[发明专利]一种用于纯碱生产的碳化工艺

说明书

本发明提供一种用于纯碱生产的碳化工艺，包括如下步骤：控制氨盐水温度为15‑22℃，组成NH₃/NaCl为1.1‑1.3；随后将其送至清洗塔自上而下流动，经塔底流出，得到清洗液；将清洗液加热至30‑36℃后送入制碱塔的顶部；将重碱煅烧炉出来的包含40‑45％CO₂的中段气，经中段气压缩机压缩，经中段气冷却器冷却，从制碱塔中部通入塔中参加碳酸化反应；下段气经下段气压缩机压缩，经下段气冷却器冷却，送至制碱塔底部，将清洗液继续碳化；反应过程中控制碳化塔上部温度为45‑60℃，中部温度为65‑70℃；控制碳化塔下部各阶段的冷却速度，最后将生产的碳酸氢钠悬浮液由塔底部取出管取出，送至出碱集中槽中，即完成碳化工艺过程。

技术领域

本发明涉及纯碱生产技术领域，具体涉及一种用于纯碱生产的碳化工艺。

背景技术

纯碱外观为白色粉末或细粒结晶，味涩，相对密度(25℃)2.532，熔点851℃、比热容1.042J/(g·℃)(20℃)、易溶于水。纯碱就是最重要的化工工业原材料之一，广泛地应用于玻璃、化工工业(烧碱、硝酸钠、清洁剂、软化硬水)、石化、冶金等行业，同时也应用在造纸、肥皂、纺织、印染、皮革、食品、医药、胶卷、轻工等行业。

纯碱的生产方法主要有侯氏制碱法和氨碱法制纯碱两种，前者最大的优点是使食盐的利用率提高至96％以上，当使用同样量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱；后者优点则是原料(食盐和石灰石)便宜，产品纯碱的纯度高，且副产品氨和二氧化碳均可以回收循环利用，制造步骤简单，适合于大规模的生产。

在氨碱法纯碱生产过程中，碳化是整个工艺的核心步骤和中心环节，是一个具有气、液、固三相参与的，包括吸收、反应、结晶、流动等物理化学过程的复杂过程；在这一过程中，吸收、结晶、传热等化工单元操作互相联系、相互制约。碳化工艺中各个工艺指标的选择对产品产量、质量的优劣以及物料消耗的多少具有举足轻重的影响，然而，现有碳化工艺存在耗能较高、产率和氯化钠利用率较低等不足，且产品纯度也有待进一步提升。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中碳化工艺存在的上述不足，提供一种改进后的用于纯碱生产的碳化工艺，以提高产率和氯化钠利用率，降低能耗，改善产品质量。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种用于纯碱生产的碳化工艺，包括如下步骤：

S1：控制氨盐水温度为15-22℃，组成NH₃/NaCl为1.1-1.3；随后将其送至清洗塔自上而下流动，经塔底流出，得到清洗液；将清洗液加热至30-36℃后送入制碱塔的顶部；

S2：将重碱煅烧炉出来的包含40-45％CO₂的中段气，经中段气压缩机控制压力为0.25-0.30MPa，经中段气冷却器控制温度为42-47℃，从制碱塔中部通入塔中参加碳酸化反应；

S3：将重碱煅烧炉出来的包含92-97％CO₂的下段气，经下段气压缩机控制压力为0.30-0.35MPa，经下段气冷却器控制温度为28-32℃，送至制碱塔底部，将清洗液继续碳化；

S4：反应过程中控制碳化塔上部温度为45-60℃，中部温度为65-70℃；碳化塔中部最下方至下部1/3处间的冷却速度为0.3-0.8℃/min，碳化塔下部1/3处至2/3处间的冷却速度为1.5-2.5℃/min，碳化塔剩余1/3段的冷却速度为3-5℃/min；生产的碳酸氢钠悬浮液由塔底部取出管取出，送至出碱集中槽中，即完成碳化工艺过程。

优选的，步骤S1中所述氨盐水温度为18℃，组成NH₃/NaCl为1.2，清洗液加热至33℃。

优选的，步骤S2中所述中段气中CO₂含量为43％，中段气的压力为0.28MPa，中段气的温度为45℃。