Технологии и оборудование для производства карбоната натрия
Мы предлагаем комплексные решения для производства карбоната натрия: от карбонизации до упаковки. Наша технология сушки гарантирует эффективность производства.
Проект на 300 000 тонн в год в Саудовской Аравии
Проект на 300 000 тонн в год в Чунцине, Китай
Проект 200 000 ТПА во Внутренней Монголии, Китай
Карбонат натрия (обычно называемый кальцинированной содой, сода) — важное химическое сырье, широко используемое в стекольной, химической, металлургической, бумажной, полиграфической, красильной и других отраслях промышленности. Основными методами его производства являются метод Сольвея (аммиачно-содовый метод) и метод Хоу (комбинированный щелочной метод).
Ⅰ. Процесс Сольвея (аммиачно-содовый процесс)
Процесс Сольвея был изобретен бельгийцем Сольвеем в XIX веке. Он до сих пор остается одним из основных методов производства кальцинированной соды в мире. Суть процесса заключается в использовании аммиака в качестве среды для пропускания углекислого газа через насыщенную соляную воду с получением бикарбоната натрия и последующим прокаливанием для получения карбоната натрия.
1. Сырье
NaCl, известняк и аммиак
2.Процесс реакции
NaCl+Нью-Гэмпшир₃+СО₂+H₂O=NaHCO₃↓+Нью-Гэмпшир₄Кл，
CaCO₃=CaO+СО₂↑, CaO+H₂O=Ca(ОЙ)₂,
2NH₄Кл + Ca(ОЙ)₂=2NH₃↑ + CaCl₂ + 2H₂O
2NaHCO₃=На₂СО₃+СО₂↑ +H₂O
Получаемые в результате реакции СО₂ и Нью-Гэмпшир₃ можно повторно использовать в качестве сырья.
3. Преимущества и недостатки
(1) Преимущества: процесс отработан и стабилен, сырье легко доступно, чистота продукта высокая (до 99% и более).
(2) Недостатки:
а) Побочный продукт – хлорид кальция – имеет ограниченное применение, загрязняет окружающую среду и приводит к бесполезной трате ресурсов хлора;
б) Коэффициент использования NaCl низкий (всего около 70%);
в) Потребляется большое количество известняка и аммиака, а стоимость относительно высока.
3. Преимущества и недостатки
(1) Преимущества: процесс отработан и стабилен, сырье легко доступно, чистота продукта высокая (до 99% и более).
(2) Недостатки:
а) Побочный продукт – хлорид кальция – имеет ограниченное применение, загрязняет окружающую среду и приводит к бесполезной трате ресурсов хлора;
б) Коэффициент использования NaCl низкий (всего около 70%);
в) Потребляется большое количество известняка и аммиака, а стоимость относительно высока.
Ⅱ. Процесс производства щелочи по Хоу (комбинированный процесс производства щелочи)
Технология производства щелочи Хоу была изобретена китайским химиком Хоу Дебангом в 1940-х годах. Она представляет собой усовершенствованный метод Сольвея. Суть метода заключается в объединении производства щелочи с процессом синтеза аммиака для обеспечения вторичной переработки аммиака и NaCl с одновременным получением хлорида аммония.
1. Сырье:
Хлорид натрия, диоксид углерода, аммиак и вода.
2. Уравнение реакции можно свести к следующим двум этапам:
NaCl+Нью-Гэмпшир₃+СО₂+H₂O=NaHCO₃↓+Нью-Гэмпшир₄Кл，
2NaHCO₃=На₂СО₃+СО₂↑ +H₂O
Согласно принципу, согласно которому растворимость NH4Cl выше, чем у NaCl при комнатной температуре, но ниже, чем у NaCl при низкой температуре, при добавлении NaCl в маточный раствор при температуре (5 ~ 10 ℃) NH4Cl выпадает в осадок, образуя удобрение. Маточный раствор (в основном содержащий NaCl) после отделения NH4Cl может быть возвращен на стадию аммиачного аммиака для вторичного использования, что повышает степень использования NaCl (до более 95%).
3. Преимущества и недостатки
(1) Преимущества:
а) Высокая степень использования NaCl (более 95%), экономия ресурсов;
б) Побочный продукт хлорид аммония (Нью-Гэмпшир₄Кл) является высококачественным азотным удобрением, обеспечивающим получение дддххх одной щелочи и одного удобрения;
в) Отсутствие отходов хлорида кальция, лучшая защита окружающей среды;
г. В сочетании с синтетическим аммиаком для снижения затрат.
(2) Недостатки: процесс относительно сложен, предъявляет высокие требования к оборудованию и эксплуатации, а также требует наличия вспомогательного устройства для получения синтетического аммиака, подходящего для крупномасштабного производства.
Ⅲ. Сравнение производственных процессов
Тип процесса | Основные характеристики | Использование сырья | Побочные продукты | Защита окружающей среды | Приложение |
процесс Сольвея | Цикл аммиака СО₂, известняк обеспечивает СО₂ | Около 70% соли | Хлорид кальция (отходы) | Бедный | Нет природных щелочных ресурсов, требуется собственное производство аммиака |
Метод производства щелочи Хоу | Цикл аммонийных солей в сочетании с синтетическим аммиаком | Около 95% соли | Хлорид аммония (азотное удобрение) | Хороший | Крупномасштабное производство, поддержка оборудования для производства синтетического аммиака |
4. Тяжелая кальцинированная сода
Лёгкая кальцинированная сода имеет мелкодисперсную структуру и низкую плотность (0,5–0,6 г/см³), легко впитывает влагу и образует агломераты, обладает низкой текучестью и сильно пылит при транспортировке, что может привести к потерям и загрязнению окружающей среды. В крупномасштабном непрерывном производстве, таком как стекольная и металлургическая промышленность, она может легко привести к засорению оборудования и неравномерной подаче.
Как правило, процесс гидратации применяется для растворения лёгкой кальцинированной соды путём добавления воды с последующей её перекристаллизацией для образования кристаллов с более крупными частицами и плотной структурой. Плотность увеличивается до 1,0–1,2 г/см³, после чего тяжёлая кальцинированная сода подвергается сушке и дегидратации для получения сухой тяжёлой кальцинированной соды. Текучесть тяжёлой кальцинированной соды значительно улучшается, снижается риск агломерации, повышается её стабильность при хранении, и она больше подходит для автоматизированных производственных линий. Это позволяет снизить транспортные потери и проблемы с пылью на производстве, удовлетворить основные требования к стабильности подачи и равномерной реакции в таких областях, как стекловаренные печи, а также повысить эффективность производства.
V. Краткое содержание
Выбор технологии производства кальцинированной соды должен основываться на сырье, стоимости, спросе на продукт и требованиях по охране окружающей среды. При наличии дешевых ресурсов аммиака и известняка следует выбирать процесс Сольвея; если необходимо попутное производство хлорида аммония и имеется источник аммиака, предпочтительнее использовать щелочной процесс Хоу. При необходимости получения тяжёлой кальцинированной соды следует добавить стадии гидратации и сушки. При этом необходимо учитывать экологические стандарты и отдавать приоритет процессам с низким энергопотреблением и низким уровнем загрязнения.
