间歇法锅式蒸煮固碱的生产

固碱的生产

碱工业第7期　　　　　　　　　　　　氯　　　　　　　　　　　　　No.7

2003年7月Jul.,2003Chlor-AlkaliIndustry【蒸发与固碱】

间歇法锅式蒸煮固碱的生产

刘涛

Ξ

(宁夏石嘴山氯碱厂,宁夏石嘴山753202)

　　[关键词]固碱;间歇作业式炉;锅炉;生产工艺

[摘　要]介绍了间歇法锅式蒸煮固碱的生产原理及工艺流程,原料液碱中盐碱比≥1∶38.5;预热锅碱温应在130℃以上;给熬制锅中补碱时,当温度达到290℃左右时停止补加;封火温度应控制在450;420～440℃;出碱温度保持在380℃。过多而起泡的影响,最后指出调色操作中的注意事项。

[中图分类号]TQ114.268　　[]B(2003)07-0029-02

　　,接加热,,熬制成固体烧碱。该生产过程从工艺流程上大致可分为两个阶段:第1阶段将液体烧碱从贮槽中打入预热锅内,利用烟道气余热进行预热;第2阶段将预热锅中的碱送到熬制锅内,利用火源进行蒸发脱水、熔融、调色、澄清、冷却、固化成型,制得不同形状(片状、粒状、块状)的固体烧碱,简称固碱。

回蒸发工序回收利用。

升温至450℃时停火,当温度降到420～440℃时,加入还原剂硫磺调色,调色结束后,保持碱温在380℃左右,澄清10～12h后,出锅包装,用80℃左右的热水洗锅,洗锅水送蒸发工序回收。

3　原料液碱的控制指标

w(NaOH)≥45%,w(NaCl)≤1.3%,w(Na2CO3)≤0.5%,m(盐)∶m(碱)≥1∶38.5。

1　生产原理

将合格的原料液碱在铸铁锅中加热到沸腾状

态,水分不断蒸发,液碱的浓度增大,其沸点相应升高。故在整个熬制过程中,需要持续不断地供给热量,使其始终处于沸腾状态,大部分水分被蒸发,成熔融状态的浓碱。当浓度达到标准后,进行桶碱或片碱、粒碱包装即为固碱成品。但由于电解、蒸发及熬制过程中有大量的金属离子产生,使碱液带有一定颜色,因此在包装前需加入调色剂进行调色,将其制成主体为白色的固碱。

在45%的原料碱液中,如果含盐较高,将严重影响传热效率,并降低成品碱的浓度。而且在熬制过程中,只能除去形成沉淀的杂质,而氯化钠、碳酸钠无法除去,且随水分的蒸发质量分数逐步增加,因此,必须严格控制原料组成。

4　关键点温度

4.1　预热锅碱温

预热锅的碱温应在130℃以上,一般在碱温达140～150℃时,进入熬制锅。因为45%的液碱沸点在140℃左右,适当控制预热锅的碱温,不但可以防止沸碱的外溢,还能够缩小与熬制锅的温差,减小高温浓碱对锅的应力腐蚀,延长熬制锅的使用寿命。4.2　补碱温度

33

熬制锅内碱液达到8～9m(11m的大锅)时,开始点火升温。由于水分的不断蒸发,熬制过程中需要不断补加一定量的预热后的碱液,以维持锅内液面稳定。但当碱温升到290℃左右时停止补加,因为在此后碱温升高较快,在290～320℃之间,液碱中硝酸盐、氯酸盐、次氯酸盐剧烈分解,产生大量泡沫,易使碱液外溢,造成事故和碱损。

2　工艺流程

45%以上的合格液碱由碱泵送至固碱工序计量

槽,澄清一段时间后,再送到高位槽借位差流到预热锅,经烟道气余热预热到140～150℃时,送入熬制锅,锅内碱液达8～9m时,开始点火升温,升温初期加入3kg左右的氧化剂硝酸钠,既除去了碱中的铁,又起到保护大锅的作用,同时还需不断补加液碱,当碱温升到290℃左右时,停止补加。碱温逐步上升达到沸点,碱中的水分不断蒸发逸出,逸出的水蒸气经排气筒排入大气,冷凝回流的含碱冷凝水送

Ξ[收稿日期]2002-12-27

3

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固碱的生产

蒸发与固碱　　　　　　　　　　　氯碱工业　　　　　　　　　　　　2003年第7期

4.3　封火温度于Na2Fe2O4及MnO2的颗粒较大,容易沉淀分离,因此需要把颗粒细、沉淀困难的Fe和易溶于碱不

6+3+4+

沉淀的Mn转化为Fe、Mn,实际生产中,一般采用硝酸钠氧化,再用硫还原,达到除杂、脱色的目的。

熬制开始,点火升温初期,加入硝酸钠既能使熬碱锅的表面钝化,缓解腐蚀,又能使溶于碱液中的2+

Fe氧化:

Fe+2H2OFe(OH)2+H2↑,

10Fe(OH)2+2NaNO3+2O

↓+2NaOH+N2↑,

)3

2O。

2+

封火温度一般控制在450℃,封火后碱温仍继

续上升5～10℃,在450℃时,碱的质量分数已达95%左右,若继续加热,则浪费燃料,从而提高生产成本。4.4　调色温度

封火后碱温降到420～440℃时,加硫调色。若温度高于445℃时,使沸点为444.6℃的硫沸腾,不能与锰酸钠反应,而形成橙色蒸汽逸出碱锅,不利于除去锰杂质,也加大硫的消耗,增加成本;另外,锅内三氧化二铁尚未沉淀,会生成大量硫化铁,沉淀更慢,影响调色。当温度低于380℃时,硫也不能与锰酸钠反应,而与氢氧化钠反应,且随温度降低,沉淀困难,度,保证在380℃。4.5　出碱温度

调色结束后,保持碱温在380℃左右,澄清10～12h,若碱温过低,杂质则不易沉淀。熔融碱的温度为380℃时,应为白色,然后匀速降温到340～350℃时出碱。如温度过高,则沉淀不好,影响固碱质量;如温度过低,锅内熔隔碱的表面将凝固,影响出碱。

,碱的浓度越低,加入量越多;如加入量不足,则在最后的碱液中仍含有FeO2,固碱中含铁指标较高;如加入过量,则NO3会消耗硫,影响MnO4

-2-3

的脱除。根据实践摸索,以每锅(11m)加入3～10kg硝酸钠为宜。如果在升温初期忘加NaNO3或加

2-

入量不足时,则在300℃以前补加。

封火后熔融碱中含有如下成分:Na、OH、

--2-2--2-NO3、Cl、MnO4、CO3、Fe2O3、FeO2及FeO2,

-2-显色成分为Fe2O3(红棕色)、FeO2(黄色)、MnO4-(绿色),加入硫磺可除去MnO2,使之还原为黑色4

+

-

5　二氧化碳的影响

在熬制碱液的过程中,碱浓度提高,吸收二氧化

碳的能力随之增加,因此,熬制时间过长,或有上次含碳酸钠量高的锅底碱混入,会使成品碱的碳酸钠含量超过标准,影响产品质量。故尽量缩短高温加碱时间,运行时盖好观察孔,消泡时加入适量的挥发性油脂或消泡剂或一块肥皂化成的肥皂水即可,熔融碱出锅后,立刻用热水将锅清洗干净,确保碳酸钠含量达标。

的MnO2与Fe2O3一起沉淀而被除去。

4S+6NaOHS

-2-

2Na2S+Na2S2O3+3H2O,+4H2O

2-

+4MnO4

2-

2-

4MnO2↓+SO4

2-

+

8OH,

S2O3

2SO4

2-

+4MnO4

-

+3H2O4MnO2↓+

+6OH。

6　调色操作

高温浓碱和碱液中氯酸盐的分解对熬碱锅的腐蚀,以及电解、蒸发过程产生金属离子,使锅内碱呈现一定颜色,根据碱液的温度和颜色,加入一定量的氧化剂和还原剂,除去铁、锰杂质的过程称为“调色”技术。

2+

熬制初期,腐蚀生成棕黄色的Fe,继续氧化

3+

生成棕红色Fe,三氧化二铁在高温浓碱作用下与空气中的氧反应,生成溶于碱的蓝绿色铁酸钠

4+

(Na2Fe2O4)。粉紫色的Mn2+(MnO)、紫色的Mn(MnO2)、蓝色的Mn30

6+

在温度一定的前提下,硫磺加入量取决于原料

液碱的浓度、洗锅质量及硝酸钠的加入量。碱的浓

2-度越低,腐蚀产物越多,MnO4含量越大,加入的硫就越多;洗锅不干净,剩余的MnO4

2-

也消耗硫;加

-2-

入的硝酸钠过量,则碱中未反应的NO3也会与S

2-3

或S2O3反应消耗硫。正常加入量为每锅(11m)

1.5～2.5kg,以适量或微过量为宜。若加入硫适

量,则澄清后的碱液为无色或淡黄色,固碱为无色;若加入硫过量,则碱液仍为无色,固 …… 此处隐藏：1834字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……