一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法与流程

1.本发明涉及小苏打生产收尘尾粉利用技术领域，特别涉及一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法。


背景技术：

2.小苏打又称碳酸氢钠，是一种无机盐，呈白色结晶性粉末，无臭，味碱，易溶于水，被广泛应用于制药工业、食品加工、消防器材等工业中。
3.小苏打的生产方法根据生产工艺和所用原料的不同，目前可以分为5种，包括气固相法、气液相法、废碱液回收法、天然碱法和氯化铵复分解法。其中，氯化铵复分解法是以氯化钠和碳酸氢铵为原料制造小苏打联产氯化铵，如专利申请号为201910000924.4公开了一种小苏打联产氯化铵的循环制造方法，包括依次进行的一级析出小苏打、冷析结晶、盐析结晶、母液循环，所述方法还包括在盐析结晶和母液循环之间设有二级析出小苏打步骤，用于将盐析结晶后产生的小苏打母液进一步析出小苏打，再对析出的小苏打进行脱水、干燥得到小苏打产品。
4.采用该上述专利中的方法制备小苏打时，对析出的小苏打进行干燥后的尾气还需要用布袋除尘器进行除尘以防止尾气中的粉尘对环境造成污染。然而，在实际生产过程中发现，采用布袋除尘器除尘分离得到的尾粉的粒径为120目-300目，其含量占小苏打产量的30-40
℅
，且该部分尾粉中还含有30-50％的纯碱，不能作为产品直接出售。因此，如何有效回收利用该部分尾粉以降低尾粉的损失成为亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、可有效回收利用尾粉的利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法，所述方法包括先将小苏打生产中干燥并除尘后得到的尾粉加入水中调配成悬浮溶液，然后将悬浮溶液进行加热，得到纯碱浆液。
7.进一步，所述方法具体包括以下步骤：
8.1)将小苏打生产中干燥除尘后得到的尾粉用螺旋输送机输送至送至化浆釜中，在化浆釜用水将溶液调配成悬浮溶液；
9.2)打开化浆釜底部的下料阀，用送浆泵将悬浮溶液抽入加温分解釜中，于加温分解釜中进行加热处理，使2nahco3分解为na2co3，排净生成的co2后，得到纯碱浆液。
10.进一步，所述尾粉为采用布袋除尘器处理小苏打生产中对小苏打产品进行干燥后的尾气而收集到的细粉。
11.进一步，所述尾粉的粒径为120目-300目。
12.进一步，所述悬浮溶液的浓度为28-35波美度。
13.进一步，所述加温分解釜中进行加热处理的加热方式为采用蒸汽加热。
14.进一步，所述加热的温度为80℃-100℃，加热时间为10min-30min。温度低于80℃，nahco3分解率低，高于100℃浪费能耗。
15.优选地，所述加热的温度为100℃，加热时间为25min。
16.本发明还提供了一种如上所述利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备的纯碱的应用，将制备的纯碱浆液加入卤水中作为净化剂去除卤水中的钙和镁。
17.进一步，所述纯碱浆液与卤水的体积比为1:2。
18.本发明一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法的有益效果：
19.(1)本发明的工艺简单，采用小苏打生产中对小苏打产品进行干燥后的尾气除尘处理后收集到的尾粉为原料，结合湿法升温加热的方法，可将尾粉中的nahco3分解为纯碱，减少了尾粉中纯碱和小苏打的损失，不仅提供了一种纯碱制备的新原料，也使尾粉变废为宝，提高了尾粉的综合利用率，杜绝固体废物的排放，产生良好的经济效益和环保效益；
20.(2)本发明制备的纯碱溶浆液可直接作为净化剂以去除卤水中的钙和镁，有效扩大了该纯碱溶浆液的应用范围。
附图说明
21.图1—为实施例1中一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法的工艺流程图；
22.图2—为实施例4中一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备的纯碱的应用的工艺流程图。
23.上述附图标记：1-布袋除尘器，2-螺旋输送机，3-化浆釜，4-下料阀，5-送浆泵，6-加温分解釜，7-送碱泵。
具体实施方式
24.以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明，但这些具体实施方案不以任何方式限制本发明的保护范围。
25.实施例1
26.一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法，其工艺流程图如图1所示，所述方法包括先将小苏打生产中干燥并除尘后得到的尾粉加入水中调配成悬浮溶液，然后将悬浮溶液进行加热，得到纯碱溶浆液。该制备纯碱的方法具体包括以下步骤：
27.1)将小苏打生产中干燥除尘后得到的尾粉用螺旋输送机2输送至送至化浆釜3中，在化浆釜3中用水将溶液调配成浓度为30波美度悬浮溶液；尾粉为采用布袋除尘器1处理小苏打生产中对小苏打产品进行干燥后的尾气而收集到的细粉，且其粒径为120目-300目；
28.2)打开化浆釜底部的下料阀4，用送浆泵5将悬浮溶液抽入加温分解釜6中，于加温分解釜6中用蒸汽进行加热处理，加热的温度为100℃，加热时间为25min，使2nahco3分解为na2co3，其分解反应方程式为：2nahco3＝na2co3+co2↑
+h2o
↑
，在加热过程中，生成的co2和水会逸出加温分解釜6外，得到纯碱溶浆液。
29.实施例2
30.一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法，所述方法包括先将小苏打生产中干燥并除尘后得到的尾粉加入水中调配成悬浮溶液，然后将悬浮溶液进行加
热，得到纯碱溶浆液。该制备纯碱的方法具体包括以下步骤：
31.1)将小苏打生产中干燥除尘后得到的尾粉用螺旋输送机2输送至送至化浆釜中，在化浆釜3中用水将溶液调配成浓度为28波美度悬浮溶液；尾粉为采用布袋除尘器1处理小苏打生产中对小苏打产品进行干燥后的尾气而收集到的细粉，且其粒径为120-300目；
32.2)打开化浆釜3底部的下料阀4，用送浆泵5将悬浮溶液抽入加温分解釜6中，于加温分解釜6中用蒸汽进行加热处理，加热的温度为80℃，加热时间为10min，使2nahco3分解为na2co3，其分解反应方程式为：2nahco3＝na2co3+co2↑
+h2o
↑
，在加热过程中，生成的co2和水会逸出加温分解釜6外，得到纯碱溶浆液。
33.实施例3
34.一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法，所述方法包括先将小苏打生产中干燥并除尘后得到的尾粉加入水中调配成悬浮溶液，然后将悬浮溶液进行加热，得到纯碱溶浆液。该制备纯碱的方法具体包括以下步骤：
35.1)将小苏打生产中干燥除尘后得到的尾粉用螺旋输送机2输送至送至化浆釜3中，在化浆釜3中用水将溶液调配成浓度为35波美度悬浮溶液；尾粉为采用布袋除尘器1处理小苏打生产中对小苏打产品进行干燥后的尾气而收集到的细粉，且其粒径为120-300目；
36.2)打开化浆釜3底部的下料阀4，用送浆泵5将悬浮溶液抽入加温分解釜6中，于加温分解釜6中用蒸汽进行加热处理，加热的温度为100℃，加热时间为30min，使2nahco3分解为na2co3，其分解反应方程式为：2nahco3＝na2co3+co2↑
+h2o
↑
，在加热过程中，生成的co2和水会逸出加温分解釜6外，得到纯碱浆液。
37.实施例4
38.一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备的纯碱的应用，将实施例1的加温分解釜6中制备的纯碱溶浆液用送碱泵7输送至卤水中作为净化剂去除卤水中的钙和镁，所述纯碱浆液与卤水的体积比为1:2，其工艺流程图如图2所示。卤水中除主成份nacl外，还含有cacl2、mgcl2，通过将本实施例1中制备的纯碱浆液加入卤水中，可使钙离子和镁离子沉淀而去除，起到净化卤水的作用，反应方程式为：
39.cacl2+2na2co3＝caco3↓
+2nacl；
40.mgcl2+2na2co3＝caco3↓
+mgco3↓
+4nacl。
41.本发明采用实施例1-3的方法制备纯碱，对尾粉中纯碱的转化率和回收率进行了测定，回收率＝纯碱溶浆液中纯碱的含量/尾粉中纯碱的含量
×
100％，结果如表1所示：
42.表1实施例1-3中制备的纯碱的得率和回收率/％
[0043] 实施例1实施例2实施例3转化率989596回收率958592
[0044]
实验例1悬浮溶液浓度的优化实验
[0045]
本发明采用实施例1制备纯碱的方法，研究分别配置成浓度为26
°bé
、27
°bé
、28
°bé
、29
°bé
、30
°bé
、31
°bé
、32
°bé
、33
°bé
、34
°bé
、35
°bé
、36
°bé
、37
°bé
对纯碱的得率和回收率的影响，结果如表2所示。
[0046]
表2不同悬浮溶液的浓度对纯碱的得率和回收率的影响
[0047][0048]
由上表可知，随着悬浮溶液的浓度逐渐增大，纯碱的转化率和回收率呈现先增大后下降的趋势，表明，碳酸氢钠的分解随悬浮溶液的浓度增大而逐渐增大，但当其浓度超过35波美度时，碳酸氢钠的分解会下降，可能是由于浓度大于35波美度时需要添加的尾粉的含量越大，而当水的体积不变时，尾粉的粒径较小，使其易于在水中结块而出现尾粉无法完全溶解的现象，进而导致碳酸氢钠的分解效率低，使得纯碱的转化率和回收率下降。因此，本发明优选的悬浮溶液的浓度为28-35波美度，此时对应的转化率达到了95％-98％，回收率达到了85％-95％。
[0049]
实验例2加热温度的优化实验
[0050]
本发明采用实施例1制备纯碱的方法，研究加热温度分别为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃对纯碱的得率和回收率的影响，结果如表3所示。
[0051]
表3不同加热温度对纯碱的得率和回收率的影响
[0052][0053]
由上表可知，随着加热温度的逐渐增大，纯碱的转化率呈现先增大后不变的趋势，回收率呈现先增大后减小的趋势。当温度低于温度80℃，对应的转化率均低于90％，回收率均低于85％，当温度大于100℃，对应的转化率保持不变，回收率下降，原因在于：温度大于100℃，纯碱转化率高,但碱溶解度大,随蒸气挥发量大，回收率下降。考虑到节约能耗，降低尾粉有效利用制备纯碱的成本，优选加热温度的范围为80℃-100℃。
[0054]
实验例3加热时间的优化实验
[0055]
本发明采用实施例1制备纯碱的方法，研究加热时间分别为5min、10min、15min、20min、25min、30min、35min对纯碱的得率和回收率的影响，结果如表3所示。
[0056]
表4不同加热时间对纯碱的得率和回收率的影响
[0057][0058]
由上表可知，随着加热时间的逐渐增大，纯碱的转化率和回收率呈现先增大后不
变的趋势。当加热时间低于10min时，对应的转化率和回收率均为50％，此时尾粉中的碳酸氢钠还未完全分解；当加热时间为10min-25min时，对应的转化率为95％-98％，回收率为90％-95％；当加热时间继续延长时，对应的转化率和回收率没有变化。为了进一步节约能耗和提高纯碱的转化效率，优选加热时间为10min-30min。
[0059]
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法，其特征在于：所述方法包括先将小苏打生产中干燥并除尘后得到的尾粉加入水中调配成悬浮溶液，然后将悬浮溶液进行加热，得到纯碱浆液。2.如权利要求1所述一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法，其特征在于：所述方法具体包括以下步骤：1）将小苏打生产中干燥除尘后得到的尾粉用螺旋输送机输送至送至化浆釜中，在化浆釜用水将溶液调配成悬浮溶液；2）打开化浆釜底部的下料阀，用送浆泵将悬浮溶液抽入加温分解釜中，于加温分解釜中进行加热处理，使2nahco3分解为na2co3，排净生成的co2后，得到纯碱浆液。3.如权利要求2所述一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法，其特征在于：所述尾粉为采用布袋除尘器处理小苏打生产中对小苏打产品进行干燥后的尾气而收集到的细粉。4.如权利要求3所述一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法，其特征在于：所述尾粉的粒径为120目-300目。5.如权利要求2所述一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法，其特征在于：所述悬浮溶液的浓度为28
ꢀ‑
35波美度。6.如权利要求2所述一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法，其特征在于：所述加温分解釜中进行加热处理的加热方式为采用蒸汽加热。7.如权利要求2所述一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法，其特征在于：所述加热的温度为80℃-100℃，加热时间为10 min
ꢀ‑
30min。8.如权利要求7所述一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法，其特征在于：所述加热的温度为100℃，加热时间为25min。9.一种如权利要求1-8任一项所述利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备的纯碱的应用，其特征在于：将制备的纯碱浆液加入卤水中作为净化剂去除卤水中的钙和镁。10.一种如权利要求9所述一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备的纯碱的应用，其特征在于：所述纯碱浆液与卤水的体积比为1:2。

技术总结
本发明公开了一种利用小苏打生产中干燥除尘后的尾粉制备纯碱的方法，所述方法包括先将小苏打生产中干燥并除尘后得到的尾粉加入水中调配成悬浮溶液，然后将悬浮溶液进行加热，得到纯碱浆液。本发明的工艺简单，采用小苏打生产中对小苏打产品进行干燥后的尾气除尘处理后收集到的尾粉为原料，结合湿法升温加热的方法，可将尾粉中的NaHCO3分解为纯碱，减少了尾粉中纯碱和小苏打的损失，不仅提供了一种纯碱制备的新原料，也使尾粉变废为宝，提高了尾粉的综合利用率，杜绝固体废物的排放，产生良好的经济效益和环保效益。良好的经济效益和环保效益。良好的经济效益和环保效益。


技术研发人员：滕隆 钟林辉 李月明 刘松林
受保护的技术使用者：衡阳爱洁科技股份有限公司
技术研发日：2022.12.27
技术公布日：2023/8/24