CN102351218A - 一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于联合制碱法技术领域，尤其涉及一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺。将脱碳塔出塔液分离固体碳酸氢钠后的母液分为两部分A1和A2，A1吸氨后进入混合器；出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液吸热、吸氨后除去钙镁离子杂质，之后与A1混合；混合液冷却后进入脱碳塔脱除二氧化碳。采用本发明工艺，脱碳塔在不设置内置或外置冷却器即脱碳塔内的脱碳液从入塔到出塔不需采用冷却方式换热的情况下能够正常进行脱除二氧化碳的反应；脱碳塔能够长周期平稳运行，作业周期达60天以上；二氧化碳的吸收效果好，利用率可达到99.6%以上。

Description

一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺
技术领域
本发明属于联合制碱法技术领域，尤其涉及一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺。
背景技术
常规联合制碱法二氧化碳脱除使用分离氯化铵的母液吸氨后的氨母液作为脱碳液，脱碳液的温度为28～40℃，为保证脱碳塔能够正常进行脱除二氧化碳的反应，需要在脱碳塔内部或外部设置冷却器，脱碳塔内的脱碳液与内部或外部设置的冷却器换热被冷却，反应生成物碳酸氢钠受换热时较大的温差影响易在脱碳塔和冷却器表面加速析出、沉积，造成脱碳塔和冷却器结疤、堵塞，运行周期短，从而导致二氧化碳的脱除率低，且给长周期平稳运行带来隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺，以克服常规联合制碱法二氧化碳脱除工艺中脱碳塔结疤、堵塞、作业周期短，二氧化碳利用率低等弊端。
本发明采用如下技术方案：
一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺，将脱碳塔出塔液分离固体碳酸氢钠后的母液分为两部分A1和A2，A1吸氨后进入混合器；出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液B吸热、吸氨后除去钙镁离子杂质，之后与A1混合；混合液冷却后进入脱碳塔脱除二氧化碳。
混合器中吸氨后的A1与B的体积比为0.6～1.6:1。
混合液冷却至18～24℃。
A2吸氨后去氯化铵生产工序。
A2去氯化铵生产工序后与吸氨前的B换热。
 脱碳塔的出塔液分离出的固体碳酸氢钠进入碳酸钠生产工序。
本发明提供了一种联合制碱法中工业气体中二氧化碳的脱除工艺，具体如下：出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液（记作B）加热后（温度为26～32℃）进入吸氨器吸氨，吸氨后的母液（温度为36～44℃）进入澄清桶分离其中携带的钙镁离子杂质，分离杂质后进入混合器；分离脱碳塔出塔液中固体碳酸氢钠后的母液（温度34～44℃）分为两部分，第一部分（记作A1）进入吸氨器吸氨，吸氨后进入混合器；A1与B按体积比0.6～1.6：1混合，混合后的液体为脱碳液（温度为35～44℃），脱碳液与冷却装置换热被冷却，冷却后的脱碳液温度为18～24℃，进入脱碳塔脱除工业气体中的二氧化碳。没有参与混合的第二部分母液（记作A2）去吸氨器吸氨，吸氨后（温度为48～54℃）进入氯化铵生产工序。A2进入氯化铵生产工序后与出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液B(温度15～18℃)换热，其中进入氯化铵生产工序后的A2被冷却，母液B被加热（26～32℃）。脱碳塔的出塔液进入滤碱机分离固体碳酸氢钠，碳酸氢钠进入碳酸钠生产工序。
本工艺中脱除等量二氧化碳的脱碳液体积：常规联合制碱法脱除等量二氧化碳的脱碳液体积为1.6～2.6：1。
工艺中吸氨的量本领域技术人员可根据具体要脱除的二氧化碳的量进行调整。
本发明通过增大脱除等量二氧化碳的脱碳液的体积、降低脱碳液的温度，从而减少进入脱碳塔的脱碳液的显热，脱碳塔内的脱碳液从入塔到出塔的整个反应过程不需采用冷却方式换热，因此可避免因换热造成较大的温差而导致的反应生成物碳酸氢钠在脱碳塔和冷却器表面沉积，从而保证脱碳塔在不设置内置或外置冷却器的情况下能够正常进行脱除二氧化碳的反应。
采用本发明脱除二氧化碳的工艺，脱碳塔在不设置内置或外置冷却器的情况下能够正常进行脱除二氧化碳的反应。由于脱碳塔不结疤、堵塞，因此脱碳塔能够长周期平稳运行，作业周期达60天以上。二氧化碳的吸收效果好，利用率可达到99.6%以上，且后续可用于碳酸钠的生产。
附图说明
图1是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
一种联合制碱法中二氧化碳的脱除方法，流程如图1所示，出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液B换热后（温度26～32℃）进入吸氨器1吸氨，吸氨后的母液（温度36～44℃）进入澄清桶2分离其中携带的钙镁离子杂质，分离杂质后进入混合器3；滤碱机4分离脱碳塔7出塔液中固体碳酸氢钠后的母液（34～44℃）分为两部分，第一部分母液A1进入吸氨器5吸氨，吸氨后的母液进入混合器3；A1与B按体积比＝0.6～1.6混合，混合后的液体为脱碳液（温度35～44℃），脱碳液与冷却装置6换热被冷却，冷却后的脱碳液温度为：18～24℃，进入脱碳塔7，脱除工业气体中的二氧化碳。没有参与混合的第二部分母液A2，去吸氨器8吸氨，吸氨后的液体（温度48～54℃）进入氯化铵生产工序。进入氯化铵生产工序后与出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液B（温度15～18℃）换热，其中A2被冷却，母液B被加热（温度26～32℃）。脱碳塔7的出塔液进入滤碱机4分离固体碳酸氢钠，碳酸氢钠进入碳酸钠生产工序。母液循环使用。
实施例1
脱碳塔塔径4.6米，脱碳塔塔高42米，脱碳液由上部进入脱碳塔，出塔液由底部出脱碳塔，含二氧化碳含量为96%的工业气体由下部进入脱碳塔，脱除二氧化碳后的气体由顶部出脱碳塔，二氧化碳脱除率为99.68%。
吸氨后的A1：吸氨后的B（体积比）＝1：1混合而成脱碳液，温度为20.5℃，流量为：226 m3/h，组成见下表：
项目 游离氨 固定氨 总氨 总氯 二氧化碳
组分 FNH3 CNH3 TNH3 Tcl CO2
单位 Mol/l Mol/l Mol/l Mol/l Mol/l
数量 2.588 3.052 5.64 5.562 1.044
脱除等体积的二氧化碳，本实施例所用脱碳液：常规二氧化碳脱除工艺（以背景技术为例）脱碳液的体积比为2:1。
实施例2
脱碳塔塔径4.6米，脱碳塔塔高42米，脱碳液由上部进入脱碳塔，出塔液由底部出脱碳塔，含二氧化碳含量为85%的工业气体由下部进入脱碳塔，脱除二氧化碳后的气体由顶部出脱碳塔，二氧化碳脱除率为99.66%。
吸氨后的A1：吸氨后的B（体积比）＝0.6：1混合而成脱碳液，温度为18.5℃，流量为：180.8 m3/h，组成见下表：
项目 游离氨 固定氨 总氨 总氯 二氧化碳
组分 FNH3 CNH3 TNH3 Tcl CO2
单位 Mol/l Mol/l Mol/l Mol/l Mol/l
数量 2.782 2.676 5.458 5.602 1.078
脱除等体积的二氧化碳，本实施例所用脱碳液：常规二氧化碳脱除工艺（以背景技术为例）脱碳液的体积比为1.6:1。
实施例3
脱碳塔塔径4.6米，脱碳塔塔高42米，脱碳液由上部进入脱碳塔，出塔液由底部出脱碳塔，含二氧化碳含量为22.2%的工业气体由下部进入脱碳塔，脱除二氧化碳后的气体由顶部出脱碳塔，二氧化碳脱除率为99.70%。
吸氨后的A1：吸氨后的B（体积比）＝1.6：1混合而成脱碳液，温度为22.5℃，流量为：293.8 m3/h，组成见下表：
项目 游离氨 固定氨 总氨 总氯 二氧化碳
组分 FNH3 CNH3 TNH3 Tcl CO2
单位 Mol/l Mol/l Mol/l Mol/l Mol/l
数量 2.388 3.132 5.52 5.582 1.056
脱除等体积的二氧化碳，本实施例所用脱碳液：常规二氧化碳脱除工艺（以背景技术为例）脱碳液的体积比为2.6:1。

Claims (6)

1.一种联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺，其特征在于，将脱碳塔出塔液分离固体碳酸氢钠后的母液分为两部分A1和A2，A1吸氨后进入混合器；出氯化铵工序的分离氯化铵后的母液B吸热、吸氨后除去钙镁离子杂质，之后与A1混合；混合液冷却后进入脱碳塔脱除二氧化碳。
2.如权利要求1所述的联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺，其特征在于，混合器中吸氨后的A1与B的体积比为0.6～1.6:1。
3.如权利要求2所述的联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺，其特征在于，混合液冷却至18～24℃。
4.如权利要求3所述的联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺，其特征在于，A2吸氨后去氯化铵生产工序。
5.如权利要求4所述的联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺，其特征在于，A2去氯化铵生产工序后与吸氨前的B换热。
6.如权利要求3所述的联合制碱法中二氧化碳的脱除工艺，其特征在于，脱碳塔的出塔液分离出的固体碳酸氢钠进入碳酸钠生产工序。
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