马海忠

(中盐青海昆仑碱业有限公司，青海 德令哈 817099 )

1 前言

小苏打是纯碱生产的精加工产品，在国内的大中型纯碱企业中，一般都配套5万t/a～10万t/a小苏打生产装置作为纯碱装置的一项环保措施。一方面可回收利用过剩的热碱液，减轻热碱液的处理压力，平衡消耗石灰石煅烧后富余的CO2，另一方面提高纯碱产品的附加值，不仅解决产品单一问题，而且增加企业经济效益、产生良好的社会效益，是一个资源重复利用的节能环保项目。

2 小苏打工艺流程简述

纯碱合成法生产工艺，以热碱液、二氧化碳为原料，通过碱液化碱、澄清过滤、碳化分离干燥、冷却得到成品小苏打。总化学反应式为：

来自煅烧工序尾气热碱液塔的热碱液，循环洗涤碱尘后，送入蒸氨塔，在蒸氨塔内经蒸汽直接加热和蒸馏。除去碱液中少量的氨和二氧化塔，蒸出的二氧化塔和氨进入炉气冷凝系统回收。热碱液送入重灰进入化碱桶。达到生产所需合格浓度后进入澄清桶，上清液溢流经过过滤泵进入尾气除尘塔降温，与来自布袋除尘器的小苏打碱尘进行尾气洗涤，洗涤液进入碱液桶，碱液桶出来的碱液经碱液泵送至PE过滤器底部进入，经过滤器过滤后送至清碱液桶，通过清碱液泵送至碳化塔上部，吸收压缩过来的的窑气逆流接触，生成含NaHCO3晶浆，制碱塔尾气经碳化尾气分离器分离后。碱液自流至滤液桶，气体放空。碳化塔底部取出的NaHCO3晶浆靠自身压力进入稠厚器。底部稠厚的晶浆进入离心机，经过离心脱水后得到湿料小苏打，经湿料铰刀送至干燥管内干燥，后进入旋风分离器，再经粉体流冷却器冷却后进入振动筛，成品进入包装工序。旋风分离器分离出的含碱尘尾气经布袋除尘器后，经引风机进入尾气除尘塔。

3 工艺流程简述(图1)

图1 小苏打工艺流程图Fig.1 Industrial flow chart of baking soda

4 进气量对小苏打总碱量的影响

中盐青海昆仑碱业有限公司(以下简称“公司”)所采用的碳化塔为全不锈钢材质的碳化塔，设备大小为Φ1 250 mm×25 700 mm。有效容积25 m3，塔内为筛板和折流板的形式。开车前期阶段，工艺指标：塔压220 kPa～240 kPa，清碱液浓度75 tt～85 tt，进气量在1 500 m3/h，进液流量在15 m3/h左右，在恒定其他指标不变的情况，进气量一直在1 400 m3/h～1 500 m3/h左右，但是总碱量一直是偏高，后续进行调整，将进气量调整在1 600 m3/h～1 700 m3/h，并加大了进气压力相对于与前期总碱量相对平稳有所降低，但产品质量还是不合格。根据生产情况来看，进气量的大小是导致总碱量不合格原因之一，所以在气液比一定时进液和出液一定要在平衡状态。

5 塔压对小苏打总碱量的影响

在开车前期，将塔压控制在220 kPa～240 kPa，尾气压力10 kPa～20 kPa时，生产分析数据见表1。

表1 塔压220 kPa～240 kPa总碱量Tab.1 Total alkali content of tower pressure 220 kPa～240 kPa

续表1 (Continue)

在2019-01-28～2019-02-18期间小苏打总碱量依然是不合格，产品质量食品级合格率在30%左右。

塔压在250 kPa～270 kPa，尾气压力为20 kPa～40 kPa时，如生产数据表2，3月～7月总碱量见表3。

表2 塔压250 kPa～270 kPa总碱量Tab.2 Total alkali content of tower pressure 250 kPa～270 kPa

表3 3月～7月总碱量Tab.3 Total alkali content from March to July

由表1数据可得，塔压在220 kPa～240 kPa时，出碱液Na2CO3含量比出碱液NaHCO3含量高，小苏打总碱量也是不合格的，这是由于低塔压时热碱液在碳化塔内停留时间较短，出碱速度过快。导致二氧化碳跟碳酸钠不能充分反应。反应不完全，使得晶体表面有附着饱和的碳酸钠结晶，最终导致产品质量总碱量不合格。

起初借鉴平原地区碱厂的塔压数据，因公司在高海拔地区，大气压强为70.8 kPa,所以需要调整塔压数据，经观察塔压在250 kPa～270 kPa结晶质量良好，总碱量也是合格的。

由表2数据可得，塔压在250 kPa～270 kPa时，出碱液Na2CO3含量相比NaHCO3含量偏高，但波动不大，相比塔压在220 kPa～240 kPa时总碱量趋于稳定在合格范围内。产品质量合格率为100%。由此可以得出控制塔压从而改变小苏打结晶在塔内停留时间是影响总碱量偏高的主要原因。

6 热碱液中NaHCO3含量对小苏打总碱量的影响

7 尾气温度对小苏打总碱量的影响

小苏打生产过程中，离心机出来的湿料(含有游离水5%的水分)，是通过热空气干燥得到成品，出口温度在130 ℃～150 ℃。小苏打固体在50 ℃以上开始逐渐分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，270 ℃时完全分解，所以在干燥时，温度控制至关重要。干燥尾气温度控制在65 ℃～90 ℃为最佳状态，但干燥尾气温度不能低于60 ℃，否则干燥未完全，影响生产和产品质量。

8 结论