纯碱生产工艺综述

赵涛何国庆丁泽国

内蒙古吉兰泰碱业有限公司内蒙古阿拉善盟750333

摘要：纯碱苏打是许多行业的基本原料，其主要成分是Na2CO3，广泛应用于人们的日常生活以及化工、轻工、冶金、纺织、建材等行业。它在国民经济的发展和建设中占有非常重要的地位。在18世纪以前，由于世界上缺乏碱工业，碱的碱是由天然碱，即天然碱湖（碱矿）和含碱的植物灰分获得的。

关键词：汽水；纯碱；生产工艺；

随着科学技术的迅速发展和纯碱工业技术的进步，纯碱在化工原料中占有重要地位。例如，建材行业、玻璃行业、冶金行业等都以纯碱为原料。同时，发现汽水生产技术的发展是不可避免的，只有一定数量的生产才能实现。为了满足这些行业的需要，它也是衡量中国工业发展水平的标准。

1.纯碱生产工艺

1.1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。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。

1.2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。将来自碳化塔和清洗塔的尾气，通过塔顶进入尾气总管，进而流入碳化尾气净氨塔底部，同时来自盐水工段的精盐水进入碳化尾气净氨塔洗涤段顶部，在塔内向下流动，与由塔底上升的碳化尾气逆流接触，吸收碳化尾气中的NH3和CO2。吸收后的溶液称为淡氨盐水，碳化尾气净氨塔底部出来的淡氨盐水送往吸氨工序，从净氨塔顶部出来的净氨尾气直接放空。

2.纯碱生产的安全管理措施

2.1建立隐患排查体系

在纯碱生产过程中，为了确保纯碱生产的安全性，保障员工的人身安全，纯碱生产企业应建立隐患排查体系，对纯碱生产的各个环节、车间以及容易发生事故的设备进行检查，以便确保各类设备、各个环节存在的隐患或威胁能够被及时发现，进而采取针对性措施予以解决。对于电力系统的检查，应对变压器、低压配电装置、电缆等设备的施工质量进行检查，并检测电力设备生产材料的质量及电缆沟是否存在损坏，以便在此基础上排查电力系统可能存在的隐患，对检查过程中发现的隐患或威胁，应采取设备更换、维修等针对性措施予以解决，以免因这些隐患的存在而影响到纯碱生产。此外，在隐患排查过程中，对部分车间或区域等经常出现问题的地方，以及其经常出现的问题，安全管理人员应进行重点排查，对可能存在的隐蔽危险源进行细致排查，对重要设备或材料的质量进行严格检验，避免因这些问题的存在而导致纯碱生产出现安全威胁，进而保证纯碱生产能够在安全、可靠的环境下进行，以便将纯碱生产企业的经济效益最大化。

2.2安全检查

在设备检修和维护过程中，安全管理人员应对检修作业人员的劳动防护用品规范佩戴进行严格检查，特殊作业人员和外来施工人员的相关证件进行检查、检验，并对检维修作业人员的操作过程进行严格监督，以便确保检修人员的着装及岗位操作技术符合相应标准，持证上岗。在夜间或其他特殊情况下对设备进行检维修作业时，应派遣专人对检维修作业过程进行监护，并在发现可能威胁到检修人员生命安全的危险时，将检修人员撤离作业现场，直到安全隐患被解决，才可恢复检维修作业。此外，在设备检维修作业后，安全管理人员应对检修作业时拆移的平台、盖板、栏杆等防护设施的恢复情况进行监查，以便避免检维修作业结束后未对拆除的防护措施进行及时恢复，进而发生安全事故。并对检维修作业时使用的临时电源、脚手架、电焊机等设备和工具以及检修结束后的废旧物料、报废设备的撤离情况进行严格管理，做到“工完、料净、场地清”。此外，加强检维修过程中的精益管理，工艺处理时，杜绝跑冒滴漏，造成生产物料的浪费；检维修过程中避免破坏性操作，加强修旧利废。

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。

参考文献：

[1]韩行治.联合制碱工艺[M].辽宁科学技术出版社，2016.

[2]陈学勤.氨碱法纯碱生产工艺[M].辽宁科学技术出版社，2016.