文档介绍：碱厂碳化塔结构设计综述
综述与专论《
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碱厂碳化塔结构设计综述
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同时还对开发研究中的环流塔及外冷式碳化塔作了评论.
1纯碱生产工艺中最关键的工序
现今纯碱商品的工艺制造方法,以传统
的氨碱法或联合制碱法工艺生产的纯碱占该
纯碱商品72%以上,确切地说,1990~1991
年度全世界约3500~吨纯碱商品中,其中就
有2500~碱是从氨碱法或联合制碱法工
艺制造过程中生产出来的.
而贯穿整个氨碱法或联合制碱法工艺,
影响纯碱商品生产成本和商品质量的最关键
序的碳化塔是碳化工序主体设备,其结构特
征直接影响着纯碱生产的经济效益,各国制
碱工作者都注重于碳化塔结构的设计和改
进,从而获得最好的经济效益.
碳化塔结构究竟涉及哪些纯碱生产过程
中的技术经济指标呢,影响什么样经济效益
呢?
①碳化塔结构优良与否反映出食盐变
化率,良好的氨碱法纯碱生产过程中碳化变
化率应在76%以上;
②碳化完成液中形成的再制品重碱结
晶NaHCO.,其颗粒是粗大的,从而可保证
固液分离所得的再制品重碱烧成率应在53%
以上;
③保证碳化塔长期正常运转,腐蚀与
泄漏率降低到最小限度是制碱工作者努力追
求的技术改进目标之一,这就要求制碱工作
者力争改良冷却箱和冷却列管材质;
④减少碳化塔轮换清洗所造成的作业
波动,减少轮换清洗作业劳动强度也是改进
碳化塔结构的特征之一,,,
⑤
构的一个非常明确的技术经济指标.,
以上五项技术经济指标或控制条件是碳
化塔结构先进与否的评判标准,基于以上五
项技术经济指标和控制条件,立即反映纯碱
商品成本结构变化:食盐消耗定额,氨耗,
石灰石消耗,煅烧燃料消耗,综合能耗等,
仅此五项原材料及能耗成本占纯碱商品成本
70%,如加上控制条件腐蚀与泄漏造成设备
折旧费或大,中,小修费用增加,那么凡因
涉及碳化塔结构变化而牵涉到商品成本影响
的成本组成部分将扩大至8O%.
简言之,碳化塔结构的变化将反映在商
品纯碱企业成本变化量级达至80%,碳化塔
结构的任何一点改进都将明显地提高企业经
济效益,
者,都将碳化塔视为制碱过程中最关键性设
备.
本文将以我公司现有情报信息为综述基
础,综述了国内外碳化塔结构进展,为制碱
玉作者提供改进碳化塔结构的依据.
技
科
7H
凌匕化
,,
2大化科技
2碳化过程机理和作业过程
在纯碱制造过程中,将食盐(NaCI)转
化成纯碱的中间产品重碱(NaHC0.)是在碳
碳化塔中的形成却是极其复杂的化学与物理
综合科学,确切地说NaCI碳化过程中是在
氨盐水介质中完成的,.
媒介才能转化为重碱中间盐产品,为最终商
品纯碱奠定决定性化学反应工序.
NaC1在氨盐水介质中完成重碱的结晶
学结晶动力学过程,前者是纯化学反应过程,
后者是物理化学,相变化,结晶动力学过
,碳化过程生成中间盐产品
,本文将简要分
析此等理论问题,为碳化塔设备结构改良捉
供工艺条件的依据.
过程
,必
须经过以下四个化学热力学过程:
(1)CO2(气)+H2O(液)一H2CO3(液)
+20200kJ/kgmol
(2)2NH4OH(液)+H2CO3(液)一一
(NH4)2CO3(液)+2H2O(液)
+74200kJ/kgmol
(3)(NH4)2CO3(液)+H2CO3(液)一
(液)+57600kJ/
kgmol
(4)NaCIU~)+NH’HC03(液)一
NaHCO3(液)+(ff~)
+5540kJ/kgmol
以上四个化学反应可以用一个总代表公
式表示:
(5)NaCI(~)+CO2(气)+NH4OH(液)
(液)+NaHCO3(液)
+91100kJ/kgmolNaHCO3(液)
制碱工作者都知道,要完成最佳的