纯碱生产中碳酸化过程的探讨纯碱生产中碳酸化过程的探讨 周光耀 周光耀 2013 2013年年6 6月月 周光耀 周光耀 2013 2013年年6 6月月 碳酸化过程的重要性碳酸化过程的重要性 纯碱生产的主要化学反应是碳酸化反纯碱生产的主要化学反应是碳酸化反 应，它关系到 应，它关系到Nacl Nacl的转化率， 的转化率，CO CO 22 吸收效 吸收效 率，重碱的结晶质量。 率，重碱的结晶质量。Nacl Nacl的转化率和 的转化率和 CO CO 22 吸收效率关系到两者的消耗定额，重碱 吸收效率关系到两者的消耗定额，重碱 结晶质量对后续的过滤，煅烧过程有重大 结晶质量对后续的过滤，煅烧过程有重大 影响，如对滤碱机能力、重碱水分、重碱 影响，如对滤碱机能力、重碱水分、重碱 盐分、洗水耗量、煅烧炉能力、煅烧汽耗 盐分、洗水耗量、煅烧炉能力、煅烧汽耗 等一系列指标都有很大影响。 等一系列指标都有很大影响。 碳酸化过程的重要性碳酸化过程的重要性 纯碱生产的主要化学反应是碳酸化反纯碱生产的主要化学反应是碳酸化反 应纯碱的化学式，它关系到 应，它关系到Nacl Nacl的转化率， 的转化率，CO CO 22 吸收效 吸收效 率，重碱的结晶质量。

率，重碱的结晶质量。Nacl Nacl的转化率和 的转化率和 CO CO 22 吸收效率关系到两者的消耗定额，重碱 吸收效率关系到两者的消耗定额，重碱 结晶质量对后续的过滤，煅烧过程有重大 结晶质量对后续的过滤，煅烧过程有重大 影响，如对滤碱机能力、重碱水分、重碱 影响，如对滤碱机能力、重碱水分、重碱 盐分、洗水耗量、煅烧炉能力、煅烧汽耗 盐分、洗水耗量、煅烧炉能力、煅烧汽耗 等一系列指标都有很大影响。 等一系列指标都有很大影响。 概括起来它对好几项消耗定额，产品质量 概括起来它对好几项消耗定额，产品质量 ，设备的生产能力以及联碱的水平衡都有 ，设备的生产能力以及联碱的水平衡都有 很大影响，因此碳酸化过程是纯碱生产的 很大影响，因此碳酸化过程是纯碱生产的 关键环节。要提高纯碱生产的技术水平， 关键环节。要提高纯碱生产的技术水平， 首先应对碳酸化过程进行研究。 首先应对碳酸化过程进行研究。 概括起来它对好几项消耗定额，产品质量 概括起来它对好几项消耗定额，产品质量 ，设备的生产能力以及联碱的水平衡都有 ，设备的生产能力以及联碱的水平衡都有 很大影响，因此碳酸化过程是纯碱生产的 很大影响，因此碳酸化过程是纯碱生产的 关键环节。

要提高纯碱生产的技术水平， 关键环节。要提高纯碱生产的技术水平， 首先应对碳酸化过程进行研究。 首先应对碳酸化过程进行研究。 碳酸化过程的特殊性碳酸化过程的特殊性 纯碱生产中对碳酸化过程，一般都简纯碱生产中对碳酸化过程，一般都简 称“碳化”，下面也以“碳化”代替“碳 称“碳化”，下面也以“碳化”代替“碳 酸化”。纯碱生产的碳化过程在碳化塔内 酸化”。纯碱生产的碳化过程在碳化塔内 进行，塔内包括传质、化学反应、传热和 进行，塔内包括传质、化学反应、传热和 结晶等多种过程，又是一个气、液、固三 结晶等多种过程，又是一个气、液、固三 相的多相体系。塔内有过饱和溶液和大量 相的多相体系。塔内有过饱和溶液和大量 固体结晶，不可避免出现塔内件和换热表 固体结晶，不可避免出现塔内件和换热表 面结疤，同时很容易发生结晶堆积堵塞流 面结疤，同时很容易发生结晶堆积堵塞流 体通道等问题。 体通道等问题。 碳酸化过程的特殊性碳酸化过程的特殊性 纯碱生产中对碳酸化过程，一般都简纯碱生产中对碳酸化过程，一般都简 称“碳化”，下面也以“碳化”代替“碳 称“碳化”，下面也以“碳化”代替“碳 酸化”。纯碱生产的碳化过程在碳化塔内 酸化”。

纯碱生产的碳化过程在碳化塔内 进行，塔内包括传质、化学反应、传热和 进行，塔内包括传质、化学反应、传热和 结晶等多种过程，又是一个气、液、固三 结晶等多种过程，又是一个气、液、固三 相的多相体系。塔内有过饱和溶液和大量 相的多相体系。塔内有过饱和溶液和大量 固体结晶，不可避免出现塔内件和换热表 固体结晶，不可避免出现塔内件和换热表 面结疤，同时很容易发生结晶堆积堵塞流 面结疤，同时很容易发生结晶堆积堵塞流 体通道等问题。 体通道等问题。 因此一般化学工程中典型的各种吸收因此一般化学工程中典型的各种吸收 设备都不适用于纯碱生产的碳化作业。索 设备都不适用于纯碱生产的碳化作业。索 尔维塔是能适应纯碱碳化作业的传统设备 尔维塔是能适应纯碱碳化作业的传统设备 ，已有百余年历史，这种碳化塔主要在实 ，已有百余年历史，这种碳化塔主要在实 践基础上形成的，所以碳化塔的设计主要 践基础上形成的，所以碳化塔的设计主要 依据经验，有时稍作改动就出问题，因此 依据经验，有时稍作改动就出问题，因此 这种塔型已使用多年，没有重大改动。 这种塔型已使用多年纯碱的化学式，没有重大改动。 我认为为了进一步提高纯碱生产的技我认为为了进一步提高纯碱生产的技 术水平，有必要对碳化过程的理论作进一 术水平，有必要对碳化过程的理论作进一 步的研究。

步的研究。 因此一般化学工程中典型的各种吸收因此一般化学工程中典型的各种吸收 设备都不适用于纯碱生产的碳化作业。索 设备都不适用于纯碱生产的碳化作业。索 尔维塔是能适应纯碱碳化作业的传统设备 尔维塔是能适应纯碱碳化作业的传统设备 ，已有百余年历史，这种碳化塔主要在实 ，已有百余年历史，这种碳化塔主要在实 践基础上形成的，所以碳化塔的设计主要 践基础上形成的，所以碳化塔的设计主要 依据经验，有时稍作改动就出问题，因此 依据经验，有时稍作改动就出问题，因此 这种塔型已使用多年，没有重大改动。 这种塔型已使用多年，没有重大改动。 我认为为了进一步提高纯碱生产的技我认为为了进一步提高纯碱生产的技 术水平，有必要对碳化过程的理论作进一 术水平，有必要对碳化过程的理论作进一 步的研究。 步的研究。 对碳化理论的一些探索3.1 反应类别 要研究碳化过程，首先要搞清碳化反应属于哪一类反应。碳化塔内是一种碱性 溶液吸收酸性气体，即是化学反应吸收。 化学反应吸收可分为a,化学反应可忽略的 吸收（即可视为物理吸收），b,在液流主 体中进行的缓慢反应过程，c,在液膜中进行 完毕的快速反应，d,在液膜中瞬间进行的 飞速反应吸收过程。

对碳化理论的一些探索3.1 反应类别 要研究碳化过程，首先要搞清碳化反应属于哪一类反应。碳化塔内是一种碱性 溶液吸收酸性气体，即是化学反应吸收。 化学反应吸收可分为a,化学反应可忽略的 吸收（即可视为物理吸收），b,在液流主 体中进行的缓慢反应过程，c,在液膜中进行 完毕的快速反应，d,在液膜中瞬间进行的 飞速反应吸收过程。 反应类别的判别式有多种，下面选择其中 一种判别式; 当化学反应进行缓慢，化学反 应主要在液流本体中进行时，则液膜中反 应的量