随着科学技术的飞速发展, 纯碱工业技术的提高, 使得纯碱在化工原料上取得了重要地位, 比如说建材工业、玻璃工业、冶金工业等都在使用纯碱这一原料, 同时可以发现纯碱生产技术的发展是必然的, 只有达到一定的产量, 才能满足这些工业的需求, 这也是衡量我国工业发展水平高低的标准。现在在我国, 生产纯碱的其中一种技术手段就是氨碱法, 所以本文对氨碱法工艺与设备的发展以及特点作出如下总结。
1 氨碱法纯碱生产工艺流程
氨碱法是主要制碱方式之一, 是由索尔维研究出的生产方式, 因此又称索尔维法, 他主要采用氯化钠、氨气以及石灰石经过煅烧后生成的二氧化碳和生石灰作为原料来制取纯碱。先让氨气和饱和食盐水混合形成氨盐水, 接着通入通入二氧化碳生成溶解度比较小的氯化铵溶液和碳酸氢钠沉淀, 再将经过过滤的碳酸氢钠沉淀, 加热煅烧, 从而制成纯碱。
有的氨碱厂为了能够是纯碱生产技术有所提高, 就采用最先进的纯碱生产技术和设备, 比如说在石灰石上就使用大型竖式混装窑, 此窑具有热效率高、生产能力大等等优点。还使用PC机程序来控制, 这样能够大幅度降低焦碳和石灰石的消耗。这种混装窑是我国纯碱生产量最大的装置, 因此有很多企业采用。其次, 还使用一步法来精制盐水, 这比以往的石灰碳酸铵法, 有了进一步的提高, 这种方法具有设备结疤轻、工艺流程短、产品质量高、盐水质量稳定、以及提高氯化钠转化率这些优点。接着, 就采用双锥形澄清桶来进行澄清的步骤, 这个可以使沉淀浓缩区、絮凝反应区、清液区、沉降区这几个部分结构紧凑一点。在吸氨工序的时候, 就使用了在吸氨塔里的内冷吸氨塔, 做完实验研究得出, 内冷吸氨塔有着简化流程、低运行费用、少消耗动力、大生产能力以及吸收效率、冷却效率高、尾气含氨低等这些好处。
虽说氨碱法是主要穿件的主要生产方式, 但还是弊端的。首先, 因为氯化钠也就是食盐只能一次性利用, 所以应当最大限度的提取有效成分, 但是, 两种原料都只利用了一半成分, 食盐里的成分氯离子和石灰石的成分钙离子结合成了氯化钙, 氯化钙在这里就是废弃物, 几乎没有用途, 以致于产生了怎样去处理氯化钙的问题;同时, 还有最大的一个缺点, 就是食盐的利用率只有70%到73%, 其余的食盐都因为生成氯化钙溶液, 因此作为废液被浪费了。但是有弊就有利, 作为原料的食盐和石灰石都比较便宜;生产出来的纯碱纯度较高;副产品二氧化碳和氨都可以回收循环再利用;最重要的是制造步骤较为简单, 较适合大规模生产。
最后, 在氨碱法生产纯碱的过程中特别重要的是, 能够减少能耗, 因此在煅烧炉气的时候, 要尽全力地去回收利用, 因为这有助于提高纯碱的产量。
2 氨碱法制纯碱设备
氨碱法制纯碱的主要设备是碳化塔, 它由许多铸铁塔组装而成, 结构可分为上、下两部分。首先, 上部是用作二氧化碳吸收的, 每段之间都装合签帽形板, 略向下倾的漏液板, 这两种板的边缘都有用来分散气泡的齿, 这是为了增加气液接触面积, 还能促进吸收。其次, 塔的下部有数个冷却水箱, 是用来冷却碳化塔, 然后能够得到结晶, 同时, 水箱中间也装有签帽。氨盐水是从内塔上部进口加入, 它的上段是作为气液分离来使用。中段的气以215.7到255k Pa的压力由冷却段中间的地方进入, 下段的气以284.4到323.6k Pa的压力由塔的底部进入。最后, 碱液就从塔底部放出来, 碳化尾气从塔顶放出。冷却水管是由许多干铁管固定在两端管板上构成的, 管内通入冷却水, 管数由所需冷却情况而定。底下各圈, 既要满足结晶的需要, 又要在不妨碍悬浮液流过的前提下, 应尽量多放置一些冷却水管, 从塔底逐渐向上延伸, 每圈的管数逐减。
同时, 在使用碳化塔的时候, 还可以考虑采用二氧化碳压缩机, 虽然它的设计原理上与其他的气体压缩机没有太大的差别, 但二氧化碳具有腐蚀性, 并且会经常混入会灰尘与氨气, 因此也该做出相应的防范措施。
有的氨碱法碱厂的设备还通过铁来铸造, 所以会显得较为笨重, 因此一般只能常压下工作。因为有的钢铁材料腐蚀性较小, 耐蚀能力较差, 所以使用这些材料做设备, 使用寿命就会缩短, 所以钢材不能成为氨碱厂的第一材料。针对这个问题, 工作者们一直都致力于研发具有高效能的新型设备, 以及具有优良加工性质和耐用的新型材料, 并且已经应用于氨碱法纯碱的生产过程中去, 很大程度上实现了纯碱工业的技术进步。
最后, 因为钛材有着比重小, 强度高, 高温低温耐蚀性较高的性质, 同时, 在与氯化物相关的溶液中, 它的耐蚀性要优于其他的金属, 极其不容易被腐蚀, 而且它的耐污垢性也很好以及有着较高的导热率。但是, 钛材的价格还是比较昂贵, 不是所有企业都能够用得起, 也就是说不能得到广泛使用, 因此, 还需要研发者们继续开发其他新材料。
3 结语
经过本文得知氨碱法已经有了百年的历史, 并且制碱技术还在不断提高, 日益成熟, 但我们通过研究发现, 在使用氨碱法制纯碱时依然存在弊端, 会浪费原料, 而我国正在实施可持续发展战略, 因此, 希望制纯碱工作者们继续努力, 研发出更好的生产工艺与设备, 在极大地提高纯碱生产量的同时避免资源浪费。
摘要：近年来, 科学技术水平越来越高, 某些企业就大力度的支持纯碱工业, 以致于纯碱工业领域发展速度甚快, 生产工艺与设备的技术明显得到提高, 因此, 本文主要阐述氨碱法纯碱生产工艺与设备的使用效果, 通过实践经验, 了解现在氨碱法生产工艺流程, 以及采用的相关设备, 分析这种方式的优缺点, 展现国内现有的氨碱法纯碱生产工艺与设备。
关键词：纯碱,生产工艺,设备