純堿生產(chǎn)工藝簡介

1、純堿生產(chǎn)工藝簡介純堿生產(chǎn)工藝主要分天然堿法和合成堿法，而合成堿法又分氨堿法和聯(lián)堿法。1天然堿目前全世界發(fā)現(xiàn)天然堿礦的僅有美國、中國、土耳其、肯尼亞 等少數(shù)國家，其中以美國的綠河天然堿礦最有名。綠河地區(qū)的天然堿礦床，有 42 個含倍半碳酸鈉的礦層。已知礦層厚度在1.2m 以上（最厚 達(dá)11m）, 含礦面積在 670 帛（最大達(dá) 2007 詬）的有 25 層，位于地表以下 198? 914m, 計(jì)算倍半碳酸鈉 （Na2CONaHCC2HO）儲量為 613 億 t,即使全世界所有堿廠全部停產(chǎn),美國天然堿也可供世界1300 年純堿 用量。綠河地區(qū)各公司主要采用機(jī)械化開采。地面加工裝置,主要采用一水堿流

2、程生產(chǎn)重質(zhì)純堿。美國各天然堿廠目前的市場運(yùn)作方法是國內(nèi) ,各廠進(jìn)行有序競爭;國外出口,各廠聯(lián)合,成立一個專營出口的組織“ ANSAC（美國天然堿公司），美國天然堿不但質(zhì)量好，而且生產(chǎn)成本僅為60 美元噸左右，遠(yuǎn)低于我國合成純堿成本90 美元噸-100 美元噸左右，因此它具有很強(qiáng)的競爭力。而位于河南省桐柏縣的天然堿礦，總儲量達(dá)1.5 億噸，遠(yuǎn)景儲量 3 億? 5 億噸，占全國天然堿儲量的 8 0%，位居亞洲第一、世 界第二位。內(nèi)蒙古伊化集團(tuán)在桐柏建立了以天然堿為主的化工園區(qū) , 其優(yōu)質(zhì)的低鹽重質(zhì)純堿設(shè)計(jì)年產(chǎn)量達(dá) 1 00 萬噸。天然堿生產(chǎn)工藝主要有三種：叮叮小文庫a. 倍半堿流程礦石開采 - 溶

3、解 - 澄清除去雜質(zhì) - 循環(huán)母液 - 三效真空結(jié)晶 -240 度煅燒b. 鹵水碳化流程天然鹵水 - 碳化塔碳化為重堿 - 干燥 - 煅燒為粗堿 - 用硝酸鈉在 155 度漂白煅燒，煅燒用二氧化碳由自備電廠提供c. 一水堿流程礦石開采破碎到7 厘米以下 200 度停留 30 分鐘粗堿溶解、澄清三效真空結(jié)晶240 度煅燒天然堿法的主要優(yōu)點(diǎn)是：a. 成本低，每噸約60 美兀左右，而合成堿為90-100 美兀，完全可以抵消運(yùn)輸成本。b. 質(zhì)量方面鹽分非常低，往往小于0.10 %,產(chǎn)品粒度也非常好。缺點(diǎn)是因?yàn)楸栋雺A礦容易和芒硝礦共生，產(chǎn)品中硫酸根含量比氨堿法要高，但現(xiàn)在用戶對硫酸根的要求基本不高，所以

4、這個缺點(diǎn)影響不大。2. 氨堿法（索爾維法）我公司使用的就是氨堿法，中國的大堿廠中，濰坊、唐山、連云港，大化和天堿的一部分，青海，吉蘭泰都是采用氨堿法。a. 氨堿法主要優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品質(zhì)量好，可以生產(chǎn)低鹽堿，硫酸鹽的含量也非常低。缺點(diǎn)是： a. 有石灰和蒸餾工序，原材料消耗高，原鹽的利用率低，而氨堿法只能達(dá)到73-76 % （就是轉(zhuǎn)化- 2叮叮小文庫率），氯的利用率為0, 總利用率只有 28%。產(chǎn)品成本高。b. 環(huán)保方面，生產(chǎn)一噸純堿要排放10 立方米的廢液，幾大堿廠的廢液都采取了在海里圍堰，向內(nèi)排放廢液，使廢液在池內(nèi)固液分離，清液溢流入海，廢渣留在堰內(nèi)的辦法，現(xiàn)在堿廠已經(jīng)在使用第三渣場了。清液雖然沒

5、有其它有毒有害的物質(zhì)，COD也不高，但其堿性較強(qiáng)，在溢流口附近造成海水 PH高，對海洋生物有影響。圍堰內(nèi)的廢渣長期存放，對環(huán)境也是一種潛在的威脅，一旦圍堰垮塌，后果非常嚴(yán)重。雖然各大堿廠都有氯化鈣生產(chǎn)線， 但回收利用的部分也很有限（生產(chǎn)1 噸純堿的廢液中含有1.05 噸氯化鈣），廢渣的綜合利用目前還處于試驗(yàn)階段，天堿的方法是和其它材料混合后作為工程回填土，但也只能使用一小部分堿渣，目前我們廠正在做這方面的試驗(yàn)。目前日本和韓國的氨堿廠已經(jīng)全部停產(chǎn)了，歐洲還有一部分企業(yè)使用氨堿法，主要集中在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的東歐地區(qū)。在國內(nèi)，因?yàn)椴糠制髽I(yè)地理位置處于大城市或港口附近，受到環(huán)保方面的壓力，已經(jīng)在謀劃搬遷。

6、大化公司的氨堿已經(jīng)全部停產(chǎn)，整個公司即將搬遷，天堿也計(jì)劃遷出塘沽，去年年底新廠已經(jīng)奠基，新廠全部采用聯(lián)堿。3. 聯(lián)堿法大連、天堿的一部分，青島、湖北雙環(huán)采用的是聯(lián)堿法，全國大部分年產(chǎn)量在 4 萬噸以下的堿廠幾乎都是聯(lián)堿，聯(lián)堿的主要工藝在前半部分和氨堿一樣，在濾過工序后不是回收氨，而是進(jìn)行再次加鹽、吸氨，生產(chǎn)化肥氯化銨 .聯(lián)堿法的主要工藝為：一般為一次碳化、兩次吸氨3Mil叮叮小文庫上Ml澄清換熱C02洗鹽純堿 煅燒 過濾"冷析分離氯化銨吸氨生產(chǎn)聯(lián)堿需要配套合成氨系統(tǒng)，合成氨過程中會產(chǎn)生一部分所CO,以一些化肥廠都有純堿車間，但小廠產(chǎn)量不大，質(zhì)量較差。聯(lián)堿法的主要優(yōu)點(diǎn)是：a. 省略石灰

7、和蒸餾工序，廢液排放很少，噸堿只有幾十公斤,保較好，可以在任何地點(diǎn)建廠。b. 在碳化工序沒有轉(zhuǎn)化的原鹽又返回了生產(chǎn)系統(tǒng)，原鹽的利用4叮叮小文庫率高，可以達(dá)到93%左右，產(chǎn)品成本低， 1 噸純堿和 1 噸氯 化銨的總成本（雙噸成本）只比氨堿法一噸純堿的成本略高。缺點(diǎn)： a. 產(chǎn)品質(zhì)量差，純堿鹽分最好只能控制在0.6 %左右，為了降低鹽分而加大洗水用量的話會造成母液膨脹，生產(chǎn)無法平衡。b. 母液內(nèi)部循環(huán)，硫酸根無法排出，會全部隨著純堿出來，硫酸鹽的含量無法控制，我們廠的硫酸根含量不足0.01%，而聯(lián)堿法連 0.03% 的標(biāo)準(zhǔn)也很難控制。目前國內(nèi)的大型玻璃企業(yè)均采用浮法玻璃生產(chǎn)線，對鹽分有很高的要求

8、，一般沒有使用聯(lián)堿法純堿的。4. 其它方法除了這幾種主要的方法外，還有俄羅斯的霞石制堿，蘇聯(lián)自60年代以來 ，以霞石（含有鈉、鉀、鋁、硅氧化物的天然堿石）加工氧化鋁同時(shí)副產(chǎn)純堿、鉀堿及水泥，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，使霞石原料得到綜合利用，沒有排廢的問題。新旭法日本因進(jìn)口鹽價(jià)高，為提高食鹽利用率，采用的聯(lián)堿法， 70 年代日本氯化銨的生產(chǎn)供過于求，除恢復(fù)部分氨堿法生產(chǎn)外，旭硝子創(chuàng)建了新旭法，又稱N.A. 法。新旭法的特點(diǎn)是可以調(diào)整氯化銨的產(chǎn)量，市場多余的氯化銨直接加石灰乳蒸餾回收氨。5叮叮小文庫第二部分堿廠系統(tǒng)流程1. 地下直流水：在草泊水庫地下水源地共33 眼井，最北在紅眼橋附近，最南一口在沿海公路大橋

9、南側(cè)，分東西兩線，遙控開關(guān)泵，通過 30 公里長的管線輸送到廠東門外地下水蓄水池，供水量約 2000 立方米 / 小時(shí)，通過加壓泵輸送到廠內(nèi)。供熱電車間化學(xué)工序制造軟水和廠區(qū)生活用水（各辦公樓、食堂）， 2003-2004 年經(jīng)過技術(shù)改造，去熱電部分在夏季先用于1、2組碳化塔冷卻用，因?yàn)榈叵滤疁囟容^低，可以降低出堿溫度。在這里要說明一下，因?yàn)樘蓟ㄔ谔蓟镞M(jìn)行氨鹽水里通二氧化碳，爐氣 - 碳酸氫鈉煅燒爐里產(chǎn)生的二氧化碳，窯氣 - 石灰窯里產(chǎn)生的二氧化碳）塔壓低于水壓，只能是水往塔里滲漏，不會污染水源。在改造后，夏季的碳化轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到75%以上。2. 地面直流水系統(tǒng)：由陡河水庫泵站取水，流

10、量1750 立方米 /小時(shí)，經(jīng) 61 公里管線送至廠區(qū)地面水蓄水池。3. 開路循環(huán)水系統(tǒng)地面水蓄水曠碳化冷卻水循環(huán)水池冷卻向閉路系統(tǒng)補(bǔ)水吸收塔冷卻水:復(fù)用水6叮叮小文庫鹽水車間洗泥石灰車間化灰4. 閉路循環(huán)水系統(tǒng)緩蝕阻垢劑閉路循環(huán)水池開路循環(huán)水池! 排放空壓機(jī)、壓縮機(jī)、煅燒螺旋板換熱器重堿氨冷卻器、鈦板換熱器，空調(diào)等因?yàn)殁伆?、螺旋板換熱器的板間隙很小，只有幾毫米，換熱過程中溫度上升，鈣鎂離子容易在板間隙內(nèi)結(jié)垢，影響換熱效果，需要加入緩蝕劑，因?yàn)榫徫g劑的價(jià)格貴，比較經(jīng)濟(jì)的方法就是隔出一個系統(tǒng)，進(jìn)行閉路循環(huán)。閉路循環(huán)水系統(tǒng)工作流程：a. 酸洗預(yù)膜：先用酸將系統(tǒng)管道內(nèi)結(jié)疤洗掉，再在管道內(nèi)側(cè)掛膜，防止

11、再次結(jié)垢，酸洗時(shí)要做掛片試驗(yàn)。b. 加入緩蝕阻垢劑，緩蝕阻垢劑的作用有兩個，一個是防止腐蝕管道，另一個就是把管道內(nèi)的鈣離子和有機(jī)磷離子結(jié)合，使 其處于漂浮狀態(tài)，不在管道內(nèi)沉積。維持一定的有機(jī)磷濃度。7叮叮小文庫C.日常檢測：閉路循環(huán)水系統(tǒng)日常監(jiān)測指標(biāo)主要時(shí)有機(jī)磷濃度和濃縮倍數(shù)，有機(jī)磷濃度低的時(shí)候要補(bǔ)加緩蝕劑。濃縮倍數(shù)控制在一般控制在3 左右。目前為了環(huán)保和節(jié)約，許多研究機(jī)構(gòu)正在研究在濃縮倍數(shù)高的時(shí)候運(yùn)行。濃縮倍數(shù)指的是某種物質(zhì)在循環(huán)水和原水中的濃度比值。這種物質(zhì)應(yīng)選用體系內(nèi)不能引入的物質(zhì)，比如氯離子，有可能從系統(tǒng)內(nèi)引入，鈣鎂離子有可能在系統(tǒng)內(nèi)結(jié)垢，都不適合使用,根據(jù)我們公司的實(shí)際情況，選用 SiO