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小苏打母液冷却再结晶工艺试验

更新时间:2016-07-05

1 天然碱卤制备小苏打的原理

天然碱卤吸收二氧化碳气,使其中的碳酸钠重碳酸化,转变为溶解度较小的碳酸氢钠沉淀的过程,是一个多温条件下,伴有化学反应的吸收、传热、结晶的复杂过程以及具有气、液、 固三相的复杂过程。而NaHCO3的结晶是过程的中心,是过程最佳化的控制因素。

碱液中的重碳酸化反应为:

Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3+61.21 kJ/mol

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这个反应的结果是生成溶解度较反应物小的NaHCO3,并放出热量。因此,逐渐向碱液中加入CO2并不断移走NaHCO3(结晶)和热量(降温),有利于反应向右进行。析出较大的NaHCO3结晶颗粒,才便于过滤和洗涤,使它与母液分离时损失小。尤其是必须避免出现“糊状”结晶,100 μm左右的NaHCO3结晶颗粒有较好的过滤性能。

本装置在未用湖内卤水之前,是用过滤后排出的母液直接化碱,作为碳化液。这样母液的利用率高,同时母液中的细小晶体可以作为晶种,为NaHCO3晶体更好地形成,起到了一定的促进作用。

2 现有生产存在的问题

因此利用冷却结晶器,适当冷却母液,使细小晶体得以长大,便于过滤。因为冷却形成的结晶体含有结晶水,氯化物含量也高,这样就使小苏打的质量受到一定的影响。但相比露天蒸发,母液中杂质少,小苏打质量有很大的改善和提高,产品价格也有保障。

另外,用湖内卤水直接化碱,过滤母液不回收,就全部排入母液池(在每年的5月~10月期间)。虽说有母液池露天沉降蒸发,回收一部分所谓的母液碱,但势必要造成很大的浪费,同时露天的蒸发环境,泥沙和灰尘及其他杂质落入母液中,使小苏打产品的质量降低。

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3 小苏打母液冷却再结晶工艺试验

2.4 不同b值下鉴别肺部结节良恶性的ROC曲线分析 将不同b值下ADC 3组鉴别肺部结节良恶性的情况作ROC曲线,ROC曲线显示同特异性情况下b值为400 s/mm2时的敏感度最高,见图1。b值为400 s/mm2时ROC曲线下面积最大,不同b值间ADC阈值及敏感度相比较,差异均有统计学意义(P<0.05),见表4。

对经冷却结晶后排出母液进行加热湿分解,使母液中剩余的碳酸氢钠的得以分解,母液中碳酸钠的含量增加,分解排出的二氧化碳回压缩工序,进行二次利用,提高尾气二氧化碳的利用率。分解后碳酸钠含量高的母液返回碱液制备工序,补充碱液浓度的不足,母液得以重复利用,减少排放。工艺流程见图1。

加强队伍建设,优质高效履职尽责。该稽查局不断加强队伍作风建设, 2 014年在全省食品药品安全演练中发挥了重要作用;2015年通过抽检立案查处300多宗案件,较好地发挥了抽检技术的支撑作用。投诉举报业务量全省排名第三,及时处置率达100%。廉政方面,建立廉政科技防控机制,找准廉政风险点,从未出现“吃、拿、卡、要”等违反廉政规定的行为。

鄂托克旗现有的小苏打生产,原料主要是湖内直接抽取的已制好的卤水(卤水各成分平均含量为:Na2CO3 140 g/L、Na2SO4 32 g/L、NaCl 105 g/L),再兑一少部分天然碱(片碱),溶化天然碱过程中调节各组分含量,达到进塔液浓度的要求后进入碳化工序。碳化过程中产生很多通常称为“浮碱”的细小晶体,过滤时随母液排出,致使母液中存在大量的小苏打细小晶体。

将以上方法应用到卤水制小苏打工艺中。

最终的识别准确率如下表3所示,动态行为平均识别率达到了82%。对比同样在基于Kinect采集的MSR Daily 3D数据集上进行的相关研究,文献[14]采用K-均值聚类算法提取运动过程的关键帧,将关键帧关节点位置与人体刚体部分之间的骨架角度两种特征作为行为的表达,利用支持向量机进行分类识别,最终的平均识别率只有62%。文献[10]分析了人体运动过程中角度和距离变化的总差异提出基于结构相似度的关键帧搜索方法,采用并行化神经网络算法进行行为识别,动态行为平均识别率只有77.69%。

图1 小苏打生产工艺流程图

表1是对冷却结晶前和冷却结晶后的母液进行测定的两组数据。

表1 冷却结晶前后母液成分对比表(单位:g/L)

时间Na2CO3NaHCO3Na2SO4NaCl2017-07-18冷却结晶前26.8346.2667.45116.68冷却结晶后37.7625.2459.93117.212017-08-15冷却结晶前10.6550.4973.82116.16冷却结晶后21.2837.8664.6197.62

从表1分析的数据可以看出,经过冷却结晶后母液中Na2CO3的含量升高,NaHCO3的含量减少,说明小苏打晶体在长大,冷却结晶后可以回收部分小苏打,因此利用母液冷却结晶工艺,进行小苏打的二次回收,技术上是合理的,有待逐步完善推广。

表2是露天蒸发回收母液和冷却结晶母液生产的小苏打产品的质量数据。

表2 两种工艺生产的小苏打产品质量

时间Na2CO3NaHCO3Na2SO4NaCl杂质2017-08-20露天蒸发工艺2.6282.673.221.589.912017-09-15冷却结晶工艺1.0394.961.262.750.00

从表2 分析的数据可以看出,经过冷却结晶母液生产的小苏打,没有杂质成分,NaHCO3的含量高;而露天蒸发母液生产的NaHCO3含量低,碳酸钠、硫酸钠的的含量比较高,说明冷却结晶工艺的产品质量相比露天蒸发工艺所得产品质量,得到了实质性的提升。

4 结 语

从产品的销售环节对比,露天蒸发工艺的小苏打产品成本约300元/吨,售价650元/吨;冷却结晶工艺的小苏打产品成本约420元/吨,售价1 100元/吨。两者利润相差330元/吨。按年产3000 t的二级品小苏打核算,制成二级品小苏打可新增利润99万元,直接的经济效益还是比较可观的。小苏打母液冷却再结晶工艺可以提高产品质量,值得推广尝试。

段彦明,常思聪,蒋悦
《纯碱工业》 2018年第02期
《纯碱工业》2018年第02期文献

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