烧碱的制备工艺简介
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烧碱生产工艺流程
《烧碱生产工艺流程》
烧碱,又称氢氧化钠,是一种重要的化工原料,广泛用于玻璃制造、纺织工业、造纸业、化肥生产等多个领域。
烧碱的生产工艺流程通常包括以下几个主要步骤:
1. 原料准备:烧碱的主要原料是氯化钠(食盐),此外还需要对氯化钠进行预处理,如研磨、干燥等。
2. 电解制备:将预处理后的氯化钠溶解在水中,然后将溶液注入电解槽中。
在电解槽中,通过电解过程,将氯化钠分解成氯气、氢气和氢氧化钠。
3. 离子交换膜法:通过离子交换膜法对氢氧化钠的浓缩和纯化,使其达到工业级标准。
4. 除杂处理:对生产过程中产生的副产物进行处理,以保证产品的纯度和质量。
5. 包装和贮存:对生产好的烧碱进行包装和贮存,准备发往市场。
整个烧碱生产工艺流程需要严格控制各个环节的操作参数,以确保产品质量。
同时,还需要重视安全生产和环保要求,防止对环境造成污染和对员工造成伤害。
通过持续改进生产工艺和技术,企业可以提高烧碱的生产效率,降低成本,并且减少对环境的影响。
烧碱是一个关键的工业原料,其生产工艺流程的优化将对工业生产产生积极的影响。
三种电解法烧碱生产工艺技术说明和分析比较
1、隔膜法:隔膜法采用的主要设备是隔膜电解槽,其特点是用多孔渗透性的隔膜将阳室和阴极室隔开,隔膜阻止气体通过,而只让水和离子通过。
这样既能防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合而引起爆炸,又能避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠而影响烧碱的质量。
隔膜法的缺点主要是投资和能耗较高,产品烧碱中会含有杂质食盐。
2、水银法:此法采用的主要设备电解槽是由电解室和解汞室组成,其特点是以汞为阴极,得电子生成液态的钠和汞的合金。
在解汞室中,钠汞合金与水作用生成氢氧化钠和氢气,析出的汞又回到电解室循环使用。
此法的优点是制得的碱液浓度高、质量好、成本低。
水银法的最大的缺点是会带来汞对环低。
银法的最大的缺点是会带来汞对环境的污染。
所以此法已逐渐减少使用。
3、离子交换膜法:在此法的主要设备一电解槽中,采用具有选择性的离子交换膜将阳极室和阴极室隔开,阳离子交换膜只允许 Na 通过,而 Cl 、 OH 和气体则不能通过,这样既能防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合而引起爆炸,又能避免氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠而影响烧碱的质量。
离子交换膜法在建设费用、电能损耗、产品质量和解决环境污染等方面都比隔膜法、水银法优越,被公认是现代氯碱工业的发展方向。
烧碱的生产方法烧碱,也称氢氧化钠、苛性碱、固碱、火碱、苛性苏打,化学式为NaOH。
烧碱具有强碱性,腐蚀性极强,可作酸中和剂、配合掩蔽剂、显色剂、皂化剂、去皮剂、洗涤剂等,用途非常广泛。
烧碱具有很强的吸湿性,易溶于水,溶解时放热,水溶液呈碱性,有滑腻感;腐蚀性极强,对纤维、皮肤、玻璃、陶瓷等有腐蚀作用。
与金属铝和锌、非金属硼和硅等反应放出氢;与氯、溴、碘等卤素发生歧化反应;与酸类起中和作用而生成盐和水。
烧碱的生产方法有苛化法和电解法,电解法又有水银电解法、隔膜电解法和离子膜电解法。
目前国内工业烧碱生产方法主要为隔膜法和离子膜法。
1、苛化法生产烧碱纯碱和熟石灰反应,生成的碳酸钙溶解度比氢氧化钙小,所以能够进行苛化反应。
与电解法制烧碱相比较,由于纯碱是纯度较高的原料,含氯化钠极少,所得烧碱的纯度也较高。
但是需要消耗另一种重要的产品纯碱。
原理如下:Na2CO3+ Ca(OH)2= 2NaOH + CaCO3↓2、水银法电解生产烧碱此法采用的主要设备——电解槽由电解室和解汞室组成,其特点是以汞为阴极,得电子生成液态的钠和汞的合金。
在解汞室重,钠汞合金与水作用生成氢氧化钠和氢气,析出的汞又回到电解室循环使用。
原理如下:2NaCl+2Hg=2HgNa+Cl2↑2HgNa+2H2O=2NaOH+H2↑+2Hg此法的优点是制得的碱液浓度高、质量好、成本低。
水银法制碱的最大缺点是汞会对环境造成污染,所以此法已逐渐减少使用。
3、隔膜法生产烧碱隔膜法电解曾经是生产烧碱最主要的方法,所谓隔膜法是指在阳极与阴极之间设置隔膜,把阴、阳极产物隔开。
隔膜是一种多孔渗透性隔层,它不妨碍离子的迁移和电流通过,并使它们以一定的速度流向阴极,但可以阻止OH-向阳极扩散,防止阴、阳极产物间的机械混合。
目前,工业上用得较多的是立式隔膜电解槽。
阳极用石墨或金属,阴极用铁丝网或冲孔铁板。
当输入直流电进行电解后,食盐水溶液中的部分氯离子在阳极上失去电子生成氯气并逸出。
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1. 原料制备,准备浓缩的氯化钠溶液,通常为 25-30%。
烧碱工艺流程烧碱,又称纯碱,是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、造纸、化肥、洗涤剂等行业。
烧碱的生产过程中,工艺流程的设计和控制对产品质量和生产效率至关重要。
下面将介绍烧碱的生产工艺流程。
首先,烧碱的生产主要分为氯碱法和氨碱法两种工艺路线。
氯碱法是指以氯化钠为原料,通过电解产生氢气和氯气,再将氢气与氢氧化钠反应制取烧碱。
而氨碱法则是以氯化铵和石灰为原料,经过多级反应生成氨气和氯气,再与水反应制取氢氧化铵,最后经过煅烧得到烧碱。
其次,无论是氯碱法还是氨碱法,烧碱的生产过程都包括原料处理、电解或反应、产品分离和精制等基本步骤。
在氯碱法中,原料处理主要是对氯化钠进行粉碎和干燥处理,以保证电解反应的顺利进行。
而在氨碱法中,原料处理则包括氯化铵和石灰的混合与煅烧。
电解或反应阶段是将处理好的原料进行电解或多级反应,生成烧碱的中间产物。
产品分离阶段是将中间产物进行分离,得到烧碱的初步产品。
精制阶段则是对初步产品进行精制,去除杂质,提高产品的纯度。
最后,烧碱的生产工艺流程还需要考虑能源消耗、环境保护和安全生产等方面。
在工艺设计中,应尽量减少能源消耗,提高生产效率,降低生产成本。
同时,要合理设计废气、废水处理系统,减少对环境的影响。
在生产过程中,要加强安全管理,确保生产人员的人身安全和设备的正常运行。
总之,烧碱的生产工艺流程是一个复杂的系统工程,需要综合考虑原料选择、反应条件、产品分离和精制等多个环节。
只有合理设计和严格控制每个环节,才能保证烧碱的生产安全、稳定和高效。
希望本文对烧碱工艺流程有所帮助,谢谢阅读。
烧碱的制备工艺简介现代工业主要通过电解饱和NaCl溶液来制备烧碱。
电解法又分为水银法、隔膜法和离子膜法,我国目前主要采用的是隔膜法和离子膜法,这二者的主要区别在于隔膜法制碱的蒸发工序比离子膜法要复杂,而离子膜法多了淡盐水脱氯及盐水二次精制工序。
目前我国主要采取隔膜电解法和离子膜电解法。
在这次年产五万吨烧碱工艺流程序初步设计中我采取的是隔膜法制烧碱的氢气处理方法,并简要讨论工艺中的能耗情况。
原料为粗盐(含大量杂质的氯化钠),根据生产工艺中的耗能情况,将烧碱制法分为整流、盐水精制、盐水电解、液碱蒸发、氯氢处理、固碱生产和废气吸收工序等七个流程。
图1 烧碱工艺总流程示意图1-整流2-盐水精制3-电解4-氯氢处理5-液碱蒸发6-固碱生产1.1整流整流是将电网输入的高压交流电转变成供给电解用的低压直流电的工序,其能耗主要是变压、整流时造成的电损,它以整流效率来衡量。
整流效率主要取决于采用的整流装置,整流工序节能途径是提高整流效率。
当然减少整流器输出到电解槽之间的电损也是不容忽略的。
1.2盐水精制将工业盐用水溶解饱和并精制(除去Ca2+、M g2+、S 02-4等有害离子和固体杂质)获得供电解用精制饱和盐水,是盐水精制工序的功能。
一一次盐水精制:一次澄清盐水的制备是氯碱生产工艺至关重要的工段,精制效果的好坏直接影响产品的质量和产量。
传统性的一次盐水精制工艺,采用配水、化盐、加精制剂反应、澄清、砂滤,然后再经炭素烧结管过滤器过滤。
近几年新建氯碱装置一次盐水工艺大都采用膜过滤技术制取精制盐水,该工艺路线省去了砂滤器、炭素烧结管过滤器。
经生产实践证明,经膜过滤分离方法制得的一次盐水质量指标、设备投资等都比传统工艺理想。
所以一次精制盐水工艺采用膜过滤器过滤工艺。
采用膜过滤器(不预涂)图2 盐水一次精制流程图二次盐水精制:二次盐水精制采用螯合树脂塔进行吸附。
离子膜法电解槽使用的高度选择性离子交换膜要求入槽盐水的钙、镁离子含量低于20wtppb,普通的化学精制法只能使盐水中的钙、镁离子含量降到10wtppb左右。
化工工艺学纯碱与烧碱简介在化工工艺学中,纯碱和烧碱是两种重要的化工原料。
纯碱(又称重晶石)是一种无机化合物,化学式为Na2CO3,它广泛应用于玻璃、清洗剂、纺织品等行业。
烧碱(又称氢氧化钠)是一种强碱性化合物,化学式为NaOH,它主要用于制造肥皂、造纸、合成纤维等。
本文将探讨纯碱和烧碱的制备工艺、应用以及相关的环境问题。
一、纯碱的制备工艺纯碱主要通过氯碱法和碱石法两种工艺进行制备。
1.1 氯碱法氯碱法是目前最常用的纯碱制备工艺。
该工艺将食盐(氯化钠)与水和电能进行电解,产生氯气、氢气和氢氧化钠。
通过反应、蒸发和结晶等步骤,可以将氢氧化钠转化为纯碱。
氯碱法制备纯碱的主要过程有:1.电解:在电解槽中,将食盐溶解在水中形成盐水溶液。
通过电流的作用,分解盐水中的氯化钠产生氯气和氢气。
2.钠氢化:将氯气通过氢氧化钠溶液中,使其与氢氧化钠反应生成钠亚氯酸盐。
然后,通过中和反应将生成的酸盐中和,得到氯化钠。
3.晶体化:通过蒸发控制工艺,将氯化钠溶液转化为纯度较高的氯化钠晶体。
4.碱变换:将氯化钠晶体与氢氧化钠反应,生成碳酸钠。
通过过滤和干燥等步骤,可以得到纯度较高的纯碱。
1.2 碱石法碱石法是另一种制备纯碱的工艺。
该工艺主要通过矿石烧烤和水解等步骤将碳酸钠转化为纯碱。
碱石法制备纯碱的主要过程有:1.矿石烧烤:将硝酸钠矿石烧烤,获得烧碱石(含碳酸钠)。
2.水解:将烧碱石与水反应,生成氢氧化钠。
然后,通过过滤和干燥等步骤,可以得到纯度较高的纯碱。
二、烧碱的制备工艺烧碱主要通过氯碱法和氧化法两种工艺进行制备。
2.1 氯碱法与纯碱制备类似,烧碱的氯碱法工艺也是将食盐进行电解,产生氯气、氢气和氢氧化钠,然后通过反应、蒸发和结晶等步骤,将氢氧化钠转化为烧碱。
2.2 氧化法氧化法是另一种制备烧碱的工艺。
该工艺主要通过电解和氧化等步骤将水中的氯离子氧化为氯气,然后与氢氧化钠反应生成烧碱。
三、纯碱与烧碱的应用纯碱和烧碱在许多行业中广泛应用。
烧碱工艺流程烧碱,又称纯碱,是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、造纸、化肥、化工等领域。
烧碱工艺流程是指将天然碱矿或氯化钠等原料经过一系列化学反应和物理处理,最终得到烧碱的工艺过程。
下面将介绍烧碱的生产工艺流程。
首先,烧碱的生产原料主要包括天然碱矿和氯化钠。
天然碱矿是指含有碳酸钠和氯化钠的天然矿石,一般需要经过矿石的选矿和破碎处理,以提高原料的纯度和均匀度。
而氯化钠是指普通食盐,也是烧碱的重要原料之一。
其次,原料的预处理是烧碱生产过程中的重要环节。
对于天然碱矿,首先需要进行碳酸钠和氯化钠的分离,然后进行碳酸钠的煅烧,将其转化为碱灰。
而氯化钠则需要进行干燥和粉碎处理,以提高其反应效率。
这些预处理工序的目的是为了提高原料的纯度和反应活性,为后续的生产工艺做好准备。
接下来是烧碱的生产工艺。
首先是碱灰的水化反应,将碱灰与水进行反应生成氢氧化钠溶液。
然后通过过滤和蒸发浓缩,得到烧碱溶液。
最后,通过烧结或电解等方法,将烧碱溶液中的氢氧化钠还原为固体的烧碱成品。
整个生产过程中,需要控制好温度、压力、反应时间等参数,以确保产品质量和产量。
除了生产工艺,烧碱工艺流程中还包括能源消耗和废物处理等环节。
烧碱生产过程中需要消耗大量的能源,主要用于煅烧、蒸发浓缩和烧结等工序。
因此,在工艺设计和生产过程中需要考虑能源的节约和利用。
同时,生产过程中会产生固体废物和废水,需要进行合理的处理和回收利用,以减少对环境的影响。
总的来说,烧碱工艺流程是一个复杂的化工生产过程,涉及原料处理、反应工艺、能源消耗和废物处理等多个环节。
通过合理的工艺设计和严格的生产管理,可以实现高效、环保的烧碱生产,满足市场需求,促进工业发展。
工业制烧碱化学式烧碱,化学式为NaOH,是一种重要的化工原料,被广泛应用于工业生产中。
它是无机碱的一种,具有强碱性和腐蚀性。
烧碱在工业中起到了至关重要的作用,本文将从烧碱的制备方法、应用领域以及环境影响等方面进行探讨。
一、烧碱的制备方法烧碱的制备方法主要有氯碱法和电解法两种。
氯碱法是将氯气和氢气通过盐水进行反应,得到氢氧化钠的方法。
首先,将氯气通入含有过量盐酸的盐水中,生成氯气气泡。
然后,将氢气通入生成的氯气气泡中,氯气与氢气在水中反应,生成氢氧化钠。
这种方法具有成本低、工艺简单等优点,但也存在环境污染的问题。
电解法是利用电解设备将食盐水溶液进行电解,得到氢氧化钠和氯气的方法。
在电解槽中,通过电流将盐水溶液分解成氯气和氢氧化钠。
这种方法具有高纯度、无污染等优点,但设备成本较高。
二、烧碱的应用领域烧碱在工业生产中有着广泛的应用领域。
烧碱是制造肥皂的重要原料。
在肥皂的制作过程中,烧碱与植物油或动物脂肪反应,生成肥皂。
烧碱的强碱性可以中和植物油或动物脂肪中的脂肪酸,从而使其形成肥皂。
烧碱在纺织行业中也有广泛的应用。
在纺织染料的制备过程中,需要使用烧碱来调节pH值,使染料更好地附着在纤维上。
此外,烧碱还可以用于纺织品的脱脂和漂白。
烧碱还用于冶金、造纸、制药、橡胶等行业。
在冶金行业中,烧碱可以用于铝的提取和精炼过程。
在造纸行业中,烧碱可以用于纸浆的脱墨和漂白。
在制药行业中,烧碱可以用于药品的制备和中和。
在橡胶行业中,烧碱可以用于橡胶的硫化和加工过程。
三、烧碱的环境影响虽然烧碱在工业生产中发挥着重要作用,但其制备和应用也会对环境造成一定影响。
烧碱的制备过程中可能会产生大量的盐酸和氯气,这些物质具有腐蚀性和毒性,对环境和人体健康造成威胁。
因此,在氯碱法制备烧碱时,需要采取相应的环境保护措施,减少污染物的排放。
烧碱的应用过程中也可能会产生废水和废气。
废水中含有烧碱的残留物和其他有机物,对水体造成污染。
废气中含有氯气等有害气体,对大气环境造成污染。
氢氧化钠生产工艺氢氧化钠是一种常用的化学产品,广泛应用于化工、医药、电子、纺织等行业。
以下是氢氧化钠的生产工艺的介绍:一、工艺流程:氢氧化钠的生产一般采用氯碱法。
氯碱法是通过电解食盐水溶液制取氢氧化钠,主要包括以下步骤:1. 食盐水溶液的制备:将食盐水溶液加入溶盐罐,通过加热和搅拌使食盐溶解。
2. 液碱的制备:将溶解的食盐水溶液输送到电解槽中,添加适量的氢氧化钠作为电解液,通过电解产生氢气和氯气。
3. 液碱的浓缩:将电解产生的液碱经过净碱槽、浓缩塔等设备进行浓缩,减少水分含量。
4. 氢氧化钠的析出:将浓缩后的液碱通过加热蒸发,使得氢氧化钠晶体析出。
5. 氢氧化钠的过滤和烘干:将析出的氢氧化钠晶体进行过滤,去除杂质,然后进行烘干,使其成为成品。
二、主要设备和工艺参数:氢氧化钠的生产需要使用一系列设备,包括溶盐罐、电解槽、浓缩塔、净碱槽、过滤机、烘干机等。
工艺参数方面,主要有以下几个关键指标:1. 电流密度:控制电解槽中的电解速度,一般在3-5千安/平方米。
2. 温度:电解槽内的温度一般在80-95摄氏度,可通过加热控制。
3. 浓缩度:电解槽出口液碱的浓度一般在20-30%,可通过控制电解时间和浓缩塔的操作来实现。
三、工艺优化:为了提高氢氧化钠的生产效率和质量,可以采取以下措施进行工艺优化:1. 控制电流密度:选择适当的电流密度,实现电解速度和能耗的平衡。
2. 提高浓缩效率:通过优化浓缩塔的结构和操作参数,提高液碱的浓缩效率,减少水分含量。
3. 增加氢氧化钠晶体的纯度:通过过滤和其他杂质去除工艺,使氢氧化钠的纯度达到要求。
以上是氢氧化钠生产工艺的简要介绍,希望对您有所帮助。
氢氧化钠生产工艺简介氢氧化钠是一种重要的化工原料,广泛应用于化工、制药、冶金等领域。
本文将介绍氢氧化钠的生产工艺,包括原料准备、反应过程、产品处理等内容。
原料准备氢氧化钠的主要原料是纯碱和盐酸。
纯碱是石碱的炼制产品,主要成分为碳酸钠,通过水解制得氢氧化钠。
盐酸是一种强酸,用于反应过程中的中和反应。
反应过程1.石碱的水解:将纯碱加入反应釜中,加入适量的水,并加热反应。
反应开始时会产生大量的气体,需要进行排放处理。
2.中和反应:将产生的氢氧化钠与盐酸进行中和反应,生成氯化钠和水。
中和反应需要控制反应温度和时间,以确保反应充分进行。
3.沉淀分离:将中和反应生成的氯化钠与水进行分离。
可以通过沉淀、离心、过滤等方式进行分离,得到纯净的氢氧化钠溶液。
4.浓缩蒸发:将得到的氢氧化钠溶液进行浓缩蒸发,通过加热使溶液中的水分蒸发掉,从而得到浓缩的氢氧化钠。
产品处理1.过滤洗涤:将浓缩的氢氧化钠溶液进行过滤,去除杂质和沉淀物。
过滤完毕后,可以进行洗涤步骤,以进一步提高产品的纯度。
2.精制处理:将过滤洗涤后的氢氧化钠溶液进行精制处理,主要包括去除杂质、降低含水量等步骤。
这些步骤可以利用离心、蒸发、结晶等方法进行。
3.干燥包装:将精制处理后的氢氧化钠进行干燥,以去除残余的水分。
干燥完毕后,将氢氧化钠产品进行包装、贮存,以确保产品的质量。
安全注意事项1.在反应过程中,应注意控制温度和压力,确保反应安全。
2.在溶液浓缩蒸发时,注意避免溶液的过度浓缩,以免发生结晶或爆炸事故。
3.在产品处理过程中,应加强通风设施,避免有毒气体的积聚。
以上是关于氢氧化钠生产工艺的简要介绍,希望本文能对您有所帮助。
参考文献:___,化工生产工艺与装备,___,2018年Jin。
S。
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J。
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(2020)。
A green and___ nitrate。
Journal of Industrial and Engineering Chemistry。
氢氧化钠(NaOH),俗称烧碱、火碱、苛性钠,常温下是一种白色晶体,具有强腐蚀性。
易溶于水,其水溶液呈强碱性,能使酚酞变红。
氢氧化钠是一种极常用的碱,是化学实验室的必备药品之一。
氢氧化钠在空气中易吸收水蒸气,对其必须密封保存,且要用橡胶瓶塞。
氢氧化钠的用途十分广泛,在化学实验中,除了用做试剂以外,由于它有很强的吸水性和潮解性,还可用做碱性干燥剂。
氢氧化钠在国民经济中有广泛应用,许多工业部门都需要氢氧化钠。
使用氢氧化钠最多的部门是化学药品的制造,其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。
另外,在生产染料、塑料、药剂及有机中间体,旧橡胶的再生,制金属钠、水的电解以及无机盐生产中,制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等,也要使用大量的烧碱。
工业用氢氧化钠应符合国家标准GB 209-2006;工业用离子交换膜法氢氧化钠应符合国家标准GB/T 11199-89;化纤用氢氧化钠应符合国家标准GB 11212-89;食用氢氧化钠应符合国家标准GB 5175-85。
光合实验中吸收二氧化碳。
烧碱的制备方法有两种:苛化法和电解法。
现代工业主要通过电解饱和NaCl 溶液来制备烧碱。
电解法又分为水银法、隔膜法和离子膜法,我国目前主要采用的是隔膜法和离子膜法,这二者的主要区别在于隔膜法制碱的蒸发工序比离子膜法要复杂,而离子膜法多了淡盐水脱氯及盐水二次精制工序。
目前国内的烧碱生产主要采用的是离子膜电解法生产烧碱,我们主要针对离子膜电解法介绍烧碱的制作工艺,并简要讨论工艺中的能耗情况。
原料为粗盐(含大量杂质的氯化钠),根据生产工艺中的耗能情况,将烧碱制法分为整流、盐水精制、盐水电解、液碱蒸发、氯氢处理、固碱生产和废气吸收工序等七个流程。
主要化学反应为:2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2↑+H2↑1-整流2-盐水精制3-电解4-氯氢处理5-液碱蒸发6-固碱生产图 1 烧碱工艺总流程示意图1整流:整流是将电网输入的高压交流电转变成供给电解用的低压直流电的工序,其能耗主要是变压、整流时造成的电损,它以整流效率来衡量。
学习资料注意保存烧碱生产工艺片碱即片状烧碱,是氢氧化钠的一种别名,氢氧化钠在工业上被称作工业碱、烧碱、苛性碱等,按存在形态可分为液碱、片碱、固碱、粒碱。
其中片碱、固碱、粒碱是固体氢氧化钠的三种形态。
如下图,依次是片碱固碱粒碱:1.碱液从32%浓缩至61% ,这个阶段在降膜蒸发器中进行。
加热源采用中压蒸汽及二次蒸汽,并在真空下蒸发。
2.61%碱液再通过降膜浓缩器,以熔融盐为热载体,在常压下将碱液浓缩成熔融碱,再经片碱机制成片状固碱(传说中的熔盐法)。
质量分数为32%的离子膜法烧碱经Ⅰ效蒸发器(真空、二次蒸汽)浓缩到47% ,经碱泵并与Ⅱ效蒸发器的蒸汽冷凝水换热后,进入Ⅱ效蒸发器进一步浓缩至61%,并由碱泵将61%碱打入最终浓缩器, 用熔盐加热浓缩至98% ~99% ,再经片碱机制成片状固体烧碱。
自电厂来的1 MPa的饱和蒸汽进入Ⅰ效蒸发器,冷凝液与Ⅰ效碱换热后进入循环水池,作为软水的补充, Ⅱ效产生的二次蒸汽与终浓缩产生的二次蒸汽进入Ⅰ效蒸发器作为热源,蒸发32%碱液。
415~430 ℃的熔盐由熔盐泵送入熔盐炉经加热后进入最终浓缩器,作为热源将碱蒸发至98% ~99% ,并最终回至熔盐罐,循环使用。
熔盐炉系统是一个密闭循环加热的系统,通过燃炉上方点火头用天然气加热内外盘管使熔盐升温,熔盐通过泵周而复始地在系统中循环,由于和外界隔离,最大限度地减少了熔盐的分解变质。
在生产中初次加热熔盐应注意以下几点。
(1) 熔盐熔点在143 ℃左右,所有熔盐管线应有蒸汽伴热,最好同时采用电伴热,以防止熔盐在管线中凝固。
( 2)在熔盐梯度升温过程中,要仔细检查熔盐阀的伴热,熔盐在整个系统中进行大循环时,尤其注意小循环回流阀不能关死,必须回转一圈,以防止熔盐阀结死。
( 3)由于熔盐为混合物,密度不很均匀,而且初次加热熔化,熔盐中的水分含量较高,因此在熔盐循环过程中,要充分关注泵的电流,如果泵电流波动较大,而且持续时间较长,应立即停泵检查,找出问题原因。
烧碱的制备工艺简介
烧碱的制备方法有两种:苛化法和电解法。
现代工业主要通过电解饱和NaCl溶液来制
备烧碱。
电解法又分为水银法、隔膜法和离子膜法,我国目前主要采用的是隔膜法和离子膜法,这二者的主要区别在于隔膜法制碱的蒸发工序比离子膜法要复杂,而离子膜法多了淡盐水脱氯及盐水二次精制工序。
目前国内的烧碱生产主要采用的是离子膜电解法生产烧碱,我们主要针对离子膜电解法介绍烧碱的制作工艺,并简要讨论工艺中的能耗情况。
原料为粗盐(含大量杂质的氯化钠),根据生产工艺中的耗能情况,将烧碱制法分为整流、盐水精制、盐水电解、液碱蒸发、氯氢处理、固碱生产和废气吸收工序等七个流程。
据测算,电解法烧碱生产吨碱综合能耗在各工序的分布如下: 整流2.0%;盐水精制3.9% ; 电解53.2%;氯氢处理1.2%;液碱蒸发25.1%;固碱生产14.6%。
从上述可知,电解和液碱蒸发是主要耗能工序。
电解工序中的电耗约为吨碱电耗的90%,碱蒸发中的蒸汽消耗占吨碱蒸汽消耗的74%以上。
1-整流2-盐水精制3-电解4-氯氢处理
5-液碱蒸发
6-固碱生产
图1 烧碱工艺总流程示意图
1整流:
整流是将电网输入的高压交流电转变成供给电解用的低压直流电的工序,其能耗主要是变压、整流时造成的电损,它以整流效率来衡量。
整流效率主要取决于采用的整流装置,整流工序节能途径是提高整流效率。
当然减少整流器输出到电解槽之间的电损也是不容忽略的。
2盐水精制:
将工业盐用水溶解饱和并精制(除去Ca2+、M g2+、S 02-4等有害离子和固体杂质)获得供电解用精制饱和盐水,是盐水精制工序的功能。
一次盐水精制:
采用膜过滤器(不预涂)
Ca2++CO32−→CaCO3
Mg2++2OH−→Mg(OH)2
图2 盐水一次精制流程图
二次盐水精制:
二次盐水精制采用螯合树脂塔进行吸附。
图3 盐水二次精制流程图
一次盐水工段送来的一次精制盐水中钙、镁等离子可以被螯合树脂选择性吸附,而吸附的饱和树脂可用盐酸、氢氧化钠进行再生,从而使树脂达到重复使用的目的。
盐水精制工序的能耗主要是加热溶解固体盐的蒸汽和动力电耗,它们分别约占吨碱电耗和吨碱汽耗的0.2%和12%。
因此,在此工序,节能措施主要是如何利用工厂的余热(废蒸汽或热水)来加热溶解固体盐,而采用盐水自流流程无疑也会节约动力电消耗。
3电解
图4 精制盐水电解示意图
图5 电解反应方程式
盐水二次精制后,添加部分淡盐水经阳极液进料总管以及软管送入各单元槽的阳极室中。
阳极液电解产生淡盐水和氯气,经阳极分离器后,氯气从淡盐水中被分离出来送氯气处理工序,淡盐水流到淡盐水循环槽由泵送去脱氯塔。
能耗主要是电解直流电耗,影响直流电耗的因素是槽电压和电流效率,直流电耗与槽电压成正比,与电流效率成反比。
因此,降低电解槽的槽电压和提高电流效率是电解工序的主要节能途径。
4 氯氢处理
氯气处理工序均包括氯气洗涤、冷却除雾、干燥、压缩;氢气处理均包括氢气洗涤、压缩、脱氧、干燥。
离子膜法制碱时,建议氯气处理工艺方案:湿氯气经氯水洗涤,钛管换热器,氯气除盐、降温后经一段填料塔、二段泡罩塔干燥,使氯气含水量≤50wtppm,氯气输送选用大型离心式氯气压缩机(透平压缩机)。
通常根据氯气压缩机压力的不同,将氯气液化方式分为高压法、中压法和低压法三种。
高压法消耗冷冻量少,不需要制冷机,能耗低。
但对氯气处理工艺、氯气输送设备的要求高,增加投资费用。
因此,国内一般采用中、低压液化方法生产液氯。
如下图所示。
建议氢气处理方案:选择氢气洗涤塔直接洗涤冷却降温、列管换热器间接冷却,水环式氢气压缩机输送。
图6电解后氯气处理示意图
1-氯气洗涤塔;2-鼓风机;3-Ⅰ段冷却器;4-Ⅱ段冷却器;5-水雾捕集器;6-填料干燥塔;7-泡罩干燥塔;
8-酸雾捕集器;9-氯压机
5 液碱蒸发
将电解槽生产的液碱通过蒸发系统用蒸汽加热将一部分水蒸出,并将绝大部分盐(N a C I) 分离出去,从而获得成品液碱。
蒸发的能耗主要是蒸汽,当然动力电也是值得注意的。
蒸发系统的加热蒸汽供给的热量主要消耗在(1)预热物料至沸点所需热量;(2)蒸发水分所需热量;(3)碱液的浓缩热;(4)氯化钠析出结晶热;(5)设备的热损失。
6 固碱生产
将蒸发获得的液碱采用大锅熬煮或升膜一降膜一闪蒸方法进一步浓缩生产固碱,其主要
消耗是燃料(煤、重油、氢气)。
因此,固碱生产节能主要是充分利用燃料燃烧热量和节约燃料的流程等。