芒以硝和碳酸氢铵为原料制备纯碱和硫酸铵试验方案

芒硝和碳酸氢铵为原料制备纯碱和硫酸铵试验方案一、反应原理Na2SO4+2NH4HCO3→2NaHCO3+(NH4)2SO4二、工艺流程三、试验步骤1、对芒硝和碳酸氢铵原料进行成分分析，并记录数据；2、芒硝饱和溶液配制：利用原工铵厂房反应釜1台，加水3.0m3芒硝饱和溶液制备芒硝溶液澄清复分解液相转化固体碳酸氢铵晶浆过滤、洗涤滤液一次蒸发重碱结晶过滤滤液冷却、过滤硫酸钠滤液二次蒸发硫酸钠复盐过滤、干燥硫酸铵产品包装煅烧纯碱产品包装开启搅拌，加蒸汽预热到40℃；加入芒硝，比重达到1.3g/cm3，制成芒硝饱和溶液。3、复分解液相转化反应：在芒硝饱和溶液罐内徐徐加入碳酸氢铵，加料持续时间控制在45—60min；在继续搅拌下，温度温度在35—38℃，恒温反应1.5—2.0h。4、反应完成后，将反应釜中的碳酸氢钠晶浆通过釜底取样口放入成品槽内。5、在成品槽内隔离出2.5m2空间，制作真空抽滤箱，滤液经烧碱现有真空分离系统回成品槽用作芒硝溶解使用。碳酸氢铵滤饼经洗涤后做重碱全分析，对重碱成分及粒径进行取样分析。6、滤液的蒸发、洗涤、过滤在试验阶段暂不具备条件，可对其成分进行化学分析。根据第一次试验结果，调整溶液浓度、温度、反应时间等反应工况，进行下一步试验。二0一四年十二月以芒硝和碳酸氢铵为原料制备纯碱和硫酸铵成本估算1、原料消耗：Na2SO4+2NH4HCO3→2NaHCO3+(NH4)2SO4142.042×79.052×84.01132.14142.04158.1168.02132.14845.38940.961000786.45联碱法生产纯碱的烧成率51.71%，以芒硝和碳酸氢铵制备碳酸氢钠和硫酸铵经查阅相关资料，碳酸氢铵的利用率为90左右。按目前国内重碱过滤技术水平，重碱水份为15%，加上2%的损耗，此法重碱烧成率按73%计算，可生成纯碱730Kg，单吨纯碱消耗值：Na2SO41157.53KgNH4HCO31287.67Kg所得的产品Na2CO31000Kg(NH4)2SO41077.33Kg2、蒸汽消耗：2.1、煅烧炉有效热消耗经热量平衡计算=2460612.0kj/t，220℃、2320.9KPa饱和蒸汽焓2801.0kj/kg，120℃饱和水焓502.42kj/kg，单吨蒸汽用量=2460612.0÷（2801.0-502.42）=1070.3Kg；2.2、(NH4)2SO4蒸发蒸汽消耗：按目前专家提供的工艺条件，需在在40℃左右制备饱和的芒硝溶液并加入固体碳酸氢铵进行复分解反应。此温度下芒硝的饱和浓度为80g,则每生产一吨纯碱需要的溶液当量=1634.85÷80×9.98=2.05㎥。此溶液需要加热到150℃进行蒸发浓缩、冷却析出结晶后再一次蒸发浓缩、冷却，离心机过滤生产出硫酸铵。120℃饱和蒸汽焓2708kj/kg，25℃热水焓100kj/kg，加热器换热效率70%，则2.05㎥溶液由25℃提高到120℃（真空蒸发沸点降低）蒸发出溶液中的50%水分，所需的热量（按水的焓值计算）=2.05×998×0.5×（2708-100）÷0.7=3811219.43kj/t120℃饱和水焓502.42kj/kg，蒸汽消耗量=2×3811219.43÷（2801.0-502.42）=3316.15Kg；两项合计用汽4386.45Kg3、电耗、工资、折旧等其他制造费用在设备用电负荷及装置生产能力没确定前没法估算，暂按烧碱作业区现有计划指标每吨152.26元计算。4、成本对比名称单耗（t/t碱）单价（元/t）成本(元双/t)原料及制造成本芒硝1.16300348碳酸氢铵1.29620799.8蒸汽消耗4.3990.96399.31其他制造费用152.26单位成本1699.37成品销售纯碱1.0012001200硫酸铵1.07400428售价合计1628毛利润-71.37以芒硝和碳酸氢铵为原料制备烧碱、碳酸钙和硫酸铵成本对比1、反应原理及物料计算Na2SO4+2NH4HCO3→2NaHCO3+(NH4)2SO4142.042×79.052×84.01132.14142.04158.1168.02132.14845.38940.961000786.45NaHCO3+Ca(OH)2→NaOH+CaCO3+H2O84.74401001000880.95476.191190CaO+H2O→Ca(OH)25674666.67880.952、成本对比名称单耗（t/t碱）单价（元/t）成本(元双/t)原料及制造成本芒硝0.85300255碳酸氢铵0.94620582.8石灰0.67300201蒸汽消耗3.3+4.0×0.4790.96471.17电耗70.5其他制造费152.26用单位成本1732.73成品销售烧碱0.471900893硫酸铵0.78400312碳酸钙1.19600714售价合计1919毛利润186.27注：①电耗、工资福利、设备折旧按目前烧碱计划指标分摊，不包括硫酸铵、碳酸钙加工装置的用电消耗、人工消耗和增加投资的设备折旧。②原料成本为理论计算值，如果增加5%的工艺损耗，利润值下降51.94元。