫酸根的要求基本不高,所以这个缺点影响不大。
2(氨碱法(索尔维法)
我公司使用的就是氨碱法,中国的大碱厂中,潍坊、唐山、连
云港,大化和天碱的一部分,青海,吉兰泰都是采用氨碱法。 a. 氨碱法主要优点是产品质量好,可以生产低盐碱,硫酸盐的
含量也非常低。缺点是:a.有石灰和蒸馏工序,原材料消耗
高,原盐的利用率低,而氨碱法只能达到73-76,(就是转化
率),氯的利用率为0,总利用率只有28,。产品成本高。
b.环保方面,生产一吨纯碱要排放10立方米的废液,几大碱厂的废液都采取了在海里围堰,向内排放废液,使废液在池内固液分离,清液溢流入海,废渣留在堰内的办法,现在碱厂已经在使用第三渣场了。清液虽然没有其它有毒有害的物质,COD也不高,但其碱性较强,在溢流口附近造成海水PH高,对海洋生物有影响。围堰内的废渣长期存放,对环境也是一种潜在的威胁,一旦围堰垮塌,后果非常严重。虽然各大碱厂都有氯化钙生产线,但回收利用的部分也很有限(生产1吨纯碱的废液中含有1.05吨氯化钙),废渣的综合利用目前还处于试验阶段,天碱的方法是和其它材料混合后作为工程回填土,但也只能使用一小部分碱渣,目前我们厂正在做这方面的试验。
目前日本和韩国的氨碱厂已经全部停产了,欧洲还有一部分企业使用氨碱法,主要集中在经济欠发达的东欧地区。在国内,因为部分企业地理位置处于大城市或港口附近,受到环保方面的压力,已经在谋划搬迁。大化公司的氨碱已经全部停产,整个公司即将搬迁,天碱也计划迁出塘沽,去年年底新厂已经奠基,新厂全部采用联碱。
3(联碱法
大连、天碱的一部分,青岛、湖北双环采用的是联碱法,全国大部分年产量在4万吨以下的碱厂几乎都是联碱,联碱的主要工艺在前半部分和氨碱一样,在滤过工序后不是回收氨,而是进行再次加盐、吸氨,生产化肥氯化铵.
联碱法的主要工艺为:一般为一次碳化、两次吸氨
MII 吸氨
MI
澄清 换热
CO 碳化 盐析 洗盐 2
纯碱 煅烧 过滤 冷析 分离 氯化铵
吸氨
生产联碱需要配套合成氨系统,合成氨过程中会产生一部分CO,2所以一些化肥厂都有纯碱车间,但小厂产量不大,质量较差。
联碱法的主要优点是:
a.省略石灰和蒸馏工序,废液排放很少,吨碱只有几十公斤,环保较好,可以在任何地点建厂。
b. 在碳化工序没有转化的原盐又返回了生产系统,原盐的利用
率高,可以达到93,左右,产品成本低,1吨纯碱和1吨氯
化铵的总成本(双吨成本)只比氨碱法一吨纯碱的成本略高。 缺点:a.产品质量差,纯碱盐分最好只能控制在0.6,左右,为了降低盐分而加大洗水用量的话会造成母液膨胀,生产无法平衡。 b.母液内部循环,硫酸根无法排出,会全部随着纯碱出来,硫酸盐的含量无法控制,我们厂的硫酸根含量不足0.01,,而联碱法连0.03%的
也很难控制。
目前国内的大型玻璃企业均采用浮法玻璃生产线,对盐分有很高的要求,一般没有使用联碱法纯碱的。
4(其它方法
除了这几种主要的方法外,还有俄罗斯的霞石制碱,苏联自60年代以来,以霞石(含有钠、钾、铝、硅氧化物的天然碱石)加工氧化铝同时副产纯碱、钾碱及水泥,实现了工业化,使霞石原料得到综合利用,没有排废的问题。
新旭法 日本因进口盐价高,为提高食盐利用率,采用的联碱法,70年代日本氯化铵的生产供过于求,除恢复部分氨碱法生产外,旭硝子创建了新旭法,又称N.A.法。新旭法的特点是可以调整氯化铵的产量,市场多余的氯化铵直接加石灰乳蒸馏回收氨。
第二部分 碱厂系统流程
1. 地下直流水:在草泊水库地下水源地共33眼井,最北在红眼
桥附近,最南一口在沿海公路大桥南侧,分东西两线,遥控开
关泵,通过30公里长的管线输送到厂东门外地下水蓄水池,
供水量约2000立方米/小时,通过加压泵输送到厂内。供热电
车间化学工序制造软水和厂区生活用水(各办公楼、食堂),
2003-2004年经过技术改造,去热电部分在夏季先用于1、2
组碳化塔冷却用,因为地下水温度较低,可以降低出碱温度。
在这里要说明一下,因为碳化塔( 在碳化塔里进行氨盐水里
通二氧化碳,炉气-碳酸氢钠煅烧炉里产生的二氧化碳,窑气-
石灰窑里产生的二氧化碳)塔压低于水压,只能是水往塔里渗
漏,不会污染水源。在改造后,夏季的碳化转化率可以达到
75,以上。
2. 地面直流水系统:由陡河水库泵站取水,流量1750立方米/
小时,经61公里管线送至厂区地面水蓄水池。
3.开路循环水系统
地面水蓄水池 碳化冷却水 循环水池冷却 向闭路系统补水
吸收塔冷却水
复用水
盐水车间洗泥 石灰车间化灰
4(闭路循环水系统
缓蚀阻垢剂 闭路循环水池 开路循环水池
排放
空压机、压缩机、煅烧螺旋板换热器 重碱氨冷却器、钛板换热器,空调等
因为钛板、螺旋板换热器的板间隙很小,只有几毫米,换热过程中温度上升,钙镁离子容易在板间隙内结垢,影响换热效果,需要加入缓蚀剂,因为缓蚀剂的价格贵,比较经济的方法就是隔出一个系统,进行闭路循环。
闭路循环水系统工作流程:
a.酸洗预膜:先用酸将系统管道内结疤洗掉,再在管道内侧挂膜,防止再次结垢,酸洗时要做挂片试验。
b.加入缓蚀阻垢剂,缓蚀阻垢剂的作用有两个,一个是防止腐蚀管道,另一个就是把管道内的钙离子和有机磷离子结合,使其处于漂浮状态,不在管道内沉积。维持一定的有机磷浓度。
c.日常检测:闭路循环水系统日常监测指标主要时有机磷浓度和浓缩倍数,有机磷浓度低的时候要补加缓蚀剂。浓缩倍数控制在一般控制在3左右。目前为了环保和节约,许多研究机构正在研究在浓缩倍数高的时候运行。
浓缩倍数指的是某种物质在循环水和原水中的浓度比值。这种物质应选用体系内不能引入的物质,比如氯离子,有可能从系统内引入,钙镁离子有可能在系统内结垢,都不适合使用,根据我们公司的实际情况,选用SiO最好,但因为分析过程繁2
琐,目前使用电导率的比值,同时以氯离子浓度作为参考,在氯离子浓度缓慢提高时,还比较适用。
d.排放。在系统浓缩倍数过高或发生系统泄漏时,就要排放一部分循环水,同时补加部分原水,保证缓蚀效果。
4.雨水、污水系统
雨水、污水 经污水泵房排入氧化塘 清液至石灰洗涤塔
排放黑沿子干沟
化纤厂 热电渣场 热电冲灰水
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搞笑语录
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的济南话说:―你们是济南的,~‖暴汗,原来这老外是以前战争时期留在中国的美国
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哈哈,有木有笑趴啊。
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字。‖众问其故,姑娘说:―就是一个人四肢平摊躺在大床上。‖话音刚落,旁边一男同
事嘟囔:―困。‖
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加油……机八,加油……‖我滴个神~
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成暧昧的语气:―有小姑娘哟,很漂亮的。‖我汗,说:―不要小姑娘。‖大婶立刻改口:
―老姑娘,老姑娘也有,便宜一点。‖再汗,说:―我不要姑娘。‖大婶沉默了下,小声
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俱乐部吗,‖男:―在。‖女:―我看到一辆宝马,才不到两百万。‖男人:―买。‖女:―还
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男人们敬佩得目瞪口呆。男人挂了电话,问:―这是谁的手机,‖
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