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11m),含礦面積在670km2(最大達2007km2)的有25層,位于地表以下198914m,計算倍半碳酸鈉(Na2CO3.NaHCO3.2H2O)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)各公司主要采用機械化開采。地面加工裝置,主要采用一水堿流程生產(chǎn)重質(zhì)純堿。美國各天然

2、堿廠目前的市場運作方法是:國內(nèi),各廠進行有序競爭;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，因此它具有很強的競爭力。而位于河南省桐柏縣的天然堿礦，總儲量達億噸，遠景儲量億億噸，占全國天然堿儲量的，位居亞洲第一、世界第二位。內(nèi)蒙古伊化集團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)純堿設計年產(chǎn)量達0萬噸。天然堿生產(chǎn)工藝主要有三種：a. 倍半堿流程礦石開采溶解澄清除去雜質(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

3、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)點是：a. 成本低，每噸約60美元左右，而合成堿為90-100美元，完全可以抵消運輸成本。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。缺點是因為倍半堿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，所以這個缺點影響不大。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

4、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，而氨堿法只能達到73-76（就是轉(zhuǎn)化率），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。清液雖然沒有其它有毒有害的物質(zhì)，COD也不高，但其堿性較強，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，后果非常嚴重。雖然各大堿廠都有氯化鈣生產(chǎn)線，但回

5、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。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)濟欠發(fā)達的東歐地區(qū)。在國內(nèi)，因為部分企業(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。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)

6、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 MII 吸氨 MI 澄清 換熱 CO2 碳化 鹽析 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CO2，所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)點是：a.省略石灰和蒸餾工序，廢液排放很少，噸堿只有幾十公斤，環(huán)保較好，可以在任何地點建廠。b. 在碳化工序沒有轉(zhuǎn)化的原鹽又返回了生產(chǎn)系統(tǒng)，原鹽的利用率高，可以達到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

7、比氨堿法一噸純堿的成本略高。缺點：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%的標準也很難控制。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，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）加工氧化鋁同時副產(chǎn)純堿、鉀堿及水泥，實現(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

8、本因進口鹽價高，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。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南側(cè)，分東西兩線，遙控開關泵，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，通過加壓泵輸送到廠內(nèi)。供熱電車間化學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)過技術改造，去熱電部分在夏季先用于1、2組碳化塔冷卻用，因

9、為地下水溫度較低，可以降低出堿溫度。在這里要說明一下，因為碳化塔（ 在碳化塔里進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)化率可以達到75以上。2. 地面直流水系統(tǒng)：由陡河水庫泵站取水，流量1750立方米/小時，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) 地面水蓄水池 碳化冷卻水 循環(huán)水池冷卻 向閉路系統(tǒng)補水 吸收塔冷卻水復用水 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、壓縮機、煅燒螺旋板換熱器重堿氨冷卻器、鈦板換

10、熱器，空調(diào)等 因為鈦板、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，因為緩蝕劑的價格貴，比較經(jīng)濟的方法就是隔出一個系統(tǒng)，進行閉路循環(huán)。閉路循環(huán)水系統(tǒng)工作流程：a.酸洗預膜：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，防止再次結(jié)垢，酸洗時要做掛片試驗。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。維持一定的有機磷濃度。c.日常檢測：閉路循環(huán)水系統(tǒng)日常監(jiān)測指標主要時有機磷濃度和濃縮倍數(shù)，有機磷濃度低的時候要補加緩蝕劑。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，許多研究機構(gòu)正在研究在濃縮倍數(shù)高的時候運行。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)我們公司的實際情況，選用S