CN111634928B - 一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法及所得的小苏打 - Google Patents

一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法及所得的小苏打 Download PDF

Info

Publication number
CN111634928B
CN111634928B CN202010408215.2A CN202010408215A CN111634928B CN 111634928 B CN111634928 B CN 111634928B CN 202010408215 A CN202010408215 A CN 202010408215A CN 111634928 B CN111634928 B CN 111634928B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carbonization
baking soda
carbonization tower
tower
carbon dioxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010408215.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111634928A (zh
Inventor
李佳佳
张元德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Haitian Biochemical Co ltd
Original Assignee
Shandong Haitian Biochemical Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Haitian Biochemical Co ltd filed Critical Shandong Haitian Biochemical Co ltd
Priority to CN202010408215.2A priority Critical patent/CN111634928B/zh
Publication of CN111634928A publication Critical patent/CN111634928A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111634928B publication Critical patent/CN111634928B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D7/00—Carbonates of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D7/38—Preparation in the form of granules, pieces or other shaped products
    • C01D7/40—Influencing the crystallisation process
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D7/00—Carbonates of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D7/10—Preparation of bicarbonates from carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/141—Feedstock

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

本发明提出了一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法及所得的小苏打。本发明包括以下步骤：1)取纯碱溶液，净化；2)溶液进入预碳化塔的上部，与二氧化碳气体发生预碳化反应；3)自预碳化塔的底部放出预碳化后的溶液，降温；4)分多股进入碳化塔的中部和上部，二氧化碳分多股进入碳化塔的中部和下部，碳化反应，生成小苏打晶浆；5)自碳化塔的顶部排出的二氧化碳尾气，压缩，进入预碳化塔的下部；6)小苏打晶浆自碳化塔的底部出料，分离，干燥，得小苏打。本发明经过预碳化、降温和碳化并在碳化塔中采用多股进料和多股进气的方式得到了大颗粒小苏打，并提高了小苏打的产量；预碳化塔吸收碳化塔的尾气，提高了二氧化碳的利用率，经济效益好。

Description

一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法及所得的小苏打
技术领域
本发明涉及小苏打生产方法的技术领域，特别是指一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法及所得的小苏打。
背景技术
碳酸氢钠，俗称小苏打，是一种重要的基础化工原料和食品添加剂，广泛应用于玻璃、饲料和医药等几乎所有行业部门。据不完全统计，全国的小苏打年产量已达到250万吨。工业碳酸氢钠的制备方法主要有复分解法、合成法和天然碱法，这些制备方法中，由于合成法主要消耗纯碱，并且，产品质量稳定可靠，是国内大量采用的小苏打生产技术。合成生产小苏打的过程主要包括碳酸钠溶液的制备、碳酸化及后续的过滤干燥工序。
目前，国内外的专利和文献对小苏打的生产方法和结晶动力学进行了详细的研究。中国专利CN104402023A公开了一种提高碳化法小苏打产品粒度的生产方法，将碳化反应得到的晶浆一部分进入稠厚器，另一部分晶浆返回碳化塔，由此制备出大颗粒小苏打产品；但是，这种方法由于将碳化后的晶浆再返回碳化塔，降低了碳化塔的生产效率，影响经济效益。中国专利CN107739038A公开了一种大颗粒(粒状)小苏打半间歇结晶方法，以碳酸氢钠和碳酸钠水溶液为原料，通过添加晶种的方法，利用气液反应来控制过饱和度的大小，以获得大颗粒小苏打；但是，这种小苏打的制备过程中，反应时间较长，并且，过饱和度不易控制。中国专利CN108996526A公开了一种大颗粒重质小苏打的制备方法，通过加入0-500ppm的添加剂以及向碳化反应后的混合料中加入碳酸钠和/或碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，可制得250-300μm的重质大颗粒小苏打；这种方法是通过碳酸钠与碳酸氢钠的同离子效应促进结晶以提高产量的，在结晶过程中会引入碳酸钠，影响了产品的质量。Breton等开发了一种在天然碱中加入磷酸盐、羧酸盐和羧酸以分离碳酸钠和碳酸氢钠的方法，通过改变添加剂的种类和浓度可以调节产品的粒径，这种方法以天然碱为原料，产品中碳酸氢钠的质量百分数只能达到65％左右，产品纯度低。
发明内容
本发明的目的是提供一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法及所得的小苏打，旨在解决现有技术中大颗粒小苏打的制备方法存在操作过程不易控制、反应时间长以及所得产品质量差的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：
在一个方面，本发明的一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法，包括以下步骤：1)取纯碱溶液，净化，备用；2)步骤1)所得的纯碱溶液自预碳化塔的上部进入预碳化塔，与二氧化碳气体发生预碳化反应，二氧化碳气体的流速为0.5-2m3/h，溶液的流速为0.1-0.5m3/h，反应温度为10-80℃，得预碳化后的溶液；3)自预碳化塔的底部放出预碳化后的溶液，进入带盘管冷却的储罐内，降温，使其温度为10-80℃；4)步骤3)所得的降温后的溶液分多股自碳化塔的中部和上部的不同位置进入碳化塔，二氧化碳分多股自碳化塔的中部和下部进入碳化塔，碳化反应，二氧化碳气体的流速为1-5m3/h，降温后的溶液的流速为0.1-0.5m3/h，反应温度为10-100℃，生成小苏打晶浆；5)自碳化塔的顶部排出的二氧化碳尾气，压缩，自预碳化塔的下部进入预碳化塔，使二氧化碳尾气在预碳化塔中与原料碳酸钠发生预碳化反应；6)步骤4)所得的小苏打晶浆自碳化塔的底部出料，分离，干燥，得小苏打。
本发明的原料液经过了预碳化和碳化两个碳化过程，碳化均匀充分，在预碳化和碳化过程之间还采用了降温处理，有效控制了反应的过饱和度，采用带有盘管冷却的储罐降温，不需要碳化晶浆返回或外加结晶器，操作简单，对设备无特殊要求，投资少；碳化塔采用多股进料和多股进气的方式，精确控制了碳化反应的温度，制备出颗粒均匀的小苏打颗粒，这种小苏打颗粒的粒径大；还可以降低小苏打的出料温度，提高了小苏打的产量；预碳化塔吸收碳化塔的尾气，提高了二氧化碳的利用率，经济效益好。
作为一种优选的实施方案，所述步骤3)中，降温后的溶液温度为40-60℃。本发明在预碳化之后，首先对预碳化后的产物进行降温，然后再将预碳化后的产物进行碳化，降温后的预碳化产物可以更好地分股与二氧化碳气体进行碳化反应，反应温度易于控制，有效控制了小苏打的粒径大小，使小苏打颗粒均匀。本发明中降温后的温度为10-80℃，如20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃等，优选为40-60℃；在进入碳化塔前降温，可以生成部分晶种，有利于制备大颗粒小苏打；还可以避免在碳化塔中降温，减少碳化塔结疤，延长制碱周期。
作为一种优选的实施方案，所述步骤4)中，降温后的溶液分2-5股进入碳化塔，二氧化碳分2-5股进入碳化塔。本发明的碳化塔中，降温后的纯碱溶液以及二氧化碳气体均是多股进入碳化塔的内部的，这种多股进料和多股进气相结合的方式，使纯碱溶液与二氧化碳气体充分接触，有效控制了碳化反应的温度，操作过程控制容易，小苏打颗粒均匀。
作为一种优选的实施方案，所述步骤4)中，降温后的纯碱溶液分3-4股进入碳化塔，二氧化碳分2-3股进入碳化塔。本发明降温后的纯碱溶液分多股进料，并送入碳化塔的中上部的不同部位；二氧化碳气体分多股进气，并进入碳化塔中下部的不同部位，液体和气体多股交叉进料，使其混合均匀，反应更容易控制。
作为一种优选的实施方案，所述步骤4)中，碳化反应的反应温度为40-80℃。本发明中碳化反应的温度在10-100℃范围内可调，如20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃等，碳化反应的温度优选为40-80℃，碳化反应温度的控制可以有效控制小苏打的形成，控制小苏打的粒径，使其颗粒均匀。
作为一种优选的实施方案，所述步骤5)中，压缩后的二氧化碳尾气的压力为1-3bar。本发明中从碳化塔的顶部排出的二氧化碳尾气经过压缩之后再次进入预碳化塔重新利用，大大提高了二氧化碳的利用率，节约了能源消耗，提高了经济效益，保护了环境。
作为一种优选的实施方案，所述步骤1)中，纯碱溶液还包括碳酸氢钠，碳酸钠的质量浓度为100-300g/L，碳酸氢钠的质量浓度为10-100g/L。本发明以纯碱溶液即碳酸钠溶液为原料，经过一系列反应之后得到过滤母液，过滤母液中含有碳酸钠和碳酸氢钠，过滤母液可以循环利用；过滤母液返回碳酸钠原料中，配制成新的反应原料时，原料就成了含有碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液。
作为一种优选的实施方案，所述步骤1)中，在纯碱溶液中加入添加剂，所述添加剂的添加量为10-100ppm，所述添加剂为聚苯乙烯磺酸钠、氯化钙、六偏磷酸钠、外消酒石酸、硫酸钙、柠檬酸钙。本发明中通过添加剂的使用可以增大小苏打产品颗粒，使碳化塔不易结疤，延长制碱周期，增加经济效益。本发明的纯碱溶液经过净化处理除去溶液中的不溶性杂质，避免最终产品中含有这些杂质，以提高产品的质量。
作为一种优选的实施方案，所述预碳化塔为填料塔。本发明在填料塔中进行预碳化反应，填料塔结构简单，压降小，只需要将碳化尾气压缩至较低压力即可，节省运行成本。
在另一个方面，本发明的一种小苏打，所述小苏打是根据上面任意一项所述的二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法制备而成的，所述小苏打的粒径大小为200-330μm。
本发明的方法所得的小苏打是一种大颗粒小苏打，粒径大小为197-330μm，控制反应条件，小苏打颗粒的粒径大小可以优化为200-330μm，进一步优化为310-330μm；本发明在得到大颗粒小苏打的同时，还提高了小苏打的收率，小苏打的收率达58-80％，所得小苏打产量高，小苏打的产量在52Kg/h以上，这是一种工业化生产小苏打的方法；本发明中二氧化碳的利用率为73.5-84.8％，大大提高了二氧化碳的利用率。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的原料液经过了预碳化和碳化两个碳化过程，碳化均匀充分，在预碳化和碳化过程之间还采用了降温处理，有效控制了反应的过饱和度，采用带有盘管冷却的储罐降温，不需要碳化晶浆返回或外加结晶器，操作简单，对设备无特殊要求，投资少，产业化容易；碳化塔采用多股进料和多股进气的方式，精确控制了碳化反应的温度和过饱和度，制备出颗粒均匀的小苏打颗粒，这种小苏打颗粒的粒径大，粒径大小为197-330μm；还可以降低小苏打的出料温度，提高了小苏打的产量，小苏打的收率达58-85％；由于添加剂和对碳化反应的控制，制备的小苏打颗粒粗大均匀，减少了碳化塔的结疤，延长了制碱周期，制碱周期可达45-51h；预碳化塔吸收碳化塔的尾气，提高了二氧化碳的利用率，二氧化碳的利用率为73.5-84.8％，经济效益好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一的流程框图；
图2为本发明实施例二的工艺流程图；
图3为本发明实施例三所得小苏打的扫描电子显微镜图；
图4为本发明实施例五所得小苏打的扫描电子显微镜图；
图5为本发明对比例一所得小苏打的扫描电子显微镜图；
图中：1-碱液储罐；2-预碳化塔；3-冷却储罐；4-碳化塔；5-降温塔；6-稠厚器；7-回液罐。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法，包括以下步骤：
1)取纯碱溶液，净化，备用；
2)步骤1)所得的纯碱溶液自预碳化塔的上部进入预碳化塔，与二氧化碳气体发生预碳化反应，二氧化碳气体的流速为0.5-2m3/h，溶液的流速为0.1-0.5m3/h，反应温度为10-80℃，得预碳化后的溶液；
3)自预碳化塔的底部放出预碳化后的溶液，进入带盘管冷却的储罐内，降温，使其温度为10-80℃；
4)步骤3)所得的降温后的溶液分多股从碳化塔的中部和上部的不同位置进入碳化塔，二氧化碳分多股自碳化塔的中部和下部进入碳化塔，碳化反应，二氧化碳气体的流速为1-5m3/h，降温后的溶液的流速为0.1-0.5m3/h，反应温度为10-100℃，生成小苏打晶浆；
5)从碳化塔的顶部排出的二氧化碳尾气，压缩，从预碳化塔的下部进入预碳化塔，使二氧化碳尾气在预碳化塔中与原料碳酸钠发生预碳化反应；
6)步骤4)所得的小苏打晶浆自碳化塔的底部出料，分离，干燥，得小苏打。
优选地，所述步骤3)中，降温后的溶液温度为40-60℃。
优选地，所述步骤4)中，降温后的溶液分2-5股进入碳化塔，二氧化碳分2-5股进入碳化塔。
进一步地，所述步骤4)中，降温后的溶液分3-4股进入碳化塔，二氧化碳分2-3股进入碳化塔。
优选地，所述步骤4)中，碳化反应的反应温度为40-80℃。
优选地，所述步骤5)中，压缩后的二氧化碳尾气的压力为1-3bar。
优选地，所述步骤1)中，纯碱溶液还包括碳酸氢钠，碳酸钠的质量浓度为100-300g/L，碳酸氢钠的质量浓度为10-100g/L。
优选地，所述步骤1)中，在纯碱溶液中加入添加剂，所述添加剂的添加量为10-100ppm，所述添加剂为聚苯乙烯磺酸钠、氯化钙、六偏磷酸钠、外消酒石酸、硫酸钙、柠檬酸钙。
优选地，所述预碳化塔为填料塔。
本发明的一种小苏打，所述小苏打是根据上面任意一项所述的二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法制备而成的，所述小苏打的粒径大小为200-330μm。
实施例一
参阅附图1，本发明的一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法，包括以下步骤：
1)取碳酸钠和碳酸氢钠，混合，添加水，制成碳酸钠的浓度为172g/L以及碳酸氢钠的浓度为84g/L的碱液，净化，备用；
2)采用流量泵以0.25m3/h的流量将步骤1)所得的碱液输送至预碳化塔的上部，使碱液自预碳化塔的上部进入预碳化塔，二氧化碳气体自预碳化塔的底部以1m3/h流速进入预碳化塔，碱液与二氧化碳气体发生预碳化反应，反应温度为10℃，得预碳化后的碱液；
3)自预碳化塔的底部放出预碳化后的碱液，进入带盘管冷却的储罐内，降温，使其温度为60℃；
4)步骤3)所得的降温后的碱液分3股从碳化塔的中部和上部的不同位置进入碳化塔，二氧化碳分2股自碳化塔的中部和下部进入碳化塔，碳化反应，二氧化碳气体的流速为3.3m3/h，降温后的碱液的流速为0.25m3/h，反应温度为80℃，生成小苏打晶浆；
5)从碳化塔的顶部排出的二氧化碳尾气，压缩，从预碳化塔的下部进入预碳化塔，使二氧化碳尾气在预碳化塔中与原料碳酸钠发生预碳化反应；
6)步骤4)所得的小苏打晶浆自碳化塔的底部出料，分离，干燥，得小苏打。
实施例二
本发明的一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法是按照附图2所示的工艺流程进行的，首先，碳酸钠和碳酸氢钠混合后的碱液储存在碱液储罐1中，同时，回液罐7的母液也循环至碱液储罐1，三者共同形成碱液，碱液经过净化之后，由预碳化塔2上部进入预碳化塔2，并与二氧化碳气体进行预碳化反应，二氧化碳在预碳化塔2中与原料碳酸钠吸收反应；反应后的碱液，自预碳化塔2的底部流入带盘管冷却的冷却储罐3内，并降至合适的温度；冷却后的碱液可返回预碳化塔2，多次进行预碳化操作；也可以使冷却后的碱液分多股进料自碳化塔的中部和上部进入碳化塔中，二氧化碳气体分多股自碳化塔4的中部和下部的不同部位进入碳化塔4，进行碳化反应，生成小苏打晶浆；碳化塔4顶部排出的二氧化碳尾气经过压缩通入预碳化塔2的下部；小苏打晶浆自碳化塔4的底部进入降温塔5，经过降温塔5降温后的固液混合物进入稠厚器6增稠，稠厚器6中的上清液进入回液罐7，稠厚器6中的固体进入固液分离器，固体经过洗涤和干燥之后，得小苏打产品。
这种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法，包括以下步骤：
1)取碳酸钠和碳酸氢钠，混合，添加水，制成碳酸钠的浓度为180g/L以及碳酸氢钠的浓度为60g/L的碱液，净化，备用；
2)采用流量泵以0.3m3/h的流量将步骤1)所得的碱液输送至预碳化塔的上部，使碱液自预碳化塔的上部进入预碳化塔，二氧化碳气体自预碳化塔的底部以1m3/h流速进入预碳化塔，碱液与二氧化碳气体发生预碳化反应，反应温度为70℃，得预碳化后的碱液；
3)自预碳化塔的底部放出预碳化后的碱液，进入带盘管冷却的储罐内，降温，使其温度为10℃；
4)步骤3)所得的降温后的碱液分2股从碳化塔的中部和上部的不同位置进入碳化塔，二氧化碳分2股自碳化塔的中部和下部进入碳化塔，碳化反应，二氧化碳气体的流速为3.5m3/h，降温后的碱液的流速为0.3m3/h，反应温度为10℃，生成小苏打晶浆；
5)从碳化塔的顶部排出的二氧化碳尾气，压缩，从预碳化塔的下部进入预碳化塔，使二氧化碳尾气在预碳化塔中与原料碳酸钠发生预碳化反应；
6)步骤4)所得的小苏打晶浆自碳化塔的底部出料，分离，干燥，得小苏打。
实施例三
本发明的一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法，包括以下步骤：
1)取碳酸钠，添加水，制成碳酸钠的浓度为150g/L的纯碱溶液，加入10ppm的聚苯乙烯磺酸钠，净化，备用；
2)采用流量泵以0.26m3/h的流量将步骤1)所得的溶液输送至预碳化塔的上部，使溶液自预碳化塔的上部进入预碳化塔，二氧化碳气体自预碳化塔的底部以1.5m3/h流速进入预碳化塔，溶液与二氧化碳气体发生预碳化反应，反应温度为60℃，得预碳化后的溶液；
3)自预碳化塔的底部放出预碳化后的溶液，进入带盘管冷却的储罐内，降温，使其温度为45℃，将降温后的溶液再次泵送至预碳化塔的顶部，循环3次，预碳化至生成少量晶种；
4)步骤3)所得的带有晶种的降温后的溶液分4股从碳化塔的中部和上部的不同位置进入碳化塔，二氧化碳分2股自碳化塔的中部和下部进入碳化塔，碳化反应，二氧化碳气体的流速为3.6m3/h，降温后的溶液的流速为0.26m3/h，反应温度为60℃，生成小苏打晶浆；
5)从碳化塔的顶部排出的二氧化碳尾气，压缩，从预碳化塔的下部进入预碳化塔，使二氧化碳尾气在预碳化塔中与原料碳酸钠发生预碳化反应；
6)步骤4)所得的小苏打晶浆自碳化塔的底部出料，分离，干燥，得小苏打。
实施例四
本发明的一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法，包括以下步骤：
1)取碳酸钠和碳酸氢钠，混合，添加水，制成碳酸钠的浓度为100g/L以及碳酸氢钠的浓度为10g/L的碱液，净化，备用；
2)采用流量泵以0.1m3/h的流量将步骤1)所得的碱液输送至预碳化塔的上部，使碱液自预碳化塔的上部进入预碳化塔，二氧化碳气体自预碳化塔的底部以0.5m3/h流速进入预碳化塔，碱液与二氧化碳气体发生预碳化反应，反应温度为80℃，得预碳化后的碱液；
3)自预碳化塔的底部放出预碳化后的碱液，进入带盘管冷却的储罐内，降温，使其温度为80℃，将降温后的碱液再次泵送至预碳化塔的顶部，循环5次，预碳化至生成部分晶种；
4)步骤3)所得的带有晶种的降温后的碱液分4股从碳化塔的中部和上部的不同位置进入碳化塔，二氧化碳分2股自碳化塔的中部和下部进入碳化塔，碳化反应，二氧化碳气体的流速为1m3/h，降温后的碱液的流速为0.1m3/h，反应温度为80℃，生成小苏打晶浆；
5)从碳化塔的顶部排出的二氧化碳尾气，压缩，从预碳化塔的下部进入预碳化塔，使二氧化碳尾气在预碳化塔中与原料碳酸钠发生预碳化反应；
6)步骤4)所得的小苏打晶浆自碳化塔的底部出料，分离，干燥，得小苏打。
实施例五
本发明的一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法，包括以下步骤：
1)取碳酸钠和碳酸氢钠，混合，添加水，制成碳酸钠的浓度为300g/L以及碳酸氢钠的浓度为100g/L的碱液，加入100ppm的氯化钙，净化，备用；
2)采用流量泵以0.5m3/h的流量将步骤1)所得的碱液输送至预碳化塔的上部，使碱液自预碳化塔的上部进入预碳化塔，二氧化碳气体自预碳化塔的底部以2m3/h流速进入预碳化塔，碱液与二氧化碳气体发生预碳化反应，反应温度为60℃，得预碳化后的碱液；
3)自预碳化塔的底部放出预碳化后的碱液，进入带盘管冷却的储罐内，降温，使其温度为30℃，将降温后的碱液再次泵送至预碳化塔的顶部，循环5次，预碳化至生成部分晶种；
4)步骤3)所得的带有晶种的降温后的碱液分5股从碳化塔的中部和上部的不同位置进入碳化塔，二氧化碳分5股自碳化塔的中部和下部进入碳化塔，碳化反应，二氧化碳气体的流速为5m3/h，降温后的碱液的流速为0.5m3/h，反应温度为100℃，生成小苏打晶浆；
5)从碳化塔的顶部排出的二氧化碳尾气，压缩，从预碳化塔的下部进入预碳化塔，使二氧化碳尾气在预碳化塔中与原料碳酸钠发生预碳化反应；
6)步骤4)所得的小苏打晶浆自碳化塔的底部出料，分离，干燥，得小苏打。
对比例一
一种大颗粒小苏打的制备方法，包括以下步骤：
1)取碳酸钠和碳酸氢钠，混合，添加水，制成碳酸钠的浓度为172g/L以及碳酸氢钠的浓度为84g/L的碱液，净化，备用；
2)采用流量泵以0.25m3/h的流量将步骤1)所得的碱液输送至分3股从碳化塔的中部和上部的不同位置进入碳化塔，二氧化碳分2股自碳化塔的中部和下部进入碳化塔，碳化反应，二氧化碳气体的流速为3.3m3/h，反应温度为70℃，生成小苏打晶浆；
3)步骤2)所得的小苏打晶浆自碳化塔的底部出料，分离，干燥，得小苏打。
对比例二
一种大颗粒小苏打的制备方法，包括以下步骤：
1)取碳酸钠和碳酸氢钠，混合，添加水，制成碳酸钠的浓度为172g/L以及碳酸氢钠的浓度为84g/L的碱液，净化，备用；
2)采用流量泵以0.25m3/h的流量将步骤1)所得的碱液输送至碳化塔，碱液由1股自碳化塔的顶部送入碳化塔，1股二氧化碳自碳化塔的中部进入碳化塔，碳化反应，二氧化碳气体的流速为3.3m3/h，反应温度为60℃，生成小苏打晶浆；
3)步骤2)所得的小苏打晶浆自碳化塔的底部出料，分离，干燥，得小苏打。
对比例三
一种大颗粒小苏打的制备方法，包括以下步骤：
1)取碳酸钠和碳酸氢钠，混合，添加水，制成碳酸钠的浓度为172g/L以及碳酸氢钠的浓度为84g/L的碱液，净化，备用；
2)采用流量泵以0.25m3/h的流量将步骤1)所得的碱液输送至预碳化塔的上部，使碱液自预碳化塔的上部进入预碳化塔，二氧化碳气体自预碳化塔的底部以1m3/h流速进入预碳化塔，碱液与二氧化碳气体发生预碳化反应，反应温度为60℃，得预碳化后的碱液；
4)步骤3)所得的碱液从碳化塔的上部进入碳化塔，二氧化碳自碳化塔的下部进入碳化塔，碳化反应，二氧化碳气体的流速为3.5m3/h，降温后的碱液的流速为0.25m3/h，反应温度为60℃，生成小苏打晶浆；
5)步骤4)所得的小苏打晶浆自碳化塔的底部出料，分离，干燥，得小苏打。
对比例四
采用现有的大颗粒小苏打生产方法制备小苏打。
将本发明实施例一至实施例五所得的小苏打颗粒以及对比例一至对比例四所得对照样分别进行测定其粒径大小，记录D50的数值；并计算小苏打产量、收率以及二氧化碳利用率和制碱周期，实验结果列入表1。
表1不同小苏打性能测定结果
样品名称 粒度D50(μm) 产量(Kg/h) 收率(％) <![CDATA[CO<sub>2</sub>利用率(％)]]> 制碱周期(h)
实施例一 232.6 59.1 79.7 84.8 46
实施例二 179.7 63.4 74.0 73.5 45
实施例三 320.2 52.2 77.8 82.3 51
实施例四 248.4 52.4 58.5 79.2 46
实施例五 182.6 61.6 70.2 82.2 49
对比例一 153.3 35.7 48.1 65.1 42
对比例二 92.8 43.0 56.2 64.8 35
对比例三 126.0 42.8 57.7 71.5 38
对比例四 89.1 30.9 41.7 62.7 36
由表1可以看出，本发明的方法所得的小苏打的粒径大小为179.7-320.2μm，然而，对比例一所得的小苏打的粒径大小为153.3μm，对比例二所得的小苏打的粒径大小为92.8μm，对比例三所得的小苏打的粒径大小为126.0μm，对比例四所得的小苏打的粒径大小为89.1μm；因此，本发明的方法所得小苏打的粒径大。由附图3和附图4可以看出，本发明的方法所得小苏打的颗粒均匀，呈柱状或块状形状；由附图5可以看出，对比例一所得小苏打的颗粒较小，呈颗粒形状。因此，本发明的方法在小苏打的制备过程中所得产品粒径较大，颗粒均匀，不易破碎，有利于后续的过滤分离。
由表1可以看出，本发明的方法所得小苏打的产量为52.2-63.4Kg/h，这是一种中试放大生产过程；然而，对比例一所得小苏打的产量为35.7Kg/h，对比例二所得小苏打的产量为43.0Kg/h，对比例三所得小苏打的产量为42.8Kg/h，对比例四所得小苏打的产量为30.9Kg/h；因此，本发明的方法所得小苏打的产量高。其次，本发明的方法所得小苏打的产率为58.5-79.7％，然而，对比例一所得小苏打的产率仅为48.1％，对比例二所得小苏打的产率为56.2％，对比例三所得小苏打的产率为57.7％，对比例四所得小苏打的产率为41.7％；因此，本发明的方法所得小苏打的产率高。另外，本发明的方法在小苏打的制备过程中二氧化碳气体的利用率为73.5-84.8％，然而，对比例一在小苏打的制备过程中二氧化碳气体的利用率为65.1％，对比例二在小苏打的制备过程中二氧化碳气体的利用率为64.8％，对比例三在小苏打的制备过程中二氧化碳气体的利用率为71.5％，对比例四在小苏打的制备过程中二氧化碳气体的利用率为62.7％；因此，本发明的方法在小苏打的制备过程中二氧化碳气体的利用率高。
由表1还可以看出，本发明的方法在小苏打的制备过程中的制碱周期为45-51h；然而，对比例一在小苏打的制备过程中的制碱周期为42h，对比例二在小苏打的制备过程中的制碱周期为35h，对比例三在小苏打的制备过程中的制碱周期为38h，对比例四在小苏打的制备过程中的制碱周期为36h；因此，本发明的方法在小苏打的制备过程中的制碱周期长，特别是实施例三和实施例五，由于添加剂的使用，其制碱周期更长。
因此，与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的原料液经过了预碳化和碳化两个碳化过程，碳化均匀充分，在预碳化和碳化过程之间还采用了降温处理，有效控制了反应的过饱和度，采用带有盘管冷却的储罐降温，不需要碳化晶浆返回或外加结晶器，操作简单，对设备无特殊要求，投资少，产业化容易；碳化塔采用多股进料和多股进气的方式，精确控制了碳化反应的温度，制备出颗粒均匀的小苏打颗粒，这种小苏打颗粒的粒径大，粒径大小为197-330μm；还可以降低小苏打的出料温度，提高了小苏打的产量，小苏打的收率达58-80％；预碳化塔吸收碳化塔的尾气，提高了二氧化碳的利用率，二氧化碳的利用率为73-85％，经济效益好。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）取碳酸钠，添加水，制成碳酸钠的浓度为150g/L的纯碱溶液，加入10ppm的聚苯乙烯磺酸钠，净化，备用；
2）采用流量泵以0.26m3/h的流量将步骤1）所得的溶液输送至预碳化塔的上部，使溶液自预碳化塔的上部进入预碳化塔，二氧化碳气体自预碳化塔的底部以1.5m3/h流速进入预碳化塔，溶液与二氧化碳气体发生预碳化反应，反应温度为60℃，得预碳化后的溶液；
3）自预碳化塔的底部放出预碳化后的溶液，进入带盘管冷却的储罐内，降温，使其温度为45℃，将降温后的溶液再次泵送至预碳化塔的顶部，循环3次，预碳化至生成少量晶种；
4）步骤3）所得的带有晶种的降温后的溶液分4股从碳化塔的中部和上部的不同位置进入碳化塔，二氧化碳分2股自碳化塔的中部和下部进入碳化塔，碳化反应，二氧化碳气体的流速为3.6m3/h，降温后的溶液的流速为0.26m3/h，反应温度为60℃，生成小苏打晶浆；
5）从碳化塔的顶部排出的二氧化碳尾气，压缩，从预碳化塔的下部进入预碳化塔，使二氧化碳尾气在预碳化塔中与原料碳酸钠发生预碳化反应；
6）步骤4）所得的小苏打晶浆自碳化塔的底部出料，分离，干燥，得小苏打。
CN202010408215.2A 2020-05-14 2020-05-14 一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法及所得的小苏打 Active CN111634928B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010408215.2A CN111634928B (zh) 2020-05-14 2020-05-14 一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法及所得的小苏打

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010408215.2A CN111634928B (zh) 2020-05-14 2020-05-14 一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法及所得的小苏打

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111634928A CN111634928A (zh) 2020-09-08
CN111634928B true CN111634928B (zh) 2023-04-28

Family

ID=72327947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010408215.2A Active CN111634928B (zh) 2020-05-14 2020-05-14 一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法及所得的小苏打

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111634928B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112320823A (zh) * 2020-12-04 2021-02-05 东南大学 一种大颗粒块状碳酸氢钠晶体的制备方法
CN112694105B (zh) * 2021-01-13 2023-11-17 河南中源化学股份有限公司 高效碳化反应系统
CN112939031B (zh) * 2021-01-13 2023-04-25 河南中源化学股份有限公司 高效碳化反应方法
CN113845131A (zh) * 2021-09-10 2021-12-28 天津渤化永利化工股份有限公司 一种提高小苏打产量的装置及方法
CN114538478A (zh) * 2022-03-15 2022-05-27 南京安淮创新药物研究院有限公司 一种碳酸氢钠颗粒的制备方法
GB202216132D0 (en) * 2022-10-31 2022-12-14 Mexichem Uk Ltd Process

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1027750C (zh) * 1991-10-05 1995-03-01 化工部制碱工业研究所 制取碳酸氢钠的方法和设备
CN108996526B (zh) * 2017-06-07 2021-06-22 中国科学院过程工程研究所 一种大颗粒重质小苏打的制备方法
CN108975355B (zh) * 2018-09-13 2024-06-18 天津渤化永利化工股份有限公司 一种预碳化法提高小苏打粒度的装置及生产方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111634928A (zh) 2020-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111634928B (zh) 一种二次碳化法制备大颗粒小苏打的方法及所得的小苏打
CN108046295B (zh) 用硫酸钠溶液生产碳酸氢钠和硫酸铵的方法
CN101544390B (zh) 一种制备纳米碳酸钙的方法
CN109052434B (zh) 一种以芒硝和碳酸氢铵为原料联合生产纯碱和复合氮肥的方法
CN112225235A (zh) 一种从硫酸钠制备碳酸氢钠和硫酸氢钠的方法
CN108996526B (zh) 一种大颗粒重质小苏打的制备方法
CN102424409B (zh) 一种制备轻质碳酸镁的方法
CN111170341A (zh) 一种重碱湿分解法联产饲料级和食品级小苏打的方法
CN103303946A (zh) 碳酸氢钠结晶制取设备和利用该设备制取碳酸氢钠结晶的工艺方法
CN111943240B (zh) 超低晶种量的铝酸钠溶液分解制备粗粒氢氧化铝的方法
CN1736870A (zh) 硝酸转化法制取硝酸钾方法
US20220324718A1 (en) Method for preparing basic copper carbonate
CN115417432B (zh) 一种重灰生产工艺系统及其生产工艺
CN108147438B (zh) 一种用于生产碱式碳酸镁的浆态组合床反应装置及其使用方法
CN102649585B (zh) 一种红矾钠的制备方法
CN106517294B (zh) 金属氧化物的制备方法
CN113044857B (zh) 高收率制取高纯氰化钠或氰化钾的生产工艺
CN110947201A (zh) 一种气液吸收型结晶造粒设备
CN1214980C (zh) 一种联产纯碱、硫酸钾和氯化铵的新方法
CN217398465U (zh) 高收率制取高纯氰化钠或氰化钾的生产装置
CN221536624U (zh) 一种工业副产硫酸钠资源化再利用装置
CN111606337B (zh) 一种单分散碳酸锂晶体的结晶方法及采用多级梯度结晶提高产品收率的方法
CN118005047B (zh) 一种降低小苏打总碱度的生产工艺
CN221230544U (zh) 一种连续制备五氯化磷的装置
CN115650259B (zh) 大颗粒碳酸氢钠的制备方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant