1、现代氯碱生产技术,济源职业技术学院,项目六 固碱生产,任务二 间歇法锅式蒸煮固碱,生产原理 工艺流程 影响产品质量的因素 正常操作要点 主要生产设备,大锅熬制固碱是用直接火加热脱水，在熬制过程中加入氧化剂和还原剂去除杂质，制得熔融固碱的过程。熬制固碱的设备，一般采用特制的铸铁锅。杂质怎样产生的？为了除去杂质离子，得到纯净白色的氧氧化钠的结晶，在熬制后期，停火后，还要加入硫黄，使其与杂质铁、锰等离子反应形成沉淀、再经降温、沉降、沉淀于锅底，上部熔融碱经包装即得成品固碱。,总结工艺原理,碱液在熬制过程中既有物理过程，又有化学反应过程。前者是碱液中的水蒸发，碱液浓缩的过程（通常碱液在固碱锅内受到锅下
2、直接火的加热，达到沸点，常压蒸发。碱液中的水分被蒸发，碱液浓度升高，碱液温度也不断升高）。后者是去除微量杂质，使其形成沉淀的过程。,除铁反应,Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2 10Fe(OH)2+2NaNO3+6H2O=10Fe(OH)3+2NaOH+N2 2Fe(OH)3=Fe2O3 +3H2O,NaNO3要在熬制开始时便加入，它能使铸铁锅表面钝化，使Fe由二价变成三价。,除锰反应,6NaOH+4S=2Na2S+Na2S2O3+2H2O Na2S+4Na2MnO4+4H2O=Na2SO4+8NaOH+4MnO2 Na2S2O3+4Na2MnO4+3H2O=2Na2SO4+6NaOH+4M
3、nO2,熬制后期加硫，使高价锰的化合物还原成二氧化锰沉淀，与液碱分离。硫的加入量要适当。,硫过量 ： 5Na2S+4MnO2+4H2O=4MnS(粉红色)+Na2SO4+8NaOH,可再加亚硝酸钠进行调整 ： 2NaNO3+MnS=MnO2+N2+Na2SO4,调色：在熬碱过程中，根据碱液的温度和颜色，加入一定量的氧化剂和还原剂的过程称为“调色”。在生产中加硫的碱温度一般控制在420-440左右。硫的加入 时间和加入温度都需要控制。,1-浓碱高位槽； 2-预热锅； 3-熬碱锅； 4-碱液下泵； 5-排气筒； 6-烟道；7-碱流出槽； 8-固碱桶； 9-锅底贮槽；10-阻火器； 11-氢气水封；
4、12-重油贮罐； 13-油过滤器； 14-油泵； 15-油预热器； 16-锅底碱泵,总结流程,过程大致分两个阶段：第一阶段液碱在预热锅内利用烟道气余热进行预热；第二阶段在熬碱锅内进行蒸发脱水、熔融和澄清。 可用氢气作燃料，也可用重油或原油作燃料。,正常操作要点,1、在点火前，应先加入定量的硝酸钠。 2、严格按照升温曲线进行操作，尤其是在230-280阶段，此时补液和分解反应同时剧烈的进行，一般控制升温不大于12/h。 3、严格控制止火温度在450-460。 4、调色操作的温度，一般在420-440，一次性加入硫，避免反复调色。在加硫前先取小样试验。 5、控制出锅温度在350-360。 6、出锅
5、前先放入液下泵，并打出少量浓碱以清洗管道。 7、出锅后，应加入热水，多次清洗锅底碱渣。 8、定期进行转锅，防火局部过热，延长使用寿命。一般三个月转一次。 9、严格控制燃油预热温度，注意观察炉膛火焰燃烧情况，调节油量和蒸汽雾化配比，防止冒黑烟。 10、在烧氢时应严格点火操作，先点着点火棒，然后使软管点着火焰后再插入喷嘴，严禁直接向炉内排氢点火(在喷嘴上点火)。首次点火应先分析氢气纯度。 11、定期进行巡回检查，按时进行岗位记录。,原料碱液的质量 关键点的操作温度 二氧化碳的影响,原料碱液的质量,在熬制固碱的过程中，只能除去形成沉淀的杂质，而氯化钠、碳酸钠不但无法去除，而且还会随着水分的蒸发逐步增
6、加。因此，严格控制原料碱液的组成。,关键点操作温度,预热温度：预热锅的碱温应控制在130以上，一般在碱温达到140-150时进入熬碱锅。 熬碱温度： 240-320 ，加入适量挥发性油脂或消泡剂，并通入氮气。 420-440 ，调色。 严格控制降温速度，使其慢慢地均匀冷却，让杂质有充分的沉降时间。碱温从440 降到350 约需10-12h. 一般熬碱温度不能超过450 。 出碱温度为340-350 。,二氧化碳的影响,在熬碱过程中，液碱会吸收空气中二氧化碳生成碳酸钠。因此如果熬制时间过长，或用压缩空气破坏泡沫，则会使成品固碱中碳酸钠含量增加而影响产品质量。所以要控制熬制时间，生产中一般控制在2
7、2小时左右。,国内熬碱锅的主要规格：,生产能力： 18t台 容 积： 11m3 锅体自重： 11.6t 外形尺寸： 3096mm 2155mm（总高） 材 料： C% Si% Mn% P% S%2.8-3.4 1.4-2.0 0.5-0.9 0.3 0.12,间歇锅式蒸煮法中所制得的固碱中碳酸钠含量高的原因：,（1）熬煮时间过长，使碱液吸收空气中的CO2 （2）用压缩空气破坏泡沫时，空气中CO2带入碱液 （3）锅盖没盖好，炉膛内烟道气中大量的CO2窜到锅台上而被碱液吸收 （4）锅底碱未洗净； （5）排气筒未洗净，排气筒内积存的Na2CO3落入锅内。,简述间歇法锅式蒸煮固碱中加入硝酸钠的目的：,
8、硝酸钠是一种强氧化剂，在熬煮碱液前先加入适量硝酸钠，是为了使熬碱锅表面预先生成一层氧化物保护膜，以减缓高温浓碱对锅的腐蚀作用；另一个目的是使碱液中还原性物质（如二价铁）被加速氧化，生成易沉淀的氧化物（如三氧化二铁）：Fe+2H2O=Fe(OH)2+H2 10Fe(OH)2+2NaNO3+6H2O=10Fe(OH)3+2NaOH+N2 2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O,在蒸煮固碱时，熬碱锅内碱液为什麽要保持一定的高度？,固碱熬煮过程中，由于碱液中水分的蒸发使液面下降，如果不及时补加碱液，会使熬碱锅因局部过热而产生应力，以致降低熬碱锅的寿命，所以在熬制过程中要不断补加碱液，以维持一定液面。,
9、在锅式法固碱生产中加入硫磺的原因：,在锅式法固碱生产中，由于铸铁锅在高温下长时间与熔融碱接触而遭腐蚀，使铸铁中的锰元素以MnO、MnO2、Na2MnO4形式进入碱中，从而影响碱的质量。在上述几种锰的化合物中只有MnO2颗粒比较大，容易沉降，在高温下，硫可以将六价锰的化合物物还原成低价的二氧化锰沉淀，从而达到与碱分离的目的。6NaOH+4S=2Na2S+Na2S2O3+2H2O Na2S+4Na2MnO4+4H2O=Na2SO4+8NaOH+4MnO2 Na2S2O3+4Na2MnO4+3H2O=2Na2SO4+6NaOH+4MnO2,1.制固碱的熬煮锅的碱液中，铁、锰等杂质的来源：来自碱液还是铸铁锅？ 2.间歇锅式蒸煮固碱的生产原理？（化学变化 物理变化）3.6NaOH+4S=2Na2S+Na2S2O3+2H2O 4.锅式蒸煮固碱生产过程的两个阶段：第一阶段液碱在预热锅内利用烟道气余热进行预热；第二阶段在熬碱锅内进行蒸发脱水、熔融和澄清。 5. 离子膜固碱的种类： 6.片碱机的结构 7.在大锅熬碱工艺中,加入硫磺的目的是将碱液中的六价锰还原成颗粒较大的且不溶于碱的四价锰。 8.在碱锅熬制固碱的过程中，澄清目的： 9.降膜浓缩器所用熔盐的组成： 10.碱液在升膜蒸发器内的六个区域： 11.原料液处理的原因及方法 12. 认识熔盐炉结构,
