国家标准 GB/T35802一2018 碳酸钠生产技术规范 Productiontechnicalregulationforsodiumcarbonate 2018-02-06发布 2018-09-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/35802一2018 目次前言范围规范性引用文件术语和定义基本生产要求 4.1装置规模 4.2工艺过程 4.2.1氨碱法 4.2.2联碱法 4.2.3天然碱加工法设计要求 5.1厂址选择及总图布置 5.1.1厂址选择 5.1.2总图布置 5.2竖向布置 5.3 一房设计 5. 工艺设计 5.5建(构)筑物生产过程控制 6.1氨碱法 6.1.1 流程概述盐水精制工序 6,1.2 G.1.3石灰石锻烧工序精盐水吸氨工序 6,l.4 l0 6.1.5氨盐水碳酸化工序 .1.滤过工序 14 .1.7蒸溜工序 16 6.1.8压缩工序 18 6.1.9重碱锻烧工序 19 6.1.10重灰工序 22 6.2联碱法 25 6.2.1流程概述 25 6.2.2原盐精制工序 25 6.2.3氯化铵结晶工序 227 6.2.4湿铵干燥工序 29 6.2.5冰机制冷工序 30 31 6.2.6氨吸收工序
GB/T35802一2018 34 6.2.7氨母液I碳酸化工序 37 6.2.8重碱过滤工序 39 6.2.9重碱煅烧工序 40 6.2.10二氧化碳压缩工序 41 6.3天然碱加工法 41 6.3.1倍半碱工艺 45 6.3.2碳酸化工艺 51 生产设备维护和保养 51 产品品质及包装要求生产工艺安全 1C 52 工业卫生设计及工作场所有害因素职业接触限值 52 0.1工作场所设计 52 0.2工作场所有害因素职业接触限值
GB/35802一2018 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由石油和化学工业联合会提出本标准由全国化学标准化技术委员会无机化工分技术委员会(SAC/TC63/SC1)归口本标准起草单位:唐山三友化工股份有限公司、中海油山东海化股份有限公司,青岛碱业股份有限公司河南中源化学股份有限公司、江苏华昌化工股份有限公司、江苏井神盐化股份有限公司、杭州龙山化工有限公司、天津勒化永利化工股份有限公司,大化集团有限责任公司、正镶白旗洋丰化工有限公司、中海油天津化工研究设计院本标准主要起草人;郑存强,陈洪涛、于英明、李山岭,齐玉娥、陈建如、王远、胡浩德、王加德、王明志、丁忠虎、陆思伟、云玉娥、韩国杰、窦在英、刘二明、肖袁忠、丁超然、沈亮、张福进、张伟
GB/35802一2018 碳酸钠生产技术规范范围本标准规定了碳酸钠生产技术的术语和定义、基本生产要求设计要求、生产过程控制生产设备维护和保养、产品品质及包装要求、生产工艺安全、工业卫生设计及工作场所有害因素职业接触限值本标准适用于现有、新建含改、扩建)的采用氨碱法、联碱法和天然碱加工法生产工业碳酸钠的生产工艺过程规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB210.1一2004工业碳酸钠及其试验方法第1部分工业碳酸钠 GB4053.1固定式钢梯及平台安全要求第1部分.钢直梯 GB4053.2固定式钢梯及平台安全要求第2部分钢斜梯 GB4053.3固定式钢梯及平台安全要求第3部分:工业防护栏杆及锅平台 GB12348工业企业厂界环境噪声排放标准 GB50016建筑设计防火规范 GB50046工业建筑防腐蚀设计规范 GB50187工业企业总平面设计规范 GB50489化工企业总图运输设计规范 GBZ1工业企业设计卫生标准 GBZ2.1工作场所有害因素职业接触限值第1部分;化学有害因索术语和定义下列术语和定义适用于本文件 3.1 碳酸钠生产企业sodiumcarbonateenterprise 以原盐为原料,采用联碱法(侯氏制碱法)、氨碱法(索尔维法)生产碳酸钠的企业和以天然碱加工法生产碳酸钠的企业 3.2 联碱法combinelsda 1process 侯氏制碱法hou's sodaproces 以合成氨装置生产的氨和二氧化碳及原盐为原料生产碳酸钠并联产氯化铵的方法 3.3 氨碱法 ammonia-sodaprocess 索尔维法SolvaysodaProcess 以原盐和石灰石为主要原料,以氨为中间辅助材料生产碳酸钠的方法
GB/T35802一2018 3.4 天然碱加工法tronapress 以天然碱为原料,通过蒸发或碳酸化生产加工碳酸钠的方法 3.5 生产过程控制produetionproesscontrol 生产过程控制是为确保生产过程处于受控状态,对直接或间接影响产品质量的生产,安装和服务过程所采取的作业技术和生产过程的分析,诊断和监控基本生产要求 4.1装置规模新建,改建、扩建的碳酸钠生产装置规模应符合碳酸钠行业的准人规定 4.2工艺过程 4.2.1氨碱法氨碱法工艺过程应包括;盐水精制、石灰石骰烧、精盐水吸氨、氨盐水碳酸化、过滤、燕僧、压缩、重碱骰烧、重灰工序工艺系统 4.2.2联碱法联碱法工艺过程应包括原盐精制、氧化锁结晶湿铵干燥.冰机制冷、氨吸收、氨母液】碳酸化(其中包括脱碳气工艺和变换气工艺)、重碱过滤、重碱锻烧、二氧化碳压缩系统 4.2.3天然碱加工法天然碱加工法包括倍半碱工艺和碳酸化工艺,倍半碱工艺和碳酸化工艺过程应包括 a 倍半碱工艺应包括蒸发结晶、过滤、离心、轻灰煅烧、轻灰水合工艺系统 b碳酸化工艺应包括碳酸化、湿分解、压缩、过滤、煅烧工艺系统 5 设计要求 5.1 一址选择及总图布置 5.1.1厂址选择 5.1.1.1 企业选址应依鹅我国现行的卫生、安全生产和环境保护等法律法规、标准和拟建企业建设项目生产过程的卫生特征及其对环境的要求、职业性有害因素的危害状况,结合建设地点现状与当地政府的整体规划以及水文、地质、气象等因素,进行综合分析而确定 5.1.1.2企业选址宜避开自然疫源地;对于因建设工程需要等原因不能避开的,应设计具体的疫情综合预防控制措施 5.1.1.3企业选址宜避开可能产生或存在危害健康的场所和设施,如垃圾填埋场、污水处理厂、气体输送管道,以及水、土壤可能已被原工业企业污染的地区;建设工程需要但又难以避开的,应首先进行卫生学评估,并根据评估结果采取必要的控制措施设计单位应明确要求施工单位和建设单位制定施工期间和投产运行后突发公共卫生事件应急救援预案 5.1.1.4企业应设在当地夏季最小频率风向被保护对象的上风侧,并应符合国家规定的卫生防护距离
GB/35802一2018 要求,以避免与周边地区产生相互影响对于目前国家尚未规定卫生防护距离要求的,宜进行健康影响评估,并根据实际评估结果作出判定 5.1.1.5联合企业内在同一区域布置不同卫生特征的企业时,宜避兔免不同有害因素产生交叉污染和联合作用 5.1.1.6企业的厂址选择除符合上述要求外,还应符合GB50489和GB50187的有关规定 5.1.2总图布置 5.1.2.1厂区总平面布置应明确功能分区,可分为生产区、非生产区、辅助生产区其工程用地应根据卫生要求,结合工业企业性质、规模、生产流程、交通运输、场地自然条件、技术经济条件等合理布局 5.1.2.2企业总平面布置,包括建(构)筑物现状、拟建建筑物位置、道路、卫生防护、绿化等应符合 GB50016,GB50489,GB50187,GBZ1等国家相关标准规范的要求 5.1.2.3企业厂区总平面功能分区的分区原则应遵循;分期建设项目宜一次整体规划,使各单体建筑均在其功能区内有序合理,避免分期建设时破坏原功能分区;行政办公用房应设置在非生产区;生产车间及与生产有关的辅助用房应布置在生产区内;产生有害物质的建筑部位)与环境质量较高要求的或有较高洁净要求的建筑部位)应有适当的间距或分隔 5.1.2.4可能发生急性职业病危害的有毒,有害的生产车间应设置与相应事故防范和应急救援相配套的设备、设施,并留有应急通道般烧工序应橡近碳酸化工序,以使重狱的运输路线短而方便般烧工序到包装厂房的距离不 5.1.2.5 宜太远,同时包装厂房的布置应便于装车外运 5.1.2.6压缩工序的位置应考虑煅烧炉炉气管线(包括氨碱厂的石灰窑窑气管线)不应过长,而且到碳酸化的管线也应较短 5.1.2.7热电站(锅炉房)的位置应靠近用汽中心,避免蒸汽管线过长同时,热电站(或全厂总降压站至各配电室的电缆走向应合理,电缆长度宜短 5.1.2.8氨碱法生产企业的石灰工序布置除应考虑石灰石及焦炭的运输,同时石灰乳至蒸僧工序、窑气至压缩工序的管线长度宜短当使用固体盐为原料时,为减少固体运输,化盐工序宜设在附近的盐场或厂内的盐堆场区,便于化盐后将饱和盐水送至盐水精制工序 5.1.2.9联碱法生产企业的洗盐工序宜靠近盐堆场布置,便于盐的运输同时应考虑到洗盐(或精盐到盐析结晶器的距离,冷冻工序应靠近氯化铵工序的外冷器,以减少冷损失 5.1.2.10联碱法生产企业的总平面布置除满足合成氨装置联碱装置的各自要求外,还应充分考虑到两个装置之间的密切关系,以缩短管线,便于生产 5.2竖向布置 5.2.1放散大量热量或有害气体的厂房宜采用单层建筑当厂房是多层建筑物时,放散热和有害气体的生产过程宜布置在建筑物的高层如必须布置在下层时,应采取有效措施防止污染上层工作环境 5.2.2噪声与振动较大的生产设备宜安装在单层厂房内当设计需要将这些生产设备安置在多层厂房内时,宜将其安装在底层,并采取有效的隔声和减振措施 5.2.3含有挥发性气体、蒸气的各类管道不宜从仪表控制室和劳动者经常停留或通过的辅助用室的空中和地下通过;若需通过时,应严格密闭,并应具备抗压,耐腐蚀等性能,以防止有害气体或蒸气逸散至室内 5.3厂房设计 5.3.1厂房建筑方位应能使室内有良好的自然通风和自然采光,相邻两建筑物的间距一般不宜小于二者中较高建筑物的高度
GB/T35802一2018 5.3.2以自然通风为主的厂房,车间天窗设计应满足卫生要求;阻力系数小,通风量大,便于开启,适应不同季节要求,天窗排气口的面积应略大于进风窗口及进风门的面积之和热加工厂房应设置天窗挡风板,厂房侧窗下缘距地面不宜高于1.2n m 5.3.3高温、热加工、有特殊要求和人员较多的建筑物应避免西晒厂房侧窗上方宜设置遮阳,遮雨的固定板(棚),避免阳光直射,方便雨天通风 5.3.4产生噪声、振动的厂房设计和设备布局应采取降噪和减振措施车间办公室宜靠近厂房布置,但不宜与处理危险、有毒物质的场所相邻应满足采光、照明、通 5.3.5 风、,隔声等要求 5.3.6具有腐蚀性环境的厂房建筑物结构应符合GB50046的要求 5.4工艺设计 5.4.1劳动安全卫生防护设施、环境保护设施和消防设施应做到与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用 5.4.2工艺设计应优化工艺流程,合理优化设备配置,充分考虑安全设施、环保设施和消防设施与工艺装置的结合 5.4.3工艺设计应采用先进的工艺、设备,做到生产过程自动化,宜采用DCS集中控制系统氨碱、联碱生产企业,应根据本企业工艺特点,装备功能完善的自动化控制系统,严格工艺、设备管理对使用重点监管的危险化学品数量构成重大危险源的生产、储存装置,应装备自动化控制系统,实现对温度、压力,液位等重要参数的实时监剥性质的生产工艺设备,宜集中布置,并充分考虑操作,检修、安全通道等的间距要求 5.4.4同一 5.5建(构)筑物 5.5.1厂房建(构)筑物应符合安全健康、消防、当地地震等级等相关要求,并具有足够使用的高度和面积,利于通风 5.5.2生产厂房等建(构)筑物的地面、墙体、梁、柱等应采取有效的防腐蚀措施 5.5.3生产车间地面应平整,易于清扫,清污分流 5.5.4固定式钢梯及平台的安全要求应符合GB4053.1、GB4053.2、GB4053.3的规定 6 生产过程控制 6.1氨碱法 6.1.1流程概述以原盐、石灰石为原料,以氨为中间媒介,通过盐水精制、石灰石殿烧、精盐水吸氨、氨盐水碳酸化、重喊过滤、母液蒸溜,重喊锻烧及气体压缩等生产过程制得轻质碳酸钠;轻质碳酸钠一部分经过冷却送至成品包装,另一部分进一步加工制得重质碳酸钠经冷却后送至成品包装 6.1.2盐水精制工序 6.1.2.1工序任务将原盐溶解于水,制成饱和粗盐水通过对粗盐水进行精制.制备符合吸氨工序和碳化工序要求的精盐水,盐水精制过程主要是除去盐水中的钙、镁离子及水不溶物等,包括以下内容 a 减轻吸氨过程中管道与塔器的结疤堵塞现象,延长使用周期,提高设备生产能力粗盐水中的钙、镁在吸氨过程中可与氨、二氧化碳反应生成钙、镁的单盐或复盐的沉淀使管道与塔器结疤
GB/35802一2018 堵塞,使设备管道的使用周期缩短,且明显降低设备生产能力; b 提高碳酸钠质量由于粗盐水吸氨和碳化时都会析出钙、镁沉淀物残留在产品中,致使碳酸钠中的水不溶物含量增加,影响产品质量; 减少生产过程中的氨、盐损失若盐水未经过精制,吸氨时结疤速度加快,使塔器、管道清理次数增加,频繁的开停倒换,造成氨、盐水的流失,增加盐、氨消耗 6.1.2.2工艺方法 6.1.2.2.1石灰-碳酸铵法石灰-碳酸铵法分两步除去盐水所含的镁、钙杂质在反应器内加人石灰乳使二价镁离子转化成为氢氧化镁沉淀析出,在一次盐水澄清桶内将沉 a 淀物沉降而分离反应方程式为 Mg+十Ca(OH);-Mg(OH);，+Ca吐在除钙塔内通人碳化尾气(含氨及二氧化碳),使一次盐水中的二价钙离子转化成为碳酸钙沉 b 淀析出而除去之(在二次盐水澄清桶内沉降而分离) 反应方程式为: Ca*=十十2NH+cO十H.O-CaCO，十2NH 6.1.2.2.2石灰-碳酸钠法首先将石灰乳与碳酸钠按一定比例依粗盐水钙、镁含量)混合反应后消除碱液中的碳酸氢钠,将最终有效成分为氢氧化钠和碳酸钠的混合液(也称苛化液)送至盐水反应器,使粗盐水中钙、镁离子同时沉淀下来反应方程式为: NaHcO+Ca(oH)=NaOH+Caco十H.o 除钙、镁离子反应式为 Mg++2OHMg(OH). Ca++cO’--CacO， 6.1.2.3工艺流程 6.1.2.3.1石灰-碳酸铵法原盐经计量后送人化盐桶上部,与其底部进人的谈盐水(精杂水)逆流接触,制成近饱和的粗盐水粗盐水自流或经泵送到调和槽内,加人适量二次泥浆助沉剂)和石灰乳,混合均匀反应彻底后,加人适量的絮凝剂(聚丙烯酰胺),混合均匀后自流进人一次盐水澄清桶进行澄清由一次盐水澄清桶上部出来的清液(一次盐水)用系送到除钙塔除钙段顶圈除钙塔分两段,上部为净氨段、下部为除钙段),以吸收从除钙塔底部进来的碳酸化尾气中的氨和二氧化碳,进行除钙反应从除钙塔底部出来的液体(塔出卤),自流进人二次盐水澄清桶进行澄清由二次盐水澄清桶上部出来的清液(二次盐水或精盐水),用泵送至吸氨系统进行吸氨除钙塔除钙段出气进人其上部的净氨段,用不含氨的低温水洗涤尾气中残留的氨净氨段出来的水自岚于混泥地糟与海水、 -次泥混合经泵送人洗泥桶二次盐水澄清桶底部排出的二次泥经泵送至调和槽,作为一次盐水澄清的助沉剂,用于回收二次盐水泥中的氨一次盐水澄清桶底部排出的一次盐水泥进人混合料槽,与除钙净氨段出水、,海水混合(混合料)经泵送至洗泥桶中心桶洗水自洗泥桶下层进人洗泥桶中与混合料逆流接触洗涤,洗涤后的淡盐水(精杂水)自上层溢流至杂水桶,经杂水泵送至化盐桶化盐,洗泥桶底部排出的废泥经泵送至净化工序处理后外排,或将废泥进行压滤处理,清液回收用于化盐,滤饼用于垫地
GB/T35802一2018 6.1.2.3.2石灰-碳酸钠法原盐经计量后送人化盐桶或化盐池上部,与其底部进人的淡盐水逆流接触,形成的饱和粗盐水用粗盐水系送至反应器中,在反应器中加人配制好的苛化液,混合后粗盐水自反应器出口溢流至曲径槽《在曲径槽加人助沉剂,澄清桶,在澄清桶内澄清后,合格的精盐水从其上部溢流至精盐水槽,经精盐水泵送至吸氨工序澄清桶底部盐泥排至洗泥桶上层套桶内洗水自洗泥桶底层进人,盐泥与洗水在洗泥桶中经逆流洗涤洗涤后的谈盐水自上层溢流至渎盐水槽经淡盐水泵送至化盐桶或化盐池化盐,洗泥桶尖底排泥送至碱渣废液前池与碱渣一起排至渣场或将废盐泥送至压滤工序进行脱水.淡盐水回收,滤饼堆存 6.1.2.4工艺过程控制 6.1.2.4.1工艺指标 6.1.2.4.1.1石灰-碳酸铵法石灰-碳酸铵法盐水精制工序工艺指标应符合表1要求表1石灰-碳酸铵法盐水精制工序工艺指标项目指标精盐水(以c计)浓度nmol/L) 5.25 8o 精盐水浊度/mg/L) 0.40." 精盐水游离氨(以NH计)浓度/mol/L 精盐水二氧化碳(CO.浓度/mL/20mL 18~50 6.1.2.4.1.2石灰-碳酸钠法石灰-碳酸钠法盐水精制工序工艺指标应符合表2要求表2石灰-碳酸钠法盐水精制工序工艺指标目项指标 5.25 精盐水(以cI计)浓度/(mol/L 精盐水中钙(以Ca计)含量/mg/L 精盐水中镁(以Mg十计)含量/mg/L) s 精盐水浊度/mg/L 50 6.1.2.4.2操作要点 6.1.2.4.2.1石灰-碳酸铵法盐水精制工序石灰-碳酸铵法盐水精制工序的正常操作应遵循以下要点 a 保证化盐桶内盐层距液面0.5m~l,0m,确保粗盐水盐分在合格范围; b) 尽可能地保证杂水温度控制在40C45C之间 c 根据原盐中镁含量及时调节石灰乳加人量,调和液过剩灰控制在合格范围内,确保粗盐水除镁效果;
GB/35802一2018 d 根据一次盐水澄清桶清液层情况及时调节絮凝剂加人量,各桶物料进出量及一次泥排量,确保 -次盐水质量合格; 保证除钙塔各塔温度,各塔出卤温差不应大于5C; e fD 根据除钙情况、二次盐水澄清桶清液层情况及时调节各塔进气、进卤及各桶进出量、二次泥排量,确保二次盐水质量合格; 进洗泥桶盐泥浆与洗水之比尽量保持在1:3.5~1:4.0之间,使废泥氯差在合格范围,并保 g 持洗泥桶出水澄清 6.1.2.4.2.2石灰-碳酸钠法盐水精制工序石灰-碳酸钠法盐水精制工序的正常操作应遵循以下要点保证化盐桶内有效盐层不小于2.5m,确保粗盐水盐分在合格范围; a b 淡盐水温差最大波动不应大于4C; 根据粗盐水中的钙、镶离子含量配制合格苛化液,并及时调节苛化液的加人量,确保除钙、镁粗盐水过剩氢氧根和过剩碳酸根离子合格" 根据澄清桶清液层情况及时调节助剂加人量及盐泥排量,确保精盐水质量合格 d 进洗泥桶盐泥浆与洗水之比尽量保持在13.5一1:4.0之间,使废泥氯差在合格范围,并保持洗泥桶出水潦清 6.1.2.5设备选用 6.1.2.5.1石灰-碳酸铵法盐水精制工序主要设备石灰-碳酸铵法盐水精制工序主要设备有化盐桶、调和槽、澄清桶、除钙塔.洗泥桶其中澄清桶一般选用结构简单,操作容易,运行稳定及澄请效率高的澄请桶,如一次盐水澄请桶一般采用道尔型澄请桶、外溢流式澄清桶;二次盐水澄清桶一般采用辐射外溢流澄清桶和道尔型二次澄清桶,均为蜂窝填料型聚乙烯塑料斜管;除钙塔为吸收反应塔,由除钙段和净氨器两个部分组成,分菌帽塔和穿流式筛板塔两种;洗泥桶一般选用效率较高的三层逆流洗泥桶 6.1.2.5.2石灰-碳酸钠法盐水精制工序主要设备石灰-碳酸钠法盐水精制工序主要设备有化盐桶(或化盐池、精制反应器、澄清桶及洗泥桶其中澄清桶一般选用结构简单,操作容易,运行稳定及澄清效率高的澄清桶,如斯堡丁式澄清桶、斜板式澄清桶等而洗泥桶一般选用效率较高的三层逆流洗泥桶 6.1.3石灰石烧工序 6.1.3.1工序任务在石灰窑内利用焦炭(或白煤)的燃烧热,使石灰石高温分解为窑气及生石灰,对产生的窑气进行净化处理,使之符合氨盐水碳酸化的要求;同时将生石灰与温水在化灰机内进行消化反应制得合格的石灰乳供蒸憎工序回收氨及盐水精制除镁 6.1.3.2工艺方法将符合工艺要求的石灰石和焦炭(或白煤)均匀分布于石灰窑体内,石灰石利用焦炭(或白煤)的燃烧热煅烧分解,其分解反应为吸热反应,提高煅烧温度,可加速碳酸钙分解,但温度过高会使石灰石过烧,降低氧化钙活性,严重时将产生大瘤块温度过低将影响碳酸钙的分解速度燃烧过程所需空气的加人量应与加人的燃料量相对应空气不足燃烧不充分,产生大量的一氧化碳;空气过量会冲淡窑气
GB/T35802一2018 使氧气含量增加,二氧化碳浓度降低,同时热损失增加石灰石分解主要反应为可逆反应,因此产生的二氧化碳气体应及时导出,否则二氧化碳分压过高将抑制碳酸钙的持续分解,主要反应为 CacO.(s)CaO(s)+cO.(g)-179.6kJ/moL C(s)O.g)CO.(g)395.4kJ/moL 生石灰中加人适量的水,使氧化钙形成氢氧化钙悬浮液(石灰乳),主要反应为 CaOH.O -Ca(OH).66.7k/molL 石灰乳中悬浮粒子的分散程度很重要,粒子小易形成均匀不易沉降的乳状物,便于输送和使用分散度高,有利于蒸氨过程中和氯化铵充分反应,提高氢氧化钙的利用率影响悬浮粒子大小的因素有石灰的纯度、水量、水温、搅拌强度等消化用水温度偏低,灰乳中悬浮粒子的分散度差,易沉积;消化用水温度高,可加速消化,并呈现悬浮松软极细的粉末状,分散度好 6.1.3.3工艺流程将符合工艺要求的石灰石和焦炭(或白煤),分别称量后从石灰窑顶部经分石器均匀撒人窑内石灰窑内的混合料经预热、煅烧、冷却三个阶段,石灰石被煅烧分解成生石灰,同时产生窑气生石灰送人石灰仓,由加灰机送人化灰机前端,同时温水也进人化灰机,石灰、水在机内进行消化,由块状消化成定浓度的灰乳灰乳及未消化的块状物(大部分为返石,返砂,瘤块、焦核)被推至化灰机尾部,经三层不同孔径筛网筛分筛分后的粗灰乳经溜槽进人灰乳转筛,进一步分离出2.5mm以上的颗粒从灰乳转筛下部流出的灰乳经溜槽进人灰乳罐后经灰乳泵送往蒸复工序及盐水车间,剩余灰乳经回灰管道返回灰乳罐化灰机尾部返石经水洗后,排至返石带式输送机,经返石筛筛分,大块颗粒排人返石仓成为返石,被输送到石灰石仓回收利用助燃空气经鼓风机由窑底送人,冷却生石灰,助燃空气得到了预热窑气由窑顶引出,经过旋风分气洗涤塔粗略除尘后,进人电除尘器再次净化后送至压缩机,以保证压缩机的运转周期和正常离器及窑工作 6.1.3.4工艺过程控制 6.1.3.4.1工艺指标石灰石煅烧工序工艺指标应符合表3要求表3石灰石煅烧工序工艺指标项目指标二氧化碳(CO.)9/% 38.5 1.5 以白煤为燃料氧(O)9/% 的窑气成分氧化碳(CO)9/% 2.0 白煤与石灰石比值 7.5一l1.5 二氧化碳(co.)9/% 40 1.0 以焦炭为燃料氧(O.)9/9% 的窑气成分 -氧化碳(CO)/% 1.5 焦炭与石灰石比值 6.5~8.0 灰乳浓度/nmol/L 44.625 0 窑气含尘/mg/m
GB/35802一2018 6.1.3.4.2操作要点石灰石煅烧工序的正常操作应遵循以下要点: 在石灰石煅烧操作中,配焦炭(或白煤)率直接影响石灰窑的各项指标配焦炭(或白煤)率高则窑气二氧化碳浓度降低,并引起石灰石过烧或结瘤;如配焦炭(或白煤)率低,则使石灰石生烧,产生带石心石块增多,使返石量增加控制石灰石粒度石灰石粒度应控制在一定的范围内而且均匀石灰石的最小粒度不得小于 b 0.01D(D为窑体直径),最小块石灰石与最大石灰石的粒径比例极限为1;3 较小粒度的石灰石,配焦率可能降低,且煅烧时间短,石灰窑的生产强度大但粒度过小,窑内通风不良,煅烧不均匀,生产能力反而下降粒度过大,在相同的搬烧温度下,锻烧时间延长,降低石灰窑的生产能力控制燃料粒度燃料粒度应与石灰石的粒度相匹配,且应大小均匀,最理想的块数比为1:1 -般燃料燃烧持续的时间应接近于最大块石灰石分解持续的时间,焦炭粒度应是石灰石最大粒度的1/31/2 过大,焦炭烧不透,石灰中夹带焦核较多,燃料消耗增加;过小,不但使石灰窑内通风不良,而且会在很短时间内将燃料消耗完,大块的石灰石烧不透,造成生烧控制混合料在窑内截面分布石灰石和焦炭(或白煤)在整个窑身截面均匀分布是保证石灰窑工艺控制正常进行的基本条件之使石灰石和焦炭(或白煤)充分混合并分布均匀,主要取决于一次混合和窑内分布窑内分布又取决于布料器的结构和旋转角度,理论上旋转角度重合的几儿率越少越好控制出气、出灰温度在高效率的操作下,窑顶出气及窑底出灰温度均应低控,出气及出灰温度过高,则带走热量多,热效率下降,增加配焦炭(或白煤)率,使窑气中的二氧化碳浓度相应降低 f 风量和风压控制风压大小(扣除窑顶出气压力)即表示混合料层阻力大小它取决于物料层高度、石灰石和焦炭(或白煤)的粒度大小及形状、燃料用量多少和生产强度等在风量和风压二者之间,在操作上一般以风量为主,风量的加人量应与石灰窑的生产能力相适应,实践证明空气过剩系数应小于1.05,否则氧气含量增加,窑气浓度降低长时间的风量不适当会引起煅烧区位置的变化控制窑顶出气压力窑顶出气压力应维持正压,以避免空气进人窑内,使窑气二氧化碳浓度降 g 低但压力过大,则使碳酸钙分解速度下降,使石灰窑生产能力下降,同时鼓风机电能消耗增加一般窑顶出气压力应在100Pa一500Pa. h 控制灰水比灰水比的合适与否,直接决定着灰乳浓度的高低灰水比受灰质、灰仓储量,水质等因素影响,应经常调节进水量和进灰量,保证灰乳浓度合格稳定,以减少灰乳的浪费控制化灰水温化灰用水温度高,可使反应速度加快,石灰消化完全同时制得的石灰乳粒子细腻,分散均匀,有利于蒸氨尤其在化灰机生产能力受限时,化灰水温低则浪费大量的石灰化灰水温是化灰操作中重要控制要素一般化灰用水的温度控制在50C一60C范围内 6.1.3.5设备选用石灰石煅烧工序主要设备有石灰窑、化灰机及静电除尘器等石灰窑种类较多,应用最广泛的有竖窑和回转窑两种,较理想的石灰窑为混料式机械化竖窑,其优点是可以产出高品质的石灰,且可以制得二氧化碳气体常用的化灰机为圆筒回转卧式化灰机,圆简直径视生产规模而异根据石灰高浓度的和灰乳是否在化灰机同一端进出,将化灰机分为两种类型;同一端进出石灰和灰乳的称为逆流式,其特点是化灰机内设有内套筒,流程简单,便于操作管理,但灰乳浓度低,灰乳内砂子较多,化灰机能力低;不同端进出的称为顺流式,其特点是出灰乳处设有筛子,物料填充容积大,灰乳浓度高,在同样消化条件下,其生产能力大,灰乳含砂量少
GB/T35802一2018 6.1.4精盐水吸氨工序 6.1.4.1 工序任务将符合要求的精盐水吸收由蒸工序送来的氨、二氧化碳气以及液氨库来的液氨,制备成合格的氨盐水,送碳化工序使用 6.1.4.2工艺方法精盐水的主要成分为氯化纳，蒸僧工序送来的气体主要成分为氨和二氧化碳精盐水在吸收塔内吸收,主要反应式为 NH(g)十H.o(I)-\NH,oH(aq)+34.785/moL CO.(g)+Hl,O()Hl.CO,(aq)十20.,152k/moL 2NH,OH(I)十H.cO.()(NH,.cO.(aq)十2H.O(I)+73.836kkJ/moL 氨的吸收反应为放热反应,是非等温吸收过程,反应后气体体积大幅度减小,为了控制反应温度,在吸收过程中设置冷却装置根据反应方程式,从化学平衡的角度来看,降低温度、提高压力,有利于吸氨反应的进行,但蒸僧和吸收是一个封闭系统,真空条件下吸氨可以降低蒸塔压,从而达到节约蒸憎汽耗的目的,另根据氨的易挥发特性,综合考虑,吸收塔应控制一定的真空度 6.1.4.3工艺流程由上道工序送来的合格精盐水,进人吸收尾气净氨塔顶部,吸收尾气中的氨和二氧化碳制成淡氨盐水自流人淡氨盐水贮桶,经淡氨盐水泵送人吸收塔顶部进人吸收塔的淡氨盐水和来自蒸僧工序的气氨及补充的液氨逆流或并流接触,吸收其中的氨和二氧化碳形成热氨盐水,热氨盐水经澄清、冷却送至碳化工序吸收尾气从吸收塔引出,人吸收尾气净氨塔经洗涤净氨后,净氨尾气(主要成分为二氧化碳经真空泵排出,送人炉气总管与炉气混合后送压缩工序作下段气用(或达标排放). 6.1.4.4工艺过程控制 6.1.4.4.1工艺指标精盐水吸氨工序工艺指标应符合表4要求表4精盐水吸氨工序工艺指标目项指氨盐水游离氨(FNH)浓度/mol/1 55.2 氨盐水总氧(Ta-)浓度/mol/L 4.454.55 氨盐水游离氨(FN,)与总叙(T-)比 1.12~1.17 氨盐水铁(以Fe十计)浓度/mg/L 12 100 氨盐水浊度/(mg/I 6.1.4.4.2操作要点 6.1.4.4.2.1氨盐水质量要求氨盐水质量对碳酸钠产量、质量,以及盐、氨、石灰石等主要原料消耗都有直接或间接的重大影响应逐项予以严密控制: 10
GB/35802一2018 氨盐水游离氨浓度维持5mol/儿L~5.2mol/L为宜,即氨盐水经制碱后液相的总氨较总氯高约 a 0,.lmol/几一0.15mol/L 游离氨过低,钠离子利用率低;过高,氨损失大,而且易在制碱塔底部生成碳酸氢铵结晶氨盐水总氯以4.45mol/L4.55mol/L为佳过高,则易盐析,堵塞冷却器通道;过低,氨盐 b 水当量大,钠离子利用率也低总氨因故偏离正常范围,以按游离氨与钠离子之比在1.12 1.17之间控制为准则控制氨盐水二价硫离子、三氧化二铁的量调节硫化钠溶液加人量,以维持氨盐水二价硫离子在规定范围如果吸氨、碳化工序倒换或系统有大的波动(系统大修后开车、停车),根据需要将二价硫离子酌情提高严格控制氨盐水三氧化二铁不超过12mg/L,以确保获得较高的优级品率控制吸收温度不至于过高,减少二价硫离子损耗,保护硫化铁膜同时,严格执行新开(包括大修后再开)设备清锈、吹扫,硫洗、冲洗、清塔等规定氨盐水浊度维持100mg/L以下,浊度过高对产品质量及后工序操作有很大影响 6.1.4.4.2.2正常操作精盐水吸氨工序的正常操作应遵循以下要点维持适宜的吸收温度,以保证氨盐水质量合格及氨的完全吸收,除保证来气温度合格以外,还应采用调节水量及合理分配负荷的方法,防止反应区上移,发生热顶现象 b 精盐水温度维持38C42C,过高,吸收不完全;过低,有盐析现象吸收塔出气温度不超过 40,过高,氨损失大;过低,尾气及吸收塔顶部易造成结晶氨盐水的出塔温度控制在60C一70C,其维持温度指标主要是通过及时调节各层冷却水量来完成控制各段真空度及各点之间真空差在正常范围目的是协调蒸吸氨对压力大小的不同要求及时发现气,液流动有无不畅的因素存在(如液面满,气路结晶),并判明原因,加以解决维持各贮桶适当的真空度,防止桶罐不严密,恶化环境,造成氨浪费维持冷氨盐水温度在合格范围35C一45C 该温度对碳化塔制碱能力及氨、氯化钠、二氧化碳利用率影响很大,应加以控制,其手段有: 调节吸收塔冷却水量,使出塔氨盐水温度不至于过高及时调节各冷却器水量或倒换、清洗钛板冷却器,保证钛板冷却器效率 22 6.1.4.5设备选用该工序主要设备有吸收塔、氨盐水冷却器、吸收尾气净氨塔及氨盐水澄清桶等较先进的吸收塔为内冷式吸收塔(一般分为菌帽塔及筛板塔两种),塔主要结构特征是将吸收与冷却作业合于一体,在需要降温的部位,布人冷却水箱,水箱传热管的管内空间进冷却水,将反应热导出,管外空间进行气液传质吸收,冷却箱既是传热设备又是吸收的接触部件,吸收与散热交叉进行,吸收效果好且生产能力高;较常用的氨盐水冷却设备为钛板换热器,具有高效、紧凑、耐蚀等特点吸收塔及冷却器在使用一段时间后,应定期进行酸洗,以除掉吸收塔壁、分布器冷却水管及钛板换热器上的结疤,否则影响其生产能力 6.1.5 氨盐水碳酸化工序 6.1.5.1 工序任务利用氨盐水在碳化塔内吸收二氧化碳并经适当而充分的冷却降温,制得碳酸氢钠结晶悬浮液,送往滤过工序进行固液分离本工序是碳酸钠生产中涉及的工艺条件最多、环境因素最广、物理和化学变化最频繁的一个工序,整个过程要求维持较高的碳化转化率和良好的结晶质量 1
GB/T35802一2018 6.1.5.2工艺方法氨盐水与二氧化碳在碳化塔内接触进行反应,生成碳酸氢钠由于碳酸氢钠的溶解度小,在溶液中达到一定的过饱和度时,从溶液中析出结晶碳酸氢钠结晶析出后,在塔内从上至下,不断长大,最后从塔底排出为了提高碳酸氢钠结晶质量,应降低析出瞬间碳酸氢钠的过饱和度,即应在塔的中部有效控制反应速度,使其反应结晶析出速度小于反应结晶生长速度为了降低碳酸氢钠的溶解度,增加碳酸氢钠的析出量,提高氯化钠的利用率,碳化塔下部应通人一定量的冷却水来降低碳化取出液温度化学反应式为: NaCIag)NH.ag)+cO.g)H.O(I)-NaHcO.(s)，十NH.CIaq)95.05/mol 6.1.5.3工艺流程吸氨工序送来的成品氨盐水由上部进人各组碳化塔的清洗塔,清洗塔底部通人压缩工序送来的清洗气及少量中段气(或仅通人清洗气),气液在塔内逆流接触进行预碳化,并清洗塔内结疤从清洗塔底部流出的中和水,正常温度在40丫左右,经泵加压后,大部分送至各组碳化塔的制碱塔，一小部分用于清洗出碱管,然后返回清洗塔内在制碱塔内,中和水与压缩工序送来的中段气和下段气逆流接触,进行化学吸收反应,生成碳酸氢钠结晶悬浮液从制碱塔底流出的出碱液经塔底出碱管自压至出碱槽,然后送到滤过工序进行分离碳化过程的制碱及清洗过程均为放热过程,需要换热降温,在塔的水箱部分通人温度较低的冷却水,控制出液温度在28C35C之间冷却水从塔底部进人,从塔上部分三段或二段取出,用以改变碳化塔水箱冷却面积碳化尾气的处理因盐水精制方法不同,其流程也所不同,主要有下列两种流程石灰-碳酸钠法精制盐水尾气流程 a 各塔的尾气从塔顶排出,进人尾气总管从尾气中分离出的液体用管道引人各中和水泵人口以回收利用尾气经压力调节后进人各碳化尾气净氨塔底圈与精盐水逆流接触,精盐水吸收其中的氨和二氧化碳后从净氨塔底部流出,经U型液封自压到吸收工序的谈氨盐水贮桶内,净氨后的尾气放空 b)石灰-碳酸铵法精制盐水流程各塔尾气经管线送人除钙塔底部,与从塔顶圈进人的一次精盐水进行逆流接触,进行除钙反应制备二次精盐水-除钙塔尾气进人净氨器,用不含氨温水洗涤尾气中残留的氨后放空 6.1.5.4工艺过程控制 6.1.5.4.1工艺指标氨盐水碳酸化工序工艺指标应符合表5要求表5氨盐水碳酸化工序工艺指标项 M 指标夏天 73.5 转化率/% 75 冬天 180 沉降时间/s 6.1.5.4.2操作要点 6.1.5.4.2.1重要指标控制氨盐水碳酸化工序中的重要指标控制主要包括碳化转化率,碳酸氢钠结晶和色碱的产生及控制: 12
GB/35802一2018 碳化转化率控制在生产中应尽可能维持较高的碳化转化率,要求做到 a 保持温度、压力、流量以及物料成分等操作条件的优化,尽可能按比例提高氨盐水中氯化钠和氨的浓度,以及提高进塔气体中的二氧化碳浓度,使反应平衡向生成碳酸氢钠的方向移动; 适当降低出碱温度,可以在允许析出少量碳酸氢铵固体的同时较多的析出碳酸氢钠结晶从而达到较高的氧化钠转化率提高氨盐水的氨盐比,可以碱弱温度对碳化转化率的影响,尤其在夏季尤为重要 33 b 碳酸氢钠结晶的控制颗粒大的结晶,过滤性能良好,减少洗水用量,降低溶解和穿透损失,颗粒细小的结晶,难以过滤,影响生产过程的顺利进行,导致物料损耗大生产上要制取颗粒粗大的结晶需做到以下几点维持适宜的碳化塔中部温度,使碳酸氢钠晶核在较高温度60C~68C段生成,适当长大后,在冷却过程中析出的碳酸氢钠就可以在已有晶核的基础上继续长大,不会过多地产生二次晶核形成新的结晶精心调节碳化冷却水量,当生产条件波动,碳化塔进液量、进气量和二氧化碳气体浓度被迫减少或降低时,及时减慢出碱速度和减少冷却水量,避免“中温”过低,以致碳酸氢钠结晶变坏特别应注意新制碱塔(包括倒换的和新开用的塔)冷却水的调节,中部温度达到 -定指标以前,不应开水或少开水,加水时应缓慢,不应早开猛加严格控制碳化液与冷却水之间的温差在15C20,防止过饱和度过大的积累和过速的消除，结晶变坏及造成局部碱疤堵塔; 严格控制影响碳化塔进气二氧化碳浓度的各个环节,尽可能提高二氧化碳的浓度二氧化碳浓度高,进气体积小,气流主体分压大,可以增加吸收的推动力,加快吸收速度这一点对下段气来说更为重要; 合理掌握碳化塔的生产负荷,实现综合优化控制,以保证必要的碳化液在塔内的停留时间和结晶成长时间从碳酸氢钠析出点开始,碳化液应在塔内停留60min~80min 色碱产生原因产生色碱的主要原因是由于铁制的生产设备遭受腐蚀所形成的腐蚀产物铁的氧化物和硫化物等),由所接触的液体或固体介质带人所致腐蚀产物进人碳化取出液中，是导致产品着色的主要原因上述腐蚀产物的主要来源有两方面: 1吸氨设备的腐蚀产物,由氨盐水带人碳化塔; 22 碳化塔本身的腐蚀产物这些物质随碱带出碳化塔,通过滤碱机,部分遗留于重碱之中 d 色碱的预防防止设备内表层腐蚀是预防产生色碱的关键,主要包括: 对新开用的吸氨及碳化系统相关设备用硫化钠溶液循环清洗,使设备内表面形成一层硫化铁保护腐;达到防腐目的,在正常生产时,均匀连缠地向吸收塔内加人适量的含碗分的溶液,用以补充设备表面由于原有保护膜的破坏和脱落需要重新“挂膜”所需的硫分 2 采用耐腐蚀的金属材料,作为吸氨和碳化过程中容易腐蚀的设备部件; 采用防腐蚀化学材料作为设备构件的表面涂料或容器衬里;采用新的防腐蚀工艺及新型 3 防腐材料等 6.1.5.4.2.2正常操作氨盐水碳酸化工序的正常操作应遵循以下要点制定最佳制喊及请洗作业周期在保证清洗干净,全周期可以维持正常工作的前提下,应尽量提高设备利用率; 13
GB/T35802一2018 b 经常注意氨盐水质量、温度是否合格,发现问题应及时与相关岗位联系调节各清洗塔氨盐水进量,保证各塔的塔压合格; c 经常关注三段气总管压力、温度、浓度是否合格,发现问题应及时与有关岗位联系 d 控制清洗塔进气量,保证中和水中二氧化碳浓度合格调节各制碱塔中和水进量,保证各塔塔压合格调节出碱量、进气量(中下段气量比值),保证制碱塔中上部温度合格 g h 及时调节冷却进水量,保证中和水及出碱温度合格经常检查碳化尾气压力、温度、含二氧化碳的量是否合格,发现问题应及时调整 6.1.5.5设备选用碳化过程中的主要设备为碳化塔,也是碳酸钠生产中的关键性设备它利用气液对流原理,维持气液连续稳定流动,进行质量与热量的传递,以氨盐水吸收二氧化碳,析出形状规则,颗粒粗大的碳酸氢钠结晶,并尽可能地要求碳化转化率高,制碱周期长碳化过程是一系列的放热反应过程,大量反应热需要从塔内移出因此,碳化塔的构造应尽可能满足流体力学、吸收、结晶、冷却等过程以及运转周期正常的要求对碳化塔结构的基本要求应有适当的高度和容积; a b) 应有充分而适当的气液接触面积应有充分且分布适当的冷却面积 c 通常采用的碳化塔是一种由圆简形塔圈和水箱形塔圈与菌帽塔板或筛板塔板叠装而成的塔型,称为菌帽式碳化塔或筛板碳化塔一般选用3000mm/声3400mm异径塔,异径塔的设计意图是增加 1、上段碳化液的停留时间,从而为碳酸氢钠晶体的析出和成长提供较好的条件填料塔、溢流式泡罩中塔等容易导致碳酸氢钠结晶堵塞 6.1.6滤过工序 6.1.6.1工序任务从碳化塔取出的悬浮液中分离出以碳酸氢钠为主要成分的重碱结晶,以及以氯化铵为主要成分的母液通过洗涤和干燥,降低滤饼中的氯化钠成分和水分,以满足碳酸钠产品质量要求和降低锻烧工序的能耗要求,并将滤饼(重碱)送往殿烧工序进一步加工本工序要求尽可能地提高洗涤效果,减少洗水用量,降低滤过损失,使滤饼含水量达到较低的水平 6.1.6.2工艺方法借助于真空作用将出碱液进行固液分离，经洗涤、干燥制得符合要求的重碱 6.1.6.3工艺流程来自碳化工序出碱槽的碱液自流人本工序滤碱机碱浆槽内或带式过滤机布料器,通过真空作用将出碱液中的重碱吸附在过滤介质上,实现液固分离,再经过洗涤、干燥,使重碱盐分和水分达到指标要求,送到皮带输送机分离的气体进人滤过尾气净氨塔,经洗涤、净氨后放空 6.1.6.4工艺过程控制 6.1.6.4.1工艺指标滤过工序工艺指标应符合表6要求 14
GB/35802一2018 表6滤过工序工艺指标项目指标 /% 重碱中氯化纳(NaCD) 0.35 含量w/ 0," 碳酸钠中氧化钠(NacD含量w/% 重碱水分w:/% 18 过滤损失率/% 6.1.6.4.2操作要点 6.1.6.4.2.1重要指标控制过滤工序中的重要指标控制主要包括氯化钠含量、重碱水分含量(或烧成率)和重碱过滤损失率的控制,主要措施有: 重碱中氧化钠含量的控制从碱液中滤出的重碱滤饼.含有盐分很高的母液.在其从过滤介质 a 上卸下以前,需用水洗涤,以保证碳酸钠产品盐分合格洗涤盐分的过程,应在保证产品盐分指标合格的前提下,尽可能减少加水量,并做到: 根据碳酸钠中氯化钠含量的要求,确定优化的重碱中氯化钠含量控制指标,防止滤过洗水当量过高 22 及时了解结晶质量及滤饼含水量变化情况,并相应地调整滤饼盐分含量和所用水量 33 按指标要求维持吹风的压力或吹气量,保证较高的真空度和足够的真空当量 b 重碱水分(或烧成率)的控制重碱水分(或烧成率)的高低,既是衡量重碱中碳酸氢钠含量高低的一项技术指标,又是影响煅烧炉能力和煅烧能耗高低的主要因素操作中降低重碱水分或提高重碱煅烧率的关键,在于消除或碱少一切可能导致过滤阻力增加的因素,特别要做好以下儿点 1)随时掌握重碱结晶质量变化,当结晶粒度变细、过滤阻力明显增大时,应及时进行调整并采取相应的补救措施; 22 适当调整滤碱机的转速,减薄滤饼厚度,同时尽量不用低温水,以改善过滤速率 33 及时倒车,用高温水洗车,清洗过谴网积喊,提商过谴速率重碱过滤损失率的控制重碱过滤损失率反映过滤过程碳酸氢钠损失的多少,是一个应当严格控制的指标在操作过程中应注意以下儿点洗水量过大可引起碳酸氢钠溶解过多,合理控制重碱中氯离子含量,可以避免因氯离子控制过低而用水过多,引起碳酸氢钠溶解过多由于碳酸氢钠的细晶可随滤液直接透过滤网,所以应根据出碱液流量,适当减少过滤机开用台数,增加滤鼓在碱液中的浸没深度,增加滤饼厚度,提高洗涤效率,减少碳酸氢钠细晶随母液带走量; 应经常检查滤布,保持滤布完好,防止碱液通过滤网的破损处被吸走;当重碱结晶显著变细时,及时联系上工序进行改善,并注意维持较好的抽气、吹风等过滤条件 6.1.6.4.2.2正常操作过滤工序的正常操作应遵循以下要点: 根据碳化放量,调节主电机变频数维持适宜的碱浆槽液位,以不溢流为准; a b 维持滤饼厚度均匀适宜,一般滤饼厚度25mm" 1一30mm(刮刀位置)为宜 15
GB/T35802一2018 加强同真空机岗位联系,保证有足够的、稳定的真空度和吹风压力; c d 加强同碳化岗位联系,及时掌握结晶情况及放量情况经常分析重碱中的盐分,根据重碱盐分高低,调节洗水用量 e 6.1.6.5设备选用滤过工序主要设备包括过滤机、气液分离器,滤过净氨塔,真空机等其中过滤机是进行重碱过滤的主体设备,过滤机可以提高液固的分离程度(重碱中含水量低,母液中含固量低) 过滤机过滤形式分为真空式及离心式两类其中真空式过滤机又分为真空水平带式过滤机和真空转鼓过滤机两种,真空水平带式过滤机在节能、降耗方面更具优势离心分离机能维持更低的重碱水分,但母液带走细晶多中间产品得而复失真空过滤机过滤介质采用高密度不锈钢滤网,且实现自动化控制,使生产能力、重碱水分,过滤损失率,洗水当量等工艺指标均能满足要求 6.1.7蒸工序 6.1.7.1工序任务本工序的主要任务是利用蒸僧过程及设备将制碱母液及其他含氨液体中的游离氨、结合氨及二氧化碳通过加热或化学反应的方法分离出来,以保证制碱生产中氨的循环使用蒸氨工序处于制碱的主要物料流溶液处理的末端,它是氨与二氧化碳返回下一个制碱循环的重要连接点,它的工况与生产效果是建立全系统良性工业循环的关键 6.1.7.2工艺方法滤过母液中的氨以两种形式存在，一种是游离氨,另一种是结合氨游离氨加热即可分解出来,而结合氮,则需通过化学反应分解,主要反应方程式如下 NH，HCO.aq 一NH.g)+CO.(g)十H.O(I)一46.024k/mol NH).CO.(aq)--2NH,g)+CO.g)+H,O(I)-70.5k/mol 2NH,Cl(aq)+Ca(oH).(aq)-2NH.,OH(aq)+CaCl.(I)+25.1k/mol NH,).CO.aq)+Ca(OH).aq)-CaCO.(s)2NH,OH(aq)十18.6kJ/mol NH,OH(aq)-NH,(g)十H.0(I)-34.6kJ/mol 从化学反应式可以看出,本工序为了分解固定氨,需加人石灰乳,上述反应大多为吸热反应,故需大量的低压蒸汽作热源,反应过程中塔器内有硫酸钙、碳酸钙生成,二者结疤的生成会影响蒸塔作业周期,所以要积极采取防疤措施,并根据情况进行清理 6.1.7.3工艺流程热母液送人母液蒸僧塔预热段顶部,并自上而下流动,与上升的气体进行物热交换,蒸出绝大部分二氧化碳和游离氨,气体由塔顶引出,预热母液从预热段底部流出进人预灰桶来自石灰工序的石灰乳进人灰乳分配器,分配器出来的灰乳一部分经计量流人预灰桶,多余的灰乳返回石灰工序,灰乳与预热母液在预灰桶内经搅拌混合,迅速反应,固定铵被分解为游离氨,预灰桶出气进人预热段底圈,调和液进人加灰蒸僧段与底部加人的蒸汽逆流接触,进行传质传热,蒸出溶解的氨气,l00C以上废液从塔底引出进人废液一级闪发器闪发出二次蒸汽后,闪发蒸汽并人本塔蒸汽管线,95以上废液从下部流出进人第二闪发器,借助真空泵提供的真空,闪发出二次蒸汽供谈液塔使用,从而进一步回收废液带出热量， 7C左右废液从第二闪发器流至废液输送系统母液蒸溜塔出气进人氨气冷却器,冷却后气体送至吸收塔吸氨,冷凝液与轻灰炉气系统冷凝液混合,经泵输送到淡液蒸僧塔顶部,在塔内被下部上来的蒸汽加热,使冷凝液中的氨和二氧化碳蒸出进人 16
GB/35802一2018 氨气冷凝器,经冷却后送到吸收塔,其底部的废淡液自流人热废淡液桶，一部分未经冷却送轻灰工序作为热碱液槽的补充水,另一部分经冷却后送往滤过工序,用作净氨洗水 6.1.7.4工艺过程控制 6.1.7.4.1工艺指标蒸馏工序工艺指标应符合表7要求表7蒸佃工序工艺指标项目指标燕废液氨(NH)含量/(mg/L 50 蒸缩废液过剩灰含量/molL 0.04 碱渣清液pH值 6.1.7.4.2操作要点 6.1.7.4.2.1重要指标控制蒸工序中的重要指标控制主要包括蒸温度及压力、废液含氨与过剩灰和延长运行周期的控制主要措施有: 蒸馏温度及压力控制根据蒸氨反应的机理,蒸氨塔的操作效果与温度、压力密切相关,较高 a 的温度、较低的压力有利于氨及二氧化碳的燕出由于形成高温、低压需耗费较高的能量,存在经济效益问题,所以应根据不同的塔,合理控制温度、压力新开起的塔,阻力小,压力低,可低限控制温度;末期塔,塔压较高,应高限控制温度; 控制废液含氨与过剩灰废液含氨与过剩灰控制效果直接关系到生产过程物料的消耗水平，应重点控制维持符合先进指标的废液含氨、过剩灰,应正确掌握好各项工艺技术操作,掌握本工序母液、石灰乳当量计算方法,根据岗位分析数据及时调整加灰量,加灰量过大,过剩灰高;加灰量小,造成跑氨现象; 延长运行周期影响蒸憎塔运行周期的主要因素是燕僧塔结疤速度,结疤主要成分是硫酸钙、硫酸镁、碳酸钙等物质结疤速度快慢与原盐中二价钙离子、二价镁离子及硫酸根等杂质含量有关;也与操作有关保持生产负荷平稳、温度控制合理有助于减缓结疤挂壁的速度 6.1.7.4.2.2正常操作蒸僧工序的正常操作应遵循以下要点注意母液蒸憎塔中的温度变化,及时调节人塔蒸汽量,并注意蒸汽总管的压力变化 a b 按时分析废液过剩灰,使其控制在指标范围之内 AN 格控制预热母液温度,使其二氧化碳浓度控制在指标之内 c 保证蒸憎塔的各项工艺参数正常,使废液含氨在控制指标以下; d 注意氨气冷却器出气温度的变化,及时调节冷却水; e 注意二闪罐出气总管压力变化,及时调节,保证各压力点真空度调节补充蒸汽量,控制淡液塔中温确保废淡液含氨在规定范围 g 6.1.7.5设备选用蒸憎工序主要设备为燕氨塔、预灰桶、氨气换热器及淡液蒸憎塔,其中冷却器主要用来降低出气温 17
GB/T35802一2018 度及水蒸气含量,选用冷母液作为冷却介质,以提高人塔母液温度冷却器可以与燕饷塔综合成一个整塔也可以分开单独安装,氨气换热器分为水箱式列管换热器、螺旋板换热器、板式换热器等换热器应具备耐腐蚀性强、不易结垢、阻力降小、换热效率高的特性蒸溜塔分为预热段及蒸馏段两部分,预热段主要用来驱除液相中几乎全部的二氧化碳及游离氨蒸憎塔可选用泡罩塔、筛板塔或填料塔;燕饷段用于蒸僧调和液中的全部氨，一般选用泡罩塔或筛板塔泡罩塔操作弹性较大,传热及传质效果好,但是压力降较大;筛板塔生产能力较大,传热效果好,运行周期长,且易于清理,是蒸馏塔发展方向;预灰桶是蒸憎塔一个必备辅助设备,其作用是使预热母液和灰乳在这里得到充分混合,将固定铵转为游离氨;谈液燕憎塔是将燕氨冷凝液及炉气冷凝液中的氨及二氧化碳回收的装置,多采用填料塔,所用热源为压力较低的燕汽蒸氨塔要求高效率、足够操作弹性、维持良好工艺指标和便于对塔器结疤清理预灰桶应有良好的密封和保温,它可以用石棉橡胶填料函或再使用水银槽密封装置预灰桶设计应与蒸氨塔的能力相适应,并有足够的反应停留时间,以保证过烧石灰能充分反应达到有效利用的程度 6.1.8压缩工序 6.1.8.1 工序任务将轻灰车间来的炉气,石灰车间来的窑气经过压缩机加压后输送到碳化工序,分别做碳化下段气.中段气和清洗气;为轻灰工序正常作业提供所需的真空度;采用蒸汽做为驱动力的压缩机，一般以3.5MPa 的燕汽为动力,工作后排出0.1MPa一0.4MPa的乏汽供燕溜塔燕氨用,可实现蒸汽的梯级利用 6.1.8.2工艺流程来自石灰石锻烧工序窑气首先进人气水分离器分离气体中的水分,然后分别进人中段气压缩机组和清洗气压缩机组压缩后窑气经中段气或清洗气冷却器换热冷却后,气体分别送人中段气总管、清洗气总管从重碱锻烧工序来的炉气首先进人气水分离器分离气体中的水分,压缩后炉气经下段气冷却器换热冷却后,送人下段气总管 6.1.8.3工艺过程控制根据工艺的要求,压缩机将经过冷却及净化的窑气及炉气加压送人碳化塔,根据压缩后二氧化碳气体的在碳化塔中的作用、浓度、温度、压力分为清洗气、中段气和下段气各段应按适当比例合理分配进气量压缩机根据气体比例确定开用、备用台数,满足碳化对原料气的浓度、流量、温度、压力的需求,并能倒换自如生产过程对二氧化碳的要求包括以下各项二氧化碳气浓度控制高浓度二氧化碳气体有利于碳化塔内碳化反应速度的提高和二氧化碳 a 的吸收效率,有利于提高产品质量因此压缩工序应防止空气漏人系统或配气不合理降低二氧化碳浓度二氧化碳气量控制下段气、中段气.清洗气量应满足缎烧轻灰工序、石灰窑工序要求,尤其是 b 石灰窑的窑气是氨碱法制喊的二氧化碳气来源碳化工序的产能将根据石灰窑的窑气量予以平衡炉气压缩机的负荷控制取决于与碳化产能配套的煅烧炉的作业状况,是保证炉气在制碱中无损耗循环过程因此压缩工序开用的压缩机数量、压缩机人口负压的控制须根据石灰窑、煅烧炉及碳化工序的均衡生产负荷进行压力控制压缩机的压力控制应满足碳化工序的进气压力要求及石灰窑、煅烧炉负压要求不稳定的二氧化碳气压力控制和不稳定的负压控制,会导致压缩机效率降低而且会造成碳化工序、石灰工序,煅烧工序的操作紊乱 18
GB/35802一2018 d 气体温度控制由于碳化反应是放热反应,碳化塔的中下段气进气处均应保持一定的适宜温度，中段气温度和下段气温度应与人口处塔温相适应,在进人碳化塔前中段气应冷却到40C 45C,下段气应冷却到30C36C 带水量控制下段气、中段气及清洗气人碳化塔前均应考虑分离水雾问题,以免气体夹带水雾及水滴进人塔内,稀释塔内液体在进人压缩机前先进人气水分离器以用于分离气体中夹带的水分压缩后气体也应进行充分的气水分离,尤其是通过直冷式换热器冷却压缩后气体的工艺流程,更应重视压缩后气水分离操作窑气含尘量控制从石灰窑出来的窑气含尘量较高,应经过湿法及静电除尘,使含尘量满足压缩机的要求,以减轻设备磨损及管道堵塞,提高送气效率螺杆压缩机和离心式压缩机要求含尘量均应控制在10mg/m以下,以保证压缩机能够长周期平稳运行 6.1.8.4设备选用二氧化碳气体压送进碳化塔内一般采用三种类型的二氧化碳压缩机中小型碱厂常采用活塞式压缩机,大型碱厂则采用蒸汽透平驱动或电力驱动的离心式压缩机或螺杆式压缩机,各类型压缩机均应采用耐腐蚀、耐磨材质 6.1.9 重碱煅烧工序 6.1.9.1 工序任务本工序是将滤过工序送来的湿重碱输送至锻烧炉内加热分解(设有离心机工序需先将湿重碱二次脱水后再送锻烧炉),以制得轻质碳酸钠,并对重碱分解产生的混合气体,进行回收碱尘,冷却降温及洗涤回收氨等处理后通过压缩机逃碳化工序制喊重碱煅烧操作对碳酸钠的产量、质量及能耗有很大的影响殿烧工序制得的产品碳酸钠(轻灰)应符合产品质量要求,不含有未分解的重碱,在煅烧过程中不应混人灰尘等杂质;所得炉气中二氧化碳浓度应达到90%以上,满足碳化工序生产要求,炉气逸出损失应少 6.1.9.2工艺方法重碱主要成分为碳酸氢钠,其次还有碳酸钠、碳酸氢铵、氯化铵、氯化钠和水分等,碳酸氢钠是不稳定的化合物,常温下可分解成碳酸钠,但分解速度很慢为使碳酸氢钠分解速度加快,需外部供给热量，使重碱受热分解,制得碳酸钠重碱在煅烧炉内的主要反应式如下 2NaHcO.(s)-Na,cO.(s)十H.,O(g)个+cO.(g)个一129kJ/mol NH,HcO.(s)-NH,(s)个十H.,O(g)个 +CO.(g)个一168k/mol NH,Claq)十NaHco.(s)NaCl(s)+NH.(g)个十H.0(g)个+co.(g)个一154.5kJ/mol 上述反应均为吸热反应-每生产1碳酸钠需要供热约2400H2500. 重碱水分含量较高,有粘结倾向重碱水分>9.5%时就会生成重碱球和结疤为此,在重碱进人锻烧炉同时,加人一定量的煅烧炉出口来得高温碳酸钠(称返碱)与之混合,以降低人炉重碱的含水量消除碱球和结疤条件,保证固体物料的松散状态,防止粘炉或生成大量碱球伴随的化学反应式如下 -Na.CONaHCO2H.O NaHCO.十NaCO.2H.O 混合碱进人蒸汽煅烧炉加热到120Cl40C时倍半碳酸钠再进行分解: 2NaCONalHCO; 2H.O--3Na.CO5HO个+CO." 重碱在煅烧炉内分解速度与分解温度有直接关系,煅烧温度提高,分解速度加快重碱煅烧分解时会产生大量的气体,其中含有二氧化碳、氨、水蒸气和碱粉，且有相当的热量，经分离、洗涤、换热等方法回收利用 19
GB/T35802一2018 6.1.9.3工艺流程来自上道工序的重碱经输送带输送至各重碱煅烧炉预混器与返碱混合均匀后,送人般烧炉内,重碱在煅烧炉内被中压燕汽(加热管)间接加热,进行重碱煅烧的水分蒸发及重碳酸盐的分解反应分解得到的碳酸钠产品(轻灰),从煅烧炉出来一部分作为返碱进人预混器,其余部分分别送至重灰和凉碱工序煅烧炉内产生的炉气从炉头排气方管引出,经过旋风分离器分离碱尘后进人热碱液塔在热碱液塔内炉气被循环热碱液溶解剩余碱尘后送人母液洗涤塔下部,与冷母液直接逆流接触后再送人冷却器被循环冷却水间接冷却,炉气中大部分水蒸气冷凝成水并浴解大部分氨而形成冷凝液自流人冷凝液槽送人蒸僧工序,冷却后炉气进人炉气洗涤塔,被来自滤过岗位的净氨洗水直接喷淋洗涤净化,制得含高浓度二氧化碳的炉气,由塔上部引出送压缩工序洗涤液送往滤过工序作滤过洗水由中压蒸汽管网送来的中压蒸汽从锻烧炉的旋转接头中心套筒进人汽室,由汽室平行分配进人蒸汽加热管作为重碱煅烧分解的热源蒸汽冷凝水则从旋转接头外套筒自流人冷凝水箱,经贮水槽积存后进人轻灰闪发器,闪发的1.3MPa燕汽作为重灰煅烧炉的热源之一,闪发后的冷凝水流人重灰闪发器进行二级闪发 6.1.9.4工艺过程控制 6.1.9.4.1工艺指标重碱煅烧工序工艺指标应符合表8要求表8重碱煅烧工序工艺指标目标项指出碱温度/C 160~185 煅烧炉出气温度/ 105l15 PA 般烧炉炉头压力/" l000 90 炉气二氧化碳(co.)浓度9/% 经凉碱后轻灰温度/C 85 6.1.9.4.2操作要点 6.1.9.4.2.1重要指标控制重碱煅烧工序中的重要指标控制主要包括出碱温度,蒸汽压力及温度、炉气温度、返碱、炉头出气压力、二氧化碳浓度以及保持存灰量的控制,主要措施有: 出碱温度控制煅烧过程中维持正常出碱温度是产品质量、生产能力及蒸汽消耗的关键出 a 碱温度过低,重碱完全分解所需时间较长,导致产品分解不完全,使产品不符合质量标准,同时增加了产品带走的氨和二氧化碳的损失;出碱温度过高,则煅烧炉的生产能力未能充分发挥同时热损失增大,蒸汽消耗上升因此,要达到高产、稳产、低消耗就应维持适当的出碱温度 -般控制在160C185C之间 b 蒸汽压力及温度控制蒸汽的压力和温度是维持蒸汽煅烧炉正常运行的基础,是影响煅烧炉生产能力的关键因素,其中,以蒸汽压力最为重要蒸汽压力越高,蒸汽冷凝饱和温度越高,传热温差越大,锻烧过程传递的热量越多,煅烧炉生产能力越大;蒸汽压力低,将造成出碱温度及 20
GB/35802一2018 出气温度低,被迫降低煅烧炉生产能力生产过程中,应维持较高的燕汽压力在设计范围之内),满足生产高负荷要求蒸汽温度应以保持高于该蒸汽压力下的饱和温度40C为宜,蒸汽温度过高,密封材料等不能耐受,而且,过热燕汽的存在将使给热系数减小炉气温度控制煅烧炉出气温度控制得当是维持正常操作的基本条件,炉气温度低于100 则可能使水蒸气凝结导致碱疤在管道及分离器内壁生成,造成堵塞,连续生产周期缩短,清理频繁同时,分离器效率大幅下降,造成循环热碱液浓度高,碱液过剩,出现排放损失正常生产过程中炉气温度应控制在105115C 炉气换热器出气温度,应控制在40C左右 37C42C) 温度过低,换热器侧表面形成碳酸铵盐的结晶速度较快,堵塞炉气通道炉气洗涤塔出气温度应控制在35C40C,温度过低,耗水量增大,并可能引起滤过工序洗水不平衡;温度过高,炉气带氨量增大,压缩机人口通道容易形成碳酸铵盐的结晶,影响压缩机工作效率 d 返碱控制加人返碱是为了防止湿重碱与高温煅烧炉壁接触时发生粘结和结疤现象而影响传热返碱量要控制得当,返碱多,能源消耗增加;返碱少,不能消除重碱结球或结疤的隐患实际操作中，一般控制返碱量使重碱和返碱的混合碱水分不大于8%为宜炉头出气压力及二氧化碳浓度控制重碱分解过程中真空状态有利于殿烧分解,但由于设备二氧化碳浓度,尤其是两端密封不严和加料结构问题,真空操作易使空气进人系统,降低炉气器空碱时;如若采用压力状态操作,炉气会从两端密封及排料口逸出,增加了二氧化碳和氨气的报失，恶化操作环境;同时炉气申人给料通道,使部分燕汽也会怜旋下来,引起结块为获得浓度高的二氧化碳气体,锻烧时保持炉头压力一100Pa一0Pa,保证空气不进人系统即可保持存灰量控制煅烧炉中存灰量的多少,影响重碱在骰烧炉内反应时间的长短为了保证重碱分解完全,就应保持一定的存灰量,在一段时间内若大量突击出碱将使装载量和停留时间下降,破坏锻烧炉的正常运行存灰量与骰烧炉大小有关,63.6×30m煅烧炉存灰量应保持 33t 6.1.9.4.2.2正常操作重碱锻烧工序的正常操作应遵循以下要点密切注意中压蒸汽压力、温度、流量和重碱来量、质量的变化,根据出碱温度、炉气温度和炉内 a 压力及时调节重碱投人量; 及时调节炉内压力,使炉内压力和炉气中二氧化碳浓度在规定范围内: b 根据重碱质量、投人量、预混器出碱温度、炉气温度,及时调节返碱加料器转速,以保持适宜的返碱量根据煅烧炉主电机电流及返碱埋刮板电流,调节返碱量和炉体转速,保证煅烧炉足够的存灰量; 定期清理出气箱、旋风分离器出气弯头,保证炉气畅通突然停电或电气故障,煅烧炉停转 d 15nmin应进行盘炉操作,防止煅烧炉因炉体过重导致炉体变形及时调节净氨液进塔量和软水加人量,保证出炉气洗涤塔的炉气温度合格及洗涤液含氨在要求范围内密切注意炉气系统压力降,及时清除结晶、堵塞,保持炉气系统畅通 6.1.9.5设备选用该工序主要设备有重碱煅烧炉,旋风分离器、换热器、热碱液塔、母液洗涤塔及炉气洗涤塔等其中重碱煅烧炉为重碱处理设备,其余则是炉气处理所需设备煅烧炉是重碱殿烧的主要设备,常用的有回转蒸汽骰烧炉及流化床沸腾煅烧炉这两种骰烧炉均以蒸汽作为热源,回转蒸汽煅烧炉可分为外加返碱蒸汽煅烧炉及自身返碱蒸汽煅烧炉,外加返碱蒸汽煅 21
GB/T35802一2018 烧炉因为重碱与返碱强制混合、混合充分、一水化程度高、炉内传热效果好,生产能力高、操作稳定,成为目前重碱煅烧的常用设备,但其返碱运输系统复杂、检修工作量大,能耗高常用规格p3.6×30m及内3.0×30m两种自身返碱煅烧炉将锻烧、返碱运输结合为一体,简化了复杂的返碱运输系统,对检修及降低能耗有利流化床沸腾煅烧炉利用物料流态化进行传热,设备结构简单、便于制造,但操作周期较短、能耗较高旋风分离器是炉气处理设备,利用离心力的作用将炉气中所带碱尘分离并回收至预混器,旋风分离器有单简及双简之分,生产过程中应根据工艺条件选择合适规格的分离器,以保证除尘效果另外,炉气处理设备还包括塔类设备，一般为填料塔,在塔内料液与气体进行逆流接触而达到传热传质效果 6.1.10重灰工序 6.1.10.1 工序任务本工序的主要任务是以轻质碳酸钠为原料,生产符合质量标准要求的重质碳酸钠重质碳酸钠生产方法有固相水合法、液相水合法及挤压法,通常以固相水合法、液相水合法为主要方法 6.1.10.2工艺方法碳酸钠与水进行水合反应后生成一水碳酸钠结晶，一水碳酸钠的结晶比原料无水碳酸钠结晶密实光滑,结晶颗粒大而均匀,它具有特殊的淡灰色，结晶撒落时由于晶棱发射光线而发光,当一水碳酸钠结晶受热结合水被赶出时,它仍可保持密集的晶格结构,此时获得具有颗粒均匀,堆积密度大的产品重质碳酸钠是根据这一性质来生产的固相水合法是以轻质碳酸钠为原料,在一定的温度条件下,在水合机内,与水发生水合反应,生成一水碳酸钠结晶,然后一水碳酸钠结晶送人蒸汽煅烧炉进行加热分解反应,脱除结晶水,生成重质碳酸钠液相水合法以轻质碳酸钠为原料.在一定的温度条件下,在结晶反应器中,碳酸钠饱和溶液重新结晶,生成一水碳酸钠晶体颗粒一水碳酸钠晶浆经离心机进行固液分离脱水制得一水碳酸钠结晶,然后再送骰烧炉进行加热分解反应两种方法的反应方程式均为 NagC(O.s)十H.(O(I)NaCOH.(O)(s)十14.1kJ/mol Na.co.Ho一-Naco.(重)+H.0g)一55.4划/me 液相水合法中离心机制得的一水碳酸钠结晶表面吸附的游离水相对于固相水合法较高,因而煅烧过程中能耗较固相水合法有所增加而且由于需要制成碳酸钠饱和溶液,再进行重新结晶,其生产流程复杂,控制过程操作指标要求高,因此液相水合法的制造成本相对于固相水合法高 6.1.10.3工艺流程 6.1.10.3.1固相水合法轻灰由运输设备进人料仓,经计量后送人水合机内在水合机的进料端喷人化合水,物料在水合机内进行水合反应生成一水碳酸钠,由水合机尾部取出,进人重灰炉头混合段,与返碱混合进人重灰炉干燥区一水碳酸钠在炉内由蒸汽加热管间接加热干燥,脱去游离水和结晶水,制得重质碳酸钠重灰) 重灰由炉尾取出,送至凉碱工序重灰炉炉 p气经初步喷淋洗涤后与水合机出气混合经炉气洗涤塔洗涤后,由引风机送至重灰扩容器排空洗水从洗水槽引出并经洗水泵加压后,分别进人炉气管线及炉气洗涤塔喷淋、洗涤碱尘,洗涤液返回洗水槽，一部分送人水合机做化合水，一部分循环使用,软水进人洗水槽作为洗水补充水由燕汽管网来的1.3MPa蒸汽及轻灰闪发燕汽,从重灰炉旋转接头中心套筒经汽室进人加热管 22
GB/35802一2018 与炉内碱进行热交换形成冷凝水后,经旋转接头外套流人贮水槽,然后与来自轻灰闪发器的冷凝水共同进人重灰闪发器,闪发成0.5MPa低压蒸汽进人管网闪发后的燕汽冷凝水回热电 6.1.10.3.2液相水合法轻灰经计量后送人结晶器,与母液在结晶器中进行水合反应,通过控制一定的水碱比值,在一定温度下形成一水碳酸钠料浆;浆料经料浆泵送至旋流器进行增稠后直接流人离心机进行固液分离,分离出的一水碳酸钠经抛料机与返碱混合进人重灰炉一水碳酸钠在炉内进行加热干燥,脱去游离水和结晶水,制得重灰重灰由炉尾取出经凉碱设备冷却后送往成品包装工序循环母液槽内的母液,经换热器降温后送往液相水合器,与高温轻灰反应,当母液中含盐浓度超过 -定值后,一小部分母液作为高盐碱液外送离心机分离出的母液与浓缩旋流器上部流出的清液流回母液循环槽,向液相水合器内补充洗水可达到为母液槽补液的目的 6.1.10.4工艺过程控制 6.1.10.4.1工艺指标重灰工序工艺指标应符合表9要求表9重灰工序工艺指标项目指 14~18 固相水合中一水碳酸钠水分w/% 液相水合中离心后一水碳酸钠水分w/% 15~20 重灰炉出碱温度/ 150~180 重灰堆积密度/t/m 0.9 重灰粒度w:/% 70 " 经凉碱后重灰温度" 85 6.1.10.4.2操作要点 6.1.10.4.2.1固相水合工序指标控制固相水合工序主要包括一水碱水分、化合水浓度、水合反应温度、轻灰温度和精盐水浊度指标的控制: 一水碳酸钠水分一水碳酸钠水分正常值控制在14%18%范围内,小于14%时,生成一水 a 碳酸钠不完全,夹带轻灰,影响产品质量;大于18%时，,一水碳酸钠粘度增大,增加运输设备负荷,煅烧时蒸汽消耗增大,产品成本增加同时，一水碳酸钠水分过大也会导致重灰中碱球量增大 b 化合水浓度化合水浓度低时浓度的变化对结晶影响不大,结晶大而均匀,浓度为1.3mol/L 时重灰优级品率最高,随着化合水浓度的提高超过2mol/L时),浓度的变化对结晶影响作用变得明显重灰粒度有走细的趋势,但浓度过高则易出现重灰粒度分布不均,严重时出现不结晶的现象水合反应温度水合反应温度是影响一水碳酸钠结晶的关键指标,80C100C之间生成一水碳酸钠的反应比较完全当水合机内部反应温度高时，一水碳酸钠结晶大,反之则结晶细 -般水合机反应温度靠水合机出气压力来调整 23
GB/T35802一2018 轻灰温度当进人水合机的轻灰温度低时,说明轻灰煅烧炉内反应温度低,出锻烧炉的轻灰反 d 应不完全,轻灰中的碳酸氢根含量高,影响一水碳酸钠结晶,造成一水碳酸钠结晶细,轻灰温度过低时,会出现一水碳酸钠结晶粒度两极分化甚至无法形成结晶的现象,严重影响重灰产品质量精盐水浊度精盐水中钙镁含量的增大会对一水碱结晶产生很大影响,精盐水中镁含量超过一定值时对结晶的影响变得明显,精盐水中含钙也会影响结晶,致使结晶粗细不均,严重时无法形成结晶 6.1.10.4.2.2液相水合工序指标控制液相水合工序主要包括母液温度、母液浓度和水合反应温度指标的控制母液温度进液相水合器母液温度的变化直接影响水合反应温度的变化,对重质碳酸钠的粒 a 度影响很大，一般母液温度控制在85C90C; b 母液浓度母液浓度低时,结晶大而均匀,但母液达不到饱和,会造成生产能力的降低浓度过高时,重灰粒度偏细因此,母液应控制适当的过饱和度; 水合反应温度水合反应温度是影响一水碳酸钠结晶的关键指标,90C100之间生成一水碳酸钠的反应比较完全反应温度高则一水碳酸钠结晶大,反之则结晶细一般水合反应温度靠进母液温度及水合器冷却水量来调整 6.1.10.4.2.3重灰烧炉指标控制重灰煅烧炉工序主要包括蒸汽压力及温度、出碱温度、返碱、炉内存灰量和炉气温度指标的控制蒸汽压力及温度重灰炉与轻灰炉结构原理相似,应维持较高的蒸汽压力(在设计范围之内. a 满足生产高负荷要求蒸汽温度应以保持高于该蒸汽压力下的饱和温度40C为宜,蒸汽温度过高,不但密封材料等不能耐受,而且,过热燕汽的存在将使传热系数减小; 出碱温度出碱温度低，水碳酸钠分解反应所需时间较长,易导致产品分解不完全,温度过 b 低,易导致返碱总管堵塞,炉内返碱量减少,造成粘炉,并有大量结疤进人重灰产品;出碱温度过高,加热蒸汽等消耗上升因此要达到高产低消耗应维持适当的出碱温度; 返碱控制为防止一水碳酸钠直接与炉体侧壁或加热管壁接触形成碱疤层,影响加热管的传热效果,重灰炉需加人返碱.为保证炉内存灰量般情况下返碱量与成品碱的比值控制在 3.04.0 当返碱量不足时,重灰中碱球量增大但返碱量越大产量越少耗能越高" 炉内存灰量重灰煅烧炉中存灰量的多少,影响水碳酸钠在煅烧炉内反应时间的长短为了保证一水碳酸钠分解完全,应保持一定的存灰量如果炉内存灰量过低,势必会导致返碱量减小,易形成粘炉,破坏煅烧炉的正常运行,影响加热管使用寿命但炉内存灰量过多,蒸汽消耗量增大,同时增大重灰煅烧炉电机电流从面降低重重灰生产能力; 炉气温度重灰煅烧炉炉气温度高低是维持重灰系统正常操作的基本条件,炉气温度低于 00C时,水蒸气易凝结成水,在炉头出气箱上与碱尘混合形成结疤(炉气温度越低，结疤越严重),不易脱落,堵塞炉气通道,影响生产的连续性,需周期性清理出气温度过高,造成蒸汽消耗增加正常生产过程中炉气温度控制在100C~120C为宜 6.1.10.5设备选用重灰工序的主要设备包括水合机、结晶器及重灰锻烧炉或重灰流化床等其中水合机及结晶器均为生产一水碱设备,最常用的为腰鼓式水合机,腰鼓式水合机化合水与碳酸钠混合均匀且生产能力大结晶器为液相水合法生产一水碳酸钠设备,该设备筒体外部一般带有夹套,夹套内可通循环水用于移走设备内物料反应放出的热量,内部一般用隔板将其分成上下两层,每层设有导流筒,隔板上有下料口使 24
GB/35802一2018 上下两层连通,碳酸钠在结晶器内与母液混合溶解并生成结晶重灰煅烧炉是一水碱煅烧的主要设备，一般采用的是回转蒸汽煅烧炉,与轻灰煅烧炉结构相似,较常用的是自身返碱式煅烧炉,其返碱由炉尾返碱口进人返碱螺旋管,随炉体的转动运至炉头返碱口进人混合段与一水碱混合,以降低混合碱水分重质碳酸钠的冷却设备有凉碱炉,流化床及粉体流冷却器等,均为间壁式换热器,其中流化床及凉碱炉以空气作为流化介质,使物料呈沸腾状态,物料在沸腾状态下与冷却水管内的冷却水进行间壁换热实现冷却该设备处理量大,可连续生产,气化强度大,耗电较高粉体流凉碱器采用现阶段高效节能的固相颗粒物料降温技术,该装置换热效率高,无需与鼓风,引风等大功率能耗设备配套运行,装置操作、维护简捷易行 6.2联碱法 6.2.1流程概述将符合要求的洗盐或精盐加人盐析结晶器,由盐析结晶器溢流的母液I,经换热器升温后,去吸氨器吸收氨制得氨母液I,经澄清后送人碳化塔吸收二氧化碳,制得碳酸氢钠悬浮液由滤碱机分离出碳酸气钠重碱),送人蒸汽锻烧炉加热分解成碳酸钠产品;同时分解出的二氧化碳(炉气)经冷却塔、洗涤塔降温和洗涤,由压缩机抽吸并压缩送人碳化塔制碱轻质碳酸钠一部分经过冷却送至成品包装,另一部分进一步加工制得重质碳酸钠经冷却后送至成品包装滤碱机分离出来的母液(母液I)经吸氨器吸收氨,制成氨母液I去清洗外冷器,然后经换热器降温,送人冷析结晶器,通过外冷器循环并与冰机系统送来的液氨进行热交换,冷却析出部分氯化铵;冷析结晶器溢流液(半母液)流人盐析结晶器,通过加人洗盐或精盐再析出部分氯化铵;由盐析结晶器取出的氯化铵晶浆经稠厚器稠厚,用晶浆泵送到冷析结晶器,以溶解过量的盐;由冷析结晶器取出的氯化铵晶浆,经稠厚器稠厚,进人滤铵机分离出湿氯化铵,再经干铵干燥制成氯化铵产品;滤液送回盐析结晶器母液经换热器升温后,去吸氨器吸氨,制成氨母液再送去碳化塔制碱,如此连续循环生产 6.2.2原盐精制工序 6.2.2.1工序任务原盐精制是对原盐的提纯,将原料盐中的氧化镁,硫酸镁、氯化钙、硫酸钙等杂质用一种对杂质具有溶解性而对氯化钠不溶的溶剂加以洗涤,达到提高盐质的目的 6.2.2.2工艺方法 6.2.2.2.1再制盐法再制盐法是把原盐化成卤水,经澄清除去泥沙和杂物,再进一步除去钙、镁等杂质.然后加热蒸发利用高温下氯化钠、氯化镁和硫酸镁溶解度变化的特点,重新得到较纯的氯化钠结晶,即精盐 6.2.2.2.2洗涤盐法洗涤盐法是对原盐的提纯,将原料盐中的氯化镇,碗酸镇.飘化钙-碗酸钙等尔质用一种对杂质具有溶解性而对氧化钠不溶的溶剂饱和盐水)加以洗涤,达到提高盐质的目的,洗涤溶剂进行精制后循环使用根据洗涤溶剂精制方法的不同分为石灰-碳酸钠法和石灰-碳酸铵法石灰-碳酸钠法先在洗涤溶剂中加人熟石灰乳,氢氧化钙与镁盐作用生成溶解度小的氢氧化镁沉淀出来,反应方程 25
GB/T35802一2018 式如下 MgCl+Ca(OH);=Mg(OH)，+CaC MgSO+Ca(OH)=Mg(OH)，+CaSO. 除镁后的洗涤溶剂再加人碳酸钠液,使洗涤溶剂中的钙离子及加人石灰乳所带人的钙离子与碳酸钠作用,生成碳酸钙沉淀出来,反应方程式如下 CaCl十Na,CO=CaCO，十2NaCl CaSsO十Na.CO=CaCO，十NagsO b)石灰-碳酸铵法在除钙过程中加人碳化尾气,但尾气中所含二氧化碳和氨会造成设备、管道壁上形成碳酸钙沉淀影响设备、管线有效容积,且加人二氧化碳和氨影响操作环境,所以一般多采用石灰-碳酸钠法进行原盐精制 6.2.2.3工艺流程原盐由输送机运来,用筛子除去杂草、石块.铁器等,然后经中间仓流人洗盐机,用澄清盐卤(立洗桶溢流液)洗涤,初洗后的盐粒在球磨内进行湿磨粉碎,并用盐卤(精制盐水)稀释人盐浆罐,用泵送至分级器分级分级液来自澄清桶或滤盐机滤液,从分级器的下侧以一定的浮选迷度上升;大粒盐从分级器的底部放出,返回球磨机或放人大粒盐槽;细盐随分级液悬浮上升流人立洗桶进行洗涤稠厚立洗桶溢流人洗盐机做初洗水用;稠厚盐浆经下料管进人分离机,滤液经储桶用驱送出作分级液用;分离脱水后的洗涤盐,用输送机送去干燥或直接供氯化铵结晶工序使用洗盐机流出的脏卤经储桶和泵送至精制工序除钙、镁和泥沙等杂质除钙、除镁后的沉淀物经泵和储桶送板框或卧螺机沥干后,统一处理板框或卧螺机滤液返回系统循环,精制后饱和盐水去洗盐工序循环使用 6.2.2.4工艺过程控制 6.2.2.4.1工艺指标原盐精制工序工艺指标应符合表10要求表10原盐精制工序工艺指标项目指标全氯(CI)浓度/mol/I 5.35 钙(Ca*)浓度/mol/L 0.0015 镁(Mg'+)浓度/nmol/L 洗涤液成分 0,001 碗散根(sO)浓度m/L 0.125 200 浊度/mol/L 98 氯化钠(NaCD)含量w/% 钙(Ca多+)含量w/% 0.06 镁(Mg+)含量w:/% 0.02 洗盐成分(干基》硫酸根(S(O2=)含量wu/% 0.3 水不溶物含量w/% 0.5 洗盐含水分w/% 26

碳酸钠生产技术规范GB/T35802-2018介绍

碳酸钠是一种重要的化工原料，在玻璃、纺织、造纸等行业有广泛应用。为了规范碳酸钠的生产过程，保障产品质量和安全生产，国家质量监督检验检疫总局制定了《碳酸钠生产技术规范GB/T35802-2018》。

规范概述

该规范主要涉及碳酸钠的生产过程、原材料、设备、安全、环保、质量控制等方面的要求。其中，对生产过程中需关注的温度、浓度、PH值等参数作出了明确规定；对原材料和辅助材料的选用也做出了详尽说明；同时，对设备的选型、安装、调试等环节也作出了规定。

标准要求

规范对于生产厂家的要求较为严格，包括但不限于以下内容：

必须具备相应的资质和技术能力；
设备必须符合国家相关标准；
原材料必须符合国家相关标准；
生产过程需严格控制温度、浓度、PH值等参数；
废气、废水排放需符合国家相关标准。

意义与建议

《碳酸钠生产技术规范GB/T35802-2018》的实施，有利于提高碳酸钠的生产质量和安全性，促进化工行业可持续发展。同时，规范的实施还将推动行业内企业之间的竞争及创新，促进行业健康发展。

因此，我们建议生产厂家在日常生产中严格按照该规范要求进行操作，并加强对员工的培训和管理，确保产品质量和安全生产。