纯碱会议资料

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1、纯碱会议资料1纯碱生产方式无水碳酸钠，俗名纯碱、苏打。它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、 纺织、制革等工业的重要原料，还常用作硬水的软化剂，也用于制造 钠的化合物。它的工业制法主要有氨碱法、联合制碱法以及天然碱加 工三种。1.1氨碱法（又称索尔维法）它是比利时工程师苏尔维（18381922）于1892年发明的纯碱 制法。它以食盐（氯化钠）、石灰石（经煅烧生成生石灰和二氧化碳）、 氨气为原料来制取纯碱。先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，再 通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原理是：NaCl（饱和）+NH3+H2O+CO2=NaHCO3 I+NH4C1将经过滤、洗涤得到

2、的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产 品。2NaHCO3 = N气叫+叱0 +叫f，放出的二氧化碳气体可回收循环 使用。含有氯化铵的滤液与石灰乳Ca（OH） 2混合加热，所放出的氨 气可回收循环使用。CaO + H2O = Ca（OH）2，2NH4C1+Ca（OH）2 = CaC12 + 2NH f+2HO。氨碱法的优点是：原料（食盐和石灰石）便宜；产品纯碱的纯度 高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合 于大规模生产。但氨碱法也有许多缺点：首先是两种原料的成份里都只利用了一 半食盐成份里的钠离子（Na +）和石灰石成份里的碳酸根离子（CO：-）结合成了碳酸钠，但是

3、食盐的另一成份氯离子（CL-）和石灰 石的另一成份钙离子（Ca2 +）却结合成了没有多大用途的氯化钙（CaC12），因此如何处理氯化钙成为一个很大的负担。氨碱法的最大 缺点还在于原料食盐的利用率只有72%74%，其余的食盐都随着 氯化钙溶液作为废液被抛弃了，这是一个很大的损失。1.2联合制碱法（又称侯氏制碱法）它是我国化学工程专家侯德榜是将氨碱法和合成氨法两种工艺 联合起来，同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨 和二氧化碳一一合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。其化学反应原 理是：C+H2O=CO+H2 , CO+H2O=CO2+H2。联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同

4、，将氨通入 饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、 洗涤得NaHCO微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵3和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶 沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低 温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解 度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细 粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过 滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液， 已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。联合制碱法与氨碱法比较，其最大的优点是使食盐的

5、利用率提高 到96%以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外它综 合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子。同时，生产出两种可贵的 产品一一纯碱和氯化铵。将氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要 原料来制取纯碱，这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石 灰窑；将碱厂的无用的成份氯离子（CL-）来代替价格较高的硫酸固 定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵。从而不再生成没有多大用处，又难 于处理的氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥 的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。当然，无论是氨碱法还是联碱法，由于都需要原料氨，对煤价有 一定的依赖性，煤价上涨，会一定程度上增加生产经营成本

6、。但对以 煤头生产合成氨来说，联碱法充分利用合成氨厂用水煤气制取氢气时 的CO2气体，减少了后续废气的处理工序。1.3氨碱法和联合制碱法比较通过下表可以清楚的比较氨碱法和联合制碱法的不同之处。基本原理氨碱法（索氏）联合制碱法（候氏）1食盐利用率低72% 原料利用率高达98%，母液循环使 充分利用原料74%，用，同时生产碳酸钠和氯化铵两产大量氯化钙作为废液排出品充分利用能量有石灰窑、蒸氨塔等耗能 设备，需燃料加热节省石灰窑、蒸氨塔等设备，提高 生产效率保护环境大量氯化钙作为废液排 出，产生污染原料低廉，成本降低，氨优点八、循环利用产品纯度高，造步骤简单制氯化钠未能充分利用，耗缺点八、能大，产生氯

7、化钙废弃物 等污染避免产生大量含氯化钙废液污染原料利用率高，充分利用能量，几 乎无污染，生产碳酸钠和氯化铵两 种产品，降低了生产成本生产成本受市场影响；食盐需经过 洗涤后的粉末状析出碳酸钠后母液中继续不回之处加入食盐，通入氨气，使不同之处氯化铵析出，得到碳酸钠和氯化铵两种产品联合制碱法将氯化铵作为一种化工 产品；对分离出碳酸氢钠和氯化铵 后含氯化钠的溶液循环使用2纯碱生产成本核算标准2.1术语和定义碱氨法以盐、石灰石为主要原料,以氨为中间辅助材料生产纯碱的工艺方法。碱氨法纯碱利用氨碱法生产工艺生产的纯碱，包括轻质碳酸钠和重质碳酸钠。联碱法以原盐、合成氨和二氧化碳等为原材料同时生产出纯碱和氯化铵

8、两种 产品的工艺过程。联碱法纯碱利用联碱法生产工艺生产的纯碱，包括轻质碳酸钠和重质碳酸钠。轻质碳酸钠碳酸氢钠（重碱）经过一次煅烧后的碳酸钠产品。重质碳酸钠轻质碳酸钠经过水合和二次煅烧后，或经过机械方法挤压后堆积密度 在0.85g/cm3以上的碳酸钠产品。氨碱法和联碱法纯碱产品综合能耗氨碱法纯碱产品生产全部过程中的能源消耗总量，包括生产系 统、辅助生产系统和附属生产系统的各种能源消耗量和损失量之和， 不包括基建、技改等项目建设消耗的、生产界区内回收利用的和向外 输出的能源量。联碱法纯碱产品生产系统能源系统消耗量，包括联碱生产界区实 际消耗的一次能源量和二次能源量。耗能工质（水，压缩空气等）无 论

9、外购或自产自用均不应统计在能源消耗量中，其生产工质所消耗的 能源应统计在能源消耗量中。氨碱法纯碱生产界区从原盐、电力、石灰石、焦炭（或煤炭）、蒸汽等原材料和能源经 计量进入工序开始，到纯碱成品计量入库为止的全部氨碱法纯碱生产 系统。由生产系统工艺装置、辅助生产系统和附属生产系统设施三部 分组成。联碱法纯碱生产界区从原盐，电力、蒸汽、氨、水、二氧化碳等原材料和能源经计量 进入工序开始，到纯碱成品计量入库为止的全部联碱法纯碱生产系 统。由生产系统工艺装置、辅助生产系统和附属生产系统设施三部分 组成。氨碱法生产系统工艺装置从原盐、石灰石、焦炭（或煤炭）、蒸汽等原材料和能源的投入起， 至氨碱法纯碱产品

10、包装入库止的有关工序组成的完整工艺过程和所 包括的个部装备。有关工序包括化盐、盐水精制、石灰石煅烧、蒸氨、吸氨、压缩、碳化、过滤、轻质纯碱煅烧、重质纯碱生产、 包装等程序。联碱法生产系统工艺装置从原盐，电力、蒸汽、氨、水、二氧化碳等原材料和能源的投入 起，至联碱法纯碱产品包装入库止的有关工序组成的完整工艺过程和 所包括的个部装备。有关工序包括化盐、盐水精制、变换气制气、蒸 氨、吸氨、压缩、碳化、过滤、轻质纯碱煅烧、重质纯碱生产、包装 等程序。辅助生产系统为生产系统工艺装置配置的工艺过程、设施和设各，包括动力、 供电、机修、供水、供气、采暖、仪表和厂内原料场地以及安全、环 保装置。附属生产系统为

11、生产系统专门配置的生产指挥系统（厂部）和厂区内为生产服 务的部门和单位，包括办公室、操作室、休息室、更衣室、澡堂、中 控分析、成品检验、设备和装置的管理及维修、材料及配件的加工、 食堂等设施。纯碱产品能源消耗总量正式投产的纯碱产品生产装置在生产全过程中的能源消耗总量， 包括事故损耗、设备维修、开停车和年度大修过程的能源消耗；但不 包括基建、技改等项目建设过程的消耗以及生产界区内向外输出的能 源量。也不包括氯化钙、小苏打、合成氨和热电生产过程所消耗的能 源量。纯碱单位产品综合能耗纯碱单位产品综合能耗，包括每单位产品直接消耗的能源量，以及分摊到该产品的辅助生产系统、附属生产系统的能耗量和体系内的

12、能耗损失量。2.2纯碱单位产品综合能耗限额要求现有纯碱生产装置能耗限额：现有纯碱生产装置单位产品能耗限额值，应符合表1要求。表1现有纯碱生产装置产品单位能耗限额生产工艺和规模范围综合能耗限额（kgce/t碱）轻质纯碱重质纯碱氨碱生产装置M420M480联碱生产装置M265M325天然碱生产装置M620M650现有纯碱生产装置单位产品能耗目标值：现有纯碱生产装置单位产品能耗目标值，应符合表2要求。表2现有纯碱生产装置产品单位能耗目标值生产工艺和规模范围综合能耗限额（kgce/t碱）轻质纯碱重质纯碱氨碱生产装置M390M450联碱生产装置M255M315天然碱生产装置M580M610新建纯碱生产装

13、置能耗准入值：新建纯碱生产装置单位产品能耗准入值，应符合表3要求。表3新建纯碱生产装置产品单位能耗准入值生产工艺和规模范围综合能耗限额（kgce/t碱）轻质纯碱重质纯碱氨碱生产装置M370M420联碱生产装置M245M295天然碱生产装置M550M5803纯碱生产消耗统计方法3.1能源消耗量统计原则Q纯碱能源消耗量，包括原料加工到纯碱产品进库整个生产系统的 消耗以及辅助和附属生产系统的消耗。Q生产过程中回收的物料和能源都不扣除，其用于本系统时不另计算消耗；向外系统输出时，应计入输出能源从综合能耗中扣除（如蒸 汽、热水等）。Q纯碱生产中必须的安全、环保措施所消耗的能源，应计入消耗。 如：污水处理

14、等的消耗。Q多用户共享的原料气、公用工程（蒸汽、耗能工质等）应合理分 摊各项消耗。Q纯碱原材料消耗量以实物量统计，能源消耗量无论是一次能源还 是二次能源，各种能源的热值应折合为统一的计量单位千克标准煤。 各种能源的热值以企业在报告期内实测的热值为准。没有实测条件 的，采用附录A中各种能源折标准煤参考系数。量，Q耗能工质（如水、氧气、氮气、压缩空气等）不论是外购的还是 自产的均不应统计在能源消耗量中。但是，在生产中使用这些耗能工 质所消耗的能量，应统计在能源消耗量中。Q能源消耗量的统计、核算应包括各个生产环节，既不应重复，也 不应漏计。3.2纯碱产量计算经厂级质量部门检验（包括复检）所有指标全部

15、符合国家质量标准的 产品。若自用纯碱产品质量达到国家标准，可计入产量。产品产量以 实物量计。3.3纯碱单位产品综合能耗计算综合能耗的计算应符合GB2589综合能耗计算通则中的规定。纯碱单位产品综合能耗系指报告期内纯碱生产过程中每吨纯碱产品 所消耗的全部能源量与输出的全部能源的差值。3.3.1轻质纯碱单位产品综合能耗计算公式是指在生产界区内，以轻质纯碱单位产量所表示的综合能耗量（联碱 包括相对应的湿氯化铵的综合能耗量）。(1)气勺e = Xq m + x m式中：eq轻质纯碱单位产品综合能耗，kgce/t；ei生产界区内消耗的某种能源的数量，包括摊入的辅助、附属系统能源消耗量和能源损失量，kgc

16、e；m生产界区内能源种数；ej外供蒸汽和热水与基准温度（298K）下水的焓差，kgce；n生产界区外供能源种数；mq轻质纯碱合格品产量，t；X 重质纯碱耗轻质纯碱系数；mz重质纯碱合格品产量，t。注：1.焦炭或无烟煤、蒸汽等折算标准煤按实物量计算，其它能源 折算标准煤参照附录A。2. 外供蒸汽和热水是指外供至纯碱生产工序以外，并被有效利用的 部分。3. 采用浓气制碱的联碱企业，合成氨脱碳工序的能耗计入合成氨的 能耗，不计入联碱能耗。往联碱输送二氧化碳的低压机的能耗计入联 碱能耗。4. 采用变换气制碱的联碱企业，压缩机的能耗计入合成氨的能耗， 不计入联碱能耗。设在联碱碳化塔前或塔后的升压机的能耗

17、计入联碱 能耗。3.3.2重质纯碱单位产品综合能耗计算公式e = Xz式中：ez重质纯碱单位产品综合能耗，kgce/t；X 重质纯碱耗轻质纯碱系数；eq轻质纯碱单位产品综合能耗，kgce/t； ez重质纯碱工序单位产品综合能耗，kgce/t。(2)是指在生产界区内，以重质纯碱单位产量所表示的综合能耗量。e +Ae q z（资料性附录）各种能源折标准煤参考系数能源名称平均低位发热量折标准煤系数原煤20908(5000 kcal) kJ/kg0.7143 kgce/kg洗精煤26344(6300 kcal) kJ/kg0.9000 kgce/kg其他洗 煤a.洗中 煤8363(2000 kcal)

18、 kJ/kg0.2857 kgce/kgb.煤泥836312545(20003000 kcal) kJ/kg0.2857 0.4286 kgce/kg焦炭、石油焦28435(6800 kcal) kJ/kg0.9714 kgce/kg原油、燃料油41816 (10000 kcal) kJ/kg1.4286 kgce/kg汽油43070 (10300 kcal) kJ/kg1.4714 kgce/kg煤油43070 (10300 kcal) kJ/kg1.4714 kgce/kg柴油42652 (10200 kcal) kJ/kg1.4571 kgce/kg热力（当量）0.03412 kgce/MJ (0.14286 kgce/103kcal)电力（当量）3601(860 kcal) kJ/kWh0.1229 kgce/kWh蒸汽（低压）3763.44 (9x 105kcal) MJ /t0.1286 tce/t