[发明专利]制造低盐低钾重质纯碱及氯化铵工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种纯碱和氯化铵的生产工艺，特别是一种用低压蒸汽直接煅烧，高温条件下冷凝水洗涤杂质氯化钠和硫酸钾，反应生成水直接与碳酸钠水合生成一水碳酸钠并用热空气干燥制造低盐低钾重质纯碱及氯化铵工艺。

背景技术

目前国内外工业生产重质纯碱的方法有固相挤压法、固相水合法，液相水合法等三种，它们分别是将氨碱法、联碱法生产出来的碳酸氢钠先制成轻质纯碱，然后将轻质纯碱送水合机制成一水碳酸钠。经回转煅烧炉120～140℃煅烧干燥制成重质纯碱，或用固相挤压法挤压成块状粉碎筛分以下部分成重质纯碱。

直接以碳酸氢钠为原料制成重质纯碱的方法国外有美国专利345176号，它是用碳酸氢钠或碳酸钠加入碳酸钠浆液的反应器中，经循环热交换器在135～200℃下分解：将处于悬浮状态时的碳酸钠放出，从母液中分离出一水碱再煅烧成重质纯碱。中国专利ZL-94111741.3，是将含有催化剂的碳酸氢钠加入固定蒸汽分解反应炉中，过程蒸汽或饱和水蒸汽直接送入固定蒸汽分解反应炉作为升温升压反应介质，在0.3～0.8Mpa(表压)和140～180℃的条件下将碳酸氢钠一步分解成重质纯碱，其工艺操作是先用热空气升温到120～150℃进行预热，再用过热蒸汽或饱和蒸汽进入分解反应炉内，在温度大于200℃，压力在0.3～0.8Mpa，140～180℃条件下反应打开排汽阀，排出混合气体，分两部分排出，其一从分解炉中部或下部气液流通承受器排出，其二是经另外的气水分离器排出，排出的气体经蒸发器，分离器后用水冷却至室温，在压力0.3～0.8Mpa下不用压缩机而靠自身压力可直接送CO₂到碳化塔制取碳酸氢钠。它存在五个缺陷：一是工艺选择，憋压不合理，它的弊病是CO₂气体靠射憋压到碳化塔，分解炉的固体分解产生大量的CO₂气体上热过程，分解气体不及时排出憋压，从化学反应平衡原理上不重利于反应向正方向进行且化学反应速度很慢，生产周期长。二是无一水碳酸钠形成过程：操作中是先用热空气预到140℃，其蒸汽对空气的给热系数小，热空气对物料和设备的给热系数又很小要升温到140℃需要大量的蒸汽和鼓风机电能存在能耗高。工艺选择是憋压输送CO₂气体，要维持0.3～0.8Mpa又增加了蒸汽能耗，三是操作原始，体力强度大：该法的上下两密封盘，需要人力每生产一次拆装一次，炉内的产品全靠人工进炉挖料，每生产一罐需要人工进炉挖料。挖料工作环境恶劣。四是设备繁多，操作堵管道设备。该法使用了预热空气，对物料进行预热，从上部或下部排出预热空气，炉内的碳酸氢钠极易被空气吹除；反应分解排出分离液有大量的物料随分离液排出经水分离器时堵塞水分离器和管道。五是浪费了大量的CO₂气体：该法操作中是先用热空气预热到140℃，碳酸氢钠物料在120℃时就有大量的碳酸氢钠受热而分解出大量的CO₂气体。随空气而跑掉，浪费了CO₂而需要补充大量的CO₂使重质纯碱产品的原料能耗增加。因此该法工艺设备难以实现工业化大规模生产，原料消耗高，能耗大。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术存在的缺点，提供一种蒸汽直接煅烧洗涤水合制造低盐低钾重质纯碱及氯化铵工艺，这种工艺具有工艺流程短、设备简单、投资省、能耗低、成本低和原料易得的特点，用低压蒸气直接煅烧，不憋气、不须加空气预热、不跑二氧化碳、不堵塞设备管道，不人工进罐挖料，操作方便。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的工艺流程是：原料准备、碳化、固液分离、煅烧、包装低盐重质纯碱成品，母液I母液II冷热交换、氯化铵结晶析出、氯化铵过滤、氯化铵成品包装。

本发明是湿碳酸氢钠在煅烧反应器中用蒸汽直接煅烧分解为碳酸钠，蒸汽提供热能变为冷凝水在高温条件下迅速溶解洗涤杂质氯化钠和硫酸钾，反应生成水直接与碳酸钠水合生成一水碳酸钠并用热空气干燥。

本发明的具体工艺流程是：

A、原料准备

原料包括含氮量大于17.1％的固体碳酸氢铵和二氧化碳，含氯化铵浓度为110～140克/升氯化钠浓度为190～210克/升的半铵母液II和含量为96％的氯化钠固体；

B、碳化

在碳化塔中先加入半铵母液II，在24-48℃温度条件下通入自煅烧反器经压缩机压缩的二氧化碳，再加入固体碳酸氢铵进行碳化；

C、固液分离