纯碱生产工艺简介
纯碱工艺简介
氨碱法（又称索尔维法）
它是比利时工程师苏尔维（1838～1922）
于1892年发明的纯碱制法。他以食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、氨气为原料来制取纯碱。先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原理是：NaCl＋NH3＋H2O＋CO2＝NaHCO3↓＋NH4Cl
将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3＝Na2CO3＋H2O＋CO2↑放出的二氧化碳气体可回收循环使用。含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的氨气可回收循环使用。CaO＋H2O＝Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O
氨碱法的优点是：原料（食盐和石灰石）便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。但氨碱法也有许多缺点：首先是两种原料的成分里都只利用了一半——食盐成分里的钠离子（Na＋）和石灰石成分里的碳酸根离子（CO32－seexam.com）结合成了碳酸钠，可是食盐的另一成分氯离子（Cl－）和石灰石的另一成分钙离子（Ca2＋）却结合成了没有多大用途的氯化钙（CaCl2），因此如何处理氯化钙成为一个很大的负担。氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72％～74％，其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了，这是一个很大的损失。
原盐加水后，使固态的NaCl溶于水，这个过程是化盐，饱和的NaCl溶液经过澄清，盐水里的沙泥等杂物经洗泥桶排到渣场。
NaCl溶液经过碳化尾气净氨塔，碳化尾气净氨塔内进行化学反应，如下：
吸氨和碳化过程，是在上述碳化尾气净氨塔内的未反应的NaCl溶液再进一步的充分反应。其中海水冷却主要是冷却设备。
氨盐水碳酸化
将氨盐水与CO2气在碳化塔内进行反应，生成NaHCO3结晶悬浮液。 原理方程式：2NH3+CO2→NH2COONH4
NH2COONH4+H2O→NH4HCO3+NH3
NaCl+NH4HCO3→NaHCO3+NH4Cl
上述NaHCO3溶液经真空过滤后，进行轻灰煅烧，而NH4Cl溶液循环利用。
这个过程产生的是轻质纯碱，一般轻质纯碱密度为500-600kg/m3,重质纯碱密度为1000-1200kg/m3
此过程主要是固相水合法生产重质纯碱，一般重质纯碱密度为
1000-1200kg/m3。重质纯碱性状：白色颗粒状的无水物，易溶于水，常温时暴露在空气中能吸收CO2和水，并放出热量，逐渐转成NaHCO3且结块。
我国的重质纯碱生产大体分为三种方法:固相水合法、液相水合法和结晶法。固相水合法具有设备简单、流程短、操作方便、容易实行单参数控制等特点。工艺原理是以轻质纯碱为原料,在回转式水合机内与水混合生成一水碳酸钠结晶,温度在80~100℃之间生成一水碱的反应比较完全,温度过高,易水碱分解,所以,水合温度控制在85~95℃为宜。 加水量的大小直接影响一水碳酸钠的结晶形状、粒度及均匀程度,对重质纯碱的质量至关重要。
氨碱法中所需要的CO2是经石灰窑石灰石加焦炭高温反应后产生的，其中石灰窑还需经过除尘，把窑气（CO2）经过压缩后进行碳化循环利用。
石灰窑产生的灰乳经过蒸馏与NH4Cl反应生成CaCl2和NH3，NH3再进行循环利用。
氨碱法的优点：1.原料（食盐和石灰石）便宜： 2．产品纯碱的纯度高：
3.副产品氨和二氧化碳都可以回收循环利用： 4.制造步骤简单，适合于大规模生产。 缺点：1.NaCl利用率低：
2.生成用途不大的CaCl2。