一种碳酸氢钠生产方法与流程

本发明涉及化工生产技术领域，具体涉及一种碳酸氢钠生产方法。

背景技术：

以碳酸氢铵、氯化钠和卤水为原料，通过复分解反应生产碳酸氢钠和氯化铵的生产工艺主要有二种方式：

1、以卤水为氯化钠资源原料。利用卤水自然资源，将原卤作一个净化处理，送入反应釜中，添加固体碳酸氢铵进行复分解反应，产生的碳酸氢钠结晶后经漂洗、脱水、干燥、包装成为产品。复分解反应后的母液经三效蒸发器浓缩，在氯化铵到达一点浓度后结晶，完成氯化铵分离。

此工艺最大的缺陷在二个方面，其一是分离氯化铵能耗很高，如果没有热电联产设施、并且当地环保部门允许使用烟煤作为燃料，就没有实际应用的可行性。其二是因为复分解反应中母液含有碳酸氢钠产品不能回收，生产收率受到限制。

2、以固体氯化钠和固体碳酸氢铵作为原料循环生产。在完成复分解反应后的母液送入氯化铵结晶釜降温，当母液温度适应时，投入固体氯化钠，因为氯化铵溶解度对温度的不同及同离子效应，氯化铵被结晶析出分离。分离氯化铵后的母液，作为复分解反应的原料，进入下一轮循环生产过程中。

此工艺的缺陷：一是降温能耗高，二是生产环节管道结痂堵塞严重并可能是生产停滞，三是由于分离氯化铵后的母液中氯化铵含量高，为防止复分解反应中形成氯化铵同时解决，必须大幅度减少碳酸氢铵的投入数量，影响生产强度和单位产量。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种碳酸氢钠生产方法，以解决上述背景技术中提出的问题。在符合当前环保政策要求的前提下，按照保障产品质量、降低能源消耗、扩大单位产量、降低生产成本的宗旨，按以下技术方案实施本发明技术。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种碳酸氢钠生产方法，主要包括以下工艺：

(1)复分解反应工序：将氯化钠溶液或卤水送入带有搅拌的容器内，调整至适当温度，在开启搅拌的前提下，按适当速度投入碳酸氢铵固体，形成以下复分解反应：

nacl+nh4hco3＝nahco3↓+nh4cl

完成复分解反应中，由于碳酸氢钠溶解度低特性，当反应物达到一定浓度后，碳酸氢钠即结晶沉淀，将沉淀后的碳酸氢钠进行漂洗、脱水、干燥、包装，成为碳酸氢钠成品；

(2)氯化铵分离及补盐工序：

1)以碳酸氢铵和卤水为原料的工艺中，将复分解反应完成后的母液送入蒸发器中升温蒸发浓缩，分别浓缩结晶出氯化铵、氯化钠等产品进行销售或自用，蒸汽冷凝水或外排、或自用；

2)以碳酸氢铵和固体氯化钠为原料的工艺中，将复分解反应完成后的母液降温，在母液温度达到某标准值时，投入固体氯化钠，通过降温溶解度效应和同离子效应分离将母液中的氯化铵结晶成为晶浆；

3)利用离心机对氯化铵晶浆进行脱水、包装成为湿基氯化铵成品；分离氯化铵后的母液送入反应釜进行下一轮次循环生产。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、节约能耗。由于本发明分离氯化铵的技术方案即不需要对母液进行升温蒸发浓缩结晶，也不对母液进行降温结晶，而是采用效率高、能耗低的电渗析装置组，相比现行的工艺技术方案，能耗降低20％-35％；

2、由于没有升温、降温，母液中碳酸氢钠的自然含量状态不会改变，致使碳酸氢钠生产收率提升10％-15％；

3、因为没有对母液降温，生产管道系统结痂减少，生产稳定性大有提高。因为没有对母液升温，含有大量氯化铵的母液对设备腐蚀大为减少；

4、本发明工艺路线为全封闭循环运行生产，除产品外，不对外排放污物，符合环境保护大政方针；

5、根据实验数据，使用本发明技术方案，产品生产成本降低15％-25％。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为电渗析装置组的工作流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，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做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。

结合图1和图2，一种碳酸氢钠生产方法，具体包括以下步骤：

1)使用自来水，按250g/l标准配置氯化钠溶液，送入反应釜中，调整温度至30-37度；

2)按照碳酸氢铵与氯化钠质量比例1.35:1的比例标准，匀速将固体碳酸氢铵投入反应釜中进行复分解反应，投料过程中开启搅拌；

3)碳酸氢铵投料完毕，将碳酸氢钠晶浆、母液放入漂洗池漂洗，漂洗后经过离心机脱水，再经烘干机干燥，即为碳酸氢钠成品；

4)将分离碳酸氢钠后的母液送入铵结晶釜中，启动电渗析装置组即ed，对分离碳酸氢钠后的母液进行循环浓缩；

5)ed-1级、ed-2级、ed-3级的浓液全部返回铵结晶釜中循环浓缩，浓缩倍数为1.5-2.5倍，所述浓缩倍数是指：铵结晶釜浓缩之前母液体积/浓缩之后母液体积；

6)当浓缩倍数达到上述步骤5)标准时，投入固体氯化钠，利用其浓度饱和结晶和同离子效应结晶二个作用，将氯化铵通过结晶沉淀出来形成氯化铵晶浆；

7)通过离心机对氯化铵晶浆脱水，包装成为湿基氯化铵成品；

8)离心机分离后的溶液送入补盐桶；

9)电渗析装置组分离出的清液除留有少量作为碳酸氢钠漂洗水外，大部分送入补盐桶补盐；

10)在补盐桶内通过搅拌将从离心机、电渗析装置组送来的母液充分混合，测定氯化钠含量，再按最终氯化钠含量为200g/l-280g/l的标准进行补充固体氯化钠，充分搅拌溶解、澄清；

11)将澄清后的母液，送入反应釜，作为第二轮生产碳酸氢钠的原料，并依次周而复始的进行循环生产。

所述步骤4)中电渗析装置组是指在外加直流电场作用下，利用离子交换膜对溶液中离子的选择透过性，使溶液中阴、阳离子发生离子迁移，分别通过阴、阳离子交换膜而达到溶液中溶剂的分离的设备。

所述步骤5)中ed-1级、ed-2级、ed-3级等三级电渗析装置的直流电压根据进入本级溶液中氯化铵含量不同，控制在10v到100v之间。

所述步骤9)中经电渗析装置组处理后进入补盐桶的淡液中氯化铵含量控制指标：0.14克/升～80克/升。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种碳酸氢钠生产方法，包括复分解反应工序以及氯化铵分离及补盐工序，本发明技术具有如下的有益效果：节约能耗，由于本发明分离氯化铵的技术方案即不需要对母液进行升温蒸发浓缩结晶，也不对母液进行降温结晶，而是采用效率高、能耗低的电渗析装置组，相比现行的工艺技术方案，能耗降低20％‑35％；由于没有升温、降温，母液中碳酸氢钠的自然含量状态不会改变，致使碳酸氢钠生产收率提升10％‑15％；因为没有对母液降温，生产管道系统结痂减少，生产稳定性大有提高。因为没有对母液升温，含有大量氯化铵的母液对设备腐蚀大为减少；本发明工艺路线为全封闭循环运行生产，除产品外，不对外排放污物，符合环境保护大政方针。

技术研发人员：钟广新
受保护的技术使用者：钟广新
技术研发日：2019.07.15
技术公布日：2019.10.08