鹽堿工藝簡介_輸鹵泵_自平衡多級泵_長沙宏力水泵廠

1、鹽堿工藝簡介 長沙宏力水泵廠2014年6月純堿常識n純堿化學名為：Na2CO3 n俗名：蘇打、純堿、洗滌堿n純堿分為重質(zhì)純堿（重灰）和輕質(zhì)純堿（輕灰）n純堿的用途：1、生產(chǎn)玻璃如平板玻璃、光學玻璃等；玻璃工業(yè)是純堿的最大消費部門，每噸玻璃消耗純堿0.2噸。2、化學工業(yè)用于制取鈉鹽、碳酸鹽、漂白粉、填料、催化劑及染料等；3、冶金工業(yè)用于選礦；4、陶瓷工業(yè)用于耐火材料和釉。純堿名稱來源n19181921年，范旭東先生在天津塘沽籌辦永利堿業(yè)公司。同年10月侯德榜接受了的聘請，毅然從美國回國。n諸位：我們總算制出合格的中國堿。這是我們多少年來的夙愿，為此我們支付多少辛苦，嘗盡人間辛酸。用索爾維法制堿我

2、們永利是第31家，而在亞洲、在遠東我們則是第一家。今天看見這雪白、純潔的產(chǎn)品，心里無比激動和喜悅。為了使我們的產(chǎn)品區(qū)別于土法生產(chǎn)的口堿和進口的卜內(nèi)門公司的洋堿，我提議取名為純堿。 范旭東氯化銨常識n物理性質(zhì)： 氯化銨化學式為 NH4Cl，為無色等軸系晶體，密度1.526 g/cm3（20），且極易溶于水和吸潮結(jié)塊。n化學性質(zhì)： 氯化銨在水溶液中呈弱酸性，由于有活性極強的存在，對設(shè)備、管線(特別是普通鋼材)腐蝕嚴重；n氯化銨用途：1、主要用于農(nóng)業(yè)作氮素肥料，中國的氯化銨產(chǎn)量居世界第一位；2、工業(yè)氯化銨用于制造電池，金屬焊接，電鍍，印染，醫(yī)藥等；3、食用氯化銨一般與碳酸鈉混合后使用，主要用于面包、

3、餅干等；4、飼料添加劑用氯化銨，可提高產(chǎn)肉率；n 聯(lián)堿工藝目前主要為n氨堿法n侯氏聯(lián)合制堿法氨堿法制取純堿n1861年，比利時人索爾維在煤氣廠從事稀氨水的濃縮工作，發(fā)現(xiàn)用食鹽水吸收氨和CO2的試驗中可得到NaHCO3，然后獲得用海鹽和石灰石為原料，氨為媒介制取純堿的專利，此法被稱為索爾維制堿法。n由于此法生產(chǎn)過程中，氨僅起媒介作用，故又稱氨堿法。 n其工藝流程：氨堿法主要的化學反應n1、石灰石煅燒和石灰乳制備 CaCO3CaO+CO2 CaO+2H2OCa(OH)2n2、鹽水吸氨、碳酸化 NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cln3、碳酸氫鈉煅燒，分解出的CO2循環(huán)使用 2Na

4、HCO3Na2CO3+CO2 +H2On4、氯化銨與石灰石蒸餾，回收氨 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+NH3+2H2O氨堿優(yōu)缺點法n氨堿法制堿的優(yōu)點：n(1) 原料易得，價格低廉；n(2) 可連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)能力大；n(3) 產(chǎn)品純度高(含Na2CO398.5%).n氨堿法制堿的缺點：n(1) 氯化鈉利用率低，理論轉(zhuǎn)化率84%，實際只能達到72-74%，且僅利用部分Na+ ，26-28% Na+和全部Cl-全部廢棄。n(2) 產(chǎn)生大量廢水，且廢水不易處理。 侯氏聯(lián)合制堿法侯德榜簡介侯德榜簡介侯德榜1890年8月9日出生于福建的一個農(nóng)民家庭, 就讀于福州英華書院和滬皖兩省路礦學堂，191

5、0年考入清華留美預備學堂，1913年公費赴美留學，19171921年先后獲得麻省理工學院化學工程學學士位、哥倫比亞大學碩士學位和博士學位。 1935年榮獲中國工程師學會金質(zhì)獎章。1943年，接受英國皇家學會名譽會員榮銜（當時國外會員僅12人）1949新中國成立之后，侯德榜被任命為中國化學會會長、中國化工學會理事長、中國科學院院士、中國科協(xié)副主席、化工部副部長等職。1973年獲美國機械工程學會榮譽會員稱號。聯(lián)合制堿法n1942年，我國著名化學家侯德榜發(fā)明了“索爾維制堿工藝與合成氨工藝聯(lián)合起來，可連續(xù)生產(chǎn)，既制純堿又產(chǎn)氯化銨，原料利用率達到98%。n1943年底，中國化學會第十一屆年會命名為侯氏制

6、堿法”(Hous process) ，即聯(lián)合制堿法。n1952年在大連化學廠建成日產(chǎn)10噸的聯(lián)合制堿中試裝置；n1961年在大連化學廠建成年產(chǎn)16萬噸的聯(lián)堿車間。n70年代后，氯化銨過剩，對該法進行了改良，調(diào)整多余氯化銨產(chǎn)量稱為“新旭法”或稱為NA法(New Asahi process)。 聯(lián)合制堿法生產(chǎn)原理n本聯(lián)堿生產(chǎn)法采用的是“一次加鹽、兩次吸氨、一次碳化”生產(chǎn)循環(huán)過程；n第一過程為純堿生產(chǎn)過程；n第二過程為氯化銨生產(chǎn)過程；n如 圖1 所示，由母液開始，在第一過程加入原料氨（NH3）和二氧化碳（CO2），得到碳酸氫鈉 （NaHCO3）和母液，在第二過程加入原料鹽（NaCL），得到氯化銨（N

7、H4CL）和母液，如此完成一個循環(huán)。圖1: 聯(lián)合制堿法生產(chǎn)示意圖吸氨吸氨換熱換熱碳化碳化吸氨吸氨分離（干燥）分離（干燥）冷析冷析過濾過濾煅燒煅燒澄清澄清鹽析鹽析co2NacLAIIMIMIIAIco2純堿氯化銨一過程二過程聯(lián)合制堿生產(chǎn)工藝流程煅 燒冷 析過 濾澄 清與A換熱鹽 析碳 化吸 氨吸 氨NaClMMA兌稠A過程二氧化碳純堿晶漿半母NH3NH3冷凝洗滌壓 縮合成合成爐氣濃氣濃氣分離氯化銨過程外冷器聯(lián)合制堿生產(chǎn)工藝流程n 根據(jù)實際生產(chǎn)情況，聯(lián)堿法現(xiàn)在設(shè)有五個工段，從所包括的工序來講大致可分為：n壓縮工段： CO2壓縮、冰機制冷、循環(huán)水等工序；n碳化工段： 母液吸氨、淡液及母液蒸餾、氨母液

8、碳酸化、重堿過濾等工序；n煅燒工段： 重灰煅燒、輕灰涼堿、小蘇打等工序；n結(jié)晶工段： 氯化銨結(jié)晶及過濾等工序；n干銨工段： 氯化銨干燥、制精銨等工序。氯化銨結(jié)晶工段 冷析結(jié)晶器n 結(jié)晶器是聯(lián)堿過程生產(chǎn)NH4CL的主要設(shè)備之一，它與外冷器、軸流泵構(gòu)成一個單元系統(tǒng)。其作用是母液借助軸流泵循環(huán)，經(jīng)過外冷器降溫和加鹽產(chǎn)生飽和度后，送入結(jié)晶器內(nèi)通過晶漿懸浮層，降低母液的過飽和度，促成晶核的生產(chǎn)和長大，制得粒狀NH4CL結(jié)晶。氯化銨 冷析結(jié)晶器氯化銨 鹽析結(jié)晶器聯(lián)合制堿法反應方程式n1、合成氨工廠的反應：nN2的制取：空氣液化nH2、CO2的制?。?C+H2O(g) H2+CO n CO+H2O(g) H

9、2+CO2n NH3的合成： N2+3H2 2NH3n2、向已經(jīng)氨化的飽和食鹽水中通入二氧化碳nNH3+H2O+CO2+NaClNH4Cl+NaHCO3（析出）n3、 加熱碳酸氫鈉，得到碳酸鈉n2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2 氯化銨和氯化鈉溶解度n由上表可知：nNH4Cl溶解度受溫度影響大，NaCl則影響不大。n當NH4Cl、NaCl共存在，溶解度都比單獨溶解度小 ；n當NH4Cl、NaCl共存在，NH4Cl溶解度隨溫度的降低而降低，而NaCl的溶解度隨溫度的降低而上升；n因此可采取冷析和鹽析的方法析出 NH4Cl。n原理：聯(lián)堿生產(chǎn)母液成分比例n1、 氨母液I中 NH3與CO2之比

10、 NH3/CO2=2.1-2.4，吸氨目的：使母液I中 的HCO3-轉(zhuǎn)化為CO32-，防止NaHCO3，與NH4Cl共析。 過低共析，過高，氨分壓高，氨損失增大。n2、 氨母液II中 NH3與NaCl之比 NH3/NaCl=1.04-1.12，使NaHCO3析出 若NH3/NaCl太高如1.15-1.20時，易析出NH4HCO3。n3、 母液2中 Na+與NH4+比 Na+/ NH4+=1.5-1.8nNa+增加，析銨量增加，同時酸化時生成較多的NaHCO3，n太高NaCl混入NH4Cl產(chǎn)品中。 聯(lián)堿法特點n生產(chǎn)過程分為兩個過程：n1、制堿過程；n2、制銨過程。n聯(lián)堿法的優(yōu)點：n(1) 原料利

11、用率高，食鹽利用率95%以上；n(2) 產(chǎn)品成本比氨堿法低，無須石灰石、焦炭，節(jié)約原料、能源、運輸；n(3) 工藝流程簡單，不需蒸氨塔、石灰窯、化灰機等笨重設(shè)備；n(4) 排污量小，無大量廢液、廢渣。侯氏制堿法與索氏制堿法的異同點n1、相同點：nNaClNH3H2OCO2NaHCO3NH4Cl 第一步氨氣與水和二氧化碳反應生成一分子的碳酸氫銨。第二步是：碳酸氫銨與氯化鈉反應生成的碳酸氫鈉沉淀和氯化銨，平時這樣的反應一般認為不進行，但是由于在某個溫度下，碳酸氫鈉的溶解度較低，會沉淀出來，所以這個反應能夠一定程度上進行。n2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2 n2、不同點：索氏制堿法（氨堿

12、法） 侯氏制堿（聯(lián)合制堿法）濾 液處 理方法Ca(OH)2+2NH4Cl 2NH3+CaCl2+2H2OCa(OH)2來源：CaCO3CaO+CO2CaO+H2O Ca(OH)21、通入NH3：a、增大NH4+的濃度，使NH4Cl更多地析出b、使NaHCO3轉(zhuǎn)化為Na2CO3，提高析出NH4Cl的純度2、降溫,并加入過量NaCl： 低溫時NH4Cl 溶解度比NaCl小，所以可以使NH4Cl析出，同時補充Na+原 料來源CO2 ：石灰石的煅燒 NH3 ：Ca(OH)2與NH4Cl的反應CO2 ：高溫下焦炭與水蒸氣的反應NH3 ：工業(yè)合成氨的反應循 環(huán)物質(zhì)CO2 NH3CO2 NaCl優(yōu) 缺點優(yōu)點

13、：1、原料（食鹽和石灰石）便宜； 2、產(chǎn)品純堿的純度高； 3、副產(chǎn)品氨和二氧化碳都可以回收循環(huán)使用；4、制造步驟簡單，適合于大規(guī)模生產(chǎn)。缺點： 1、 NaCl利用率低 2、生成用途不大的CaCl2優(yōu)點： 1、提高了NaCl利用率 2、產(chǎn)生了有用的化工原料 和肥料 NH4Cl 制堿生產(chǎn)中飽和食鹽水的制備n氨堿法用的飽和鹽水可以來自海鹽、池鹽、巖鹽、井鹽和湖鹽等。nNaCl在水中的溶解度的變化不大，在室溫下為315kg/m3。工業(yè)上的飽和鹽水因含有鈣鎂等雜質(zhì)而只含NaCl 300kg/m3左右。方法：制飽和鹽水的化鹽桶桶底有帶嘴的水管，水自下而上溶解食鹽成飽和鹽水，從桶上部溢流而出。n化鹽用的水來

14、自堿廠各處的含氨、二氧化碳或食鹽的洗滌水。制堿生產(chǎn)中鹽水的精制鹽水雜質(zhì)：粗鹽水含鈣鎂離子，雜質(zhì)形成沉淀或復鹽。雜質(zhì)危害：n堵塞管道和設(shè)備；n氨和食鹽的損失；n影響產(chǎn)品質(zhì)量；精制鹽水的方法：1、石灰-碳酸銨法（石灰-塔氣法） 2、石灰-純堿法 n1.石灰-碳酸銨法 用石灰除去鹽中的鎂(Mg2+)，反應如下： Mg2+ + Ca(OH)2(s) = Mg(OH)2(s) + Ca2+ 將分離出沉淀（一次泥）的溶液（一次鹽水）送入除鈣塔中，用碳化塔頂部尾氣中的NH3和CO2再除去Ca2+，其化學反應為： 2NH3 + CO2 + H2O +Ca2+ = CaCO3(s) + 2NH4+n2.石灰-純

15、堿法 除鎂的方法與石灰-碳酸銨法相同，除鈣則采用純堿法，其反應如下： Na2CO3 + Ca2+ = CaCO3(s) + 2Na+石灰-純堿法鹽水的精制n原鹽精制主要采用洗滌法。用飽和氯化鈉溶液洗滌，再用石灰乳處理洗滌液，除去Mg2+、Ca2+等離子稱為石灰純堿法。n1、用石灰乳脫除Mg2+ MgCl2+Ca(OH)2Mg(OH)2+CaCl2 MgSO4+ Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaSO4(微溶于水) n2、加入純堿脫除Ca2+ CaCl2+Na2CO3CaCO3+2NaCl CaSO4+ Na2CO3 CaCO3+Na2SO4 最新精制工藝：兩堿法（燒堿、純堿），用液體30%氫

16、氧化鈉代替石灰聯(lián)堿廠工藝路線的選擇n現(xiàn)在聯(lián)堿工藝技術(shù)路線均采用一次碳化、二次吸氨、一次加鹽、冷析、鹽析析出氯化銨的工藝路線,n采用母液降溫析出氯化銨的方法, 可以稱之為 冷法 聯(lián)堿( 這是相對采用加熱蒸發(fā)析出氯化銨稱之為 熱法 聯(lián)堿而定義) 。冷法聯(lián)堿經(jīng)過40 多年的發(fā)展,不斷的改進創(chuàng)新, 無論從工藝流程、設(shè)備完善、裝置大型化、工程設(shè)計上都逐步成熟, 在我國得到廣泛的應用。n以前, 國內(nèi)聯(lián)堿廠沒有鹽資源, 原料鹽只能靠買入, 工藝路線一般選擇 冷法 聯(lián)堿的工藝技術(shù)路線。n近年來, 新建聯(lián)堿廠從市場競爭角度出發(fā), 為降低成本都從資源配置考慮, 因而都有自己的鹽廠, 而技術(shù)路線仍然是傳統(tǒng)的鹵水制鹽, 鹽再加入母液溶解制堿的方法, 從技術(shù)角度分析這并不是一種合理的選擇。熱法聯(lián)堿n今后不僅僅只采用冷法聯(lián)堿的工藝路線, 更應該發(fā)展能耗更合理的制堿方法 熱法聯(lián)堿。n 熱法聯(lián)堿是制堿部分與氨堿法一樣采用鹽水精制, 除鈣鎂后的鹽水吸氨，碳化制堿, 濾過母液脫氨后送蒸發(fā)濃縮析鹽、再析出氯化銨的制堿方法。n這種制堿方法不需要將鹽水制成鹽, 因而省掉了制鹽裝置, 而熱法制氯化銨部分使用與制鹽類似的蒸發(fā)裝置, 將脫氨后的濾過母液加熱蒸發(fā)到一定濃度, 采用先析鹽、后析銨或先析銨、后析鹽的工藝方法制取氯化銨。析銨后的母