纯碱的定义:纯碱(SodaAsh),又名苏打、碱灰、碱面或洗涤碱,成分为碳酸钠,分子式为Na2CO3,分子量105.99。纯碱是重要的基础化工原料和“三酸两碱”中的两碱之一,广泛地应用于建材、石油化工、冶金、食品、纺织、国防、医药等国民经济诸多领域,在国民经济中占有十分重要的地位。
2、氨碱法生产工艺
氨碱法的生产流程如图所示,主反应过程如下:向饱和食盐水中通入氨气,制得氨盐水,再通过氨盐水吸收二氧化碳得到碳酸氢钠(俗称小苏打),最后将碳酸氢钠煅烧,即得到轻碱。
氨碱法生产中用到的氨气来自于合成氨厂,二氧化碳来自于石灰石煅烧。石灰石的主要成分是碳酸钙,煅烧后生成二氧化碳和氧化钙(生石灰)。其中二氧化碳用于制造纯碱的主反应过程;而氧化钙与水反应生产氢氧化钙(熟石灰),加入沉淀出碳酸氢钠后的母液中,生成氨气和主要成分为氯化钙的废液和废渣,而氨气则可循环用于主反应过程。
氨碱法的局限主要表现在原盐利用率低和废液废渣污染环境两方面。氨碱法中氯化钠的利用率最高只能达到75%,其余的都随废液和废渣排出。据统计,氨碱法生产一吨纯碱大约要排出十吨废液。废液和废渣中含有大量氯化钙,很难加以利用且污染性较强。因此,采用氨碱法生产的纯碱企业一般都沿海或沿河布局,工厂选址受限。
3、联碱法生产工艺
联碱法将合成氨生产与纯碱生产联合,利用合成氨厂的氨气和二氧化碳同时生产出纯碱和氯化铵两种产品。
联碱法产出纯碱的反应过程与氨碱法相同,同样是向饱和食盐水中先后通入氨气和二氧化碳,生成碳酸氢钠,再煅烧碳酸氢钠产出纯碱。
与氨碱法相比,联碱法的核心创新在于利用不同温度下溶解度的变化,将反应剩余的母液(主要成分为碳酸氢钠、氯化钠和氯化铵)降温,并加入氯化钠晶体,使氯化铵能以晶体的形式析出。剩余的饱和食盐水母液可以作为反应原料循环使用。
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