簡(jiǎn)介

純堿(碳酸鈉)生產(chǎn)中碳化過(guò)程所用的主要設(shè)備，其作用是利用索爾維法的氨鹽水或侯氏制堿法的氨母液來(lái)吸收二氧化碳，制得碳酸氫鈉，后者送去煅燒，則分解為碳酸鈉。碳化過(guò)程所放出的大量熱需從塔內(nèi)移出，因此，塔的結(jié)構(gòu)必須滿足吸收、結(jié)晶、冷卻等過(guò)程的要求。

常用碳化設(shè)備為索爾維式碳化塔(見(jiàn)圖)。高約20~30m,塔內(nèi)裝有菌帽型塔板,塔板下面是帶孔的錐形隔板，上面是周邊開(kāi)有鋸齒的錐形菌帽，起分布?xì)怏w的作用，這種塔板不妨礙懸浮液的流動(dòng)。自塔高1/2處以下，在兩個(gè)塔板之間，裝有很多橫穿的冷卻管，管內(nèi)通水，以移去反應(yīng)過(guò)程中放出的熱量。塔內(nèi)自上而下分成3個(gè)反應(yīng)區(qū)域:①吸收區(qū)。在塔上部，溶液吸收二氧化碳，尚無(wú)結(jié)晶析出。②生成區(qū)。在塔中部，約從塔高2/3處開(kāi)始析出碳酸氫鈉結(jié)晶，并繼續(xù)吸收二氧化碳，使結(jié)晶長(zhǎng)大。③冷卻區(qū)。在塔下部，吸收二氧化碳的同時(shí)進(jìn)行冷卻，結(jié)晶繼續(xù)成長(zhǎng)。生成區(qū)的溫度對(duì)結(jié)晶質(zhì)量影響很大，通常要求在60~65℃。含結(jié)晶的懸浮液從塔底部取出。取出液在索爾維法生產(chǎn)中，溫度控制在25~30℃，在侯氏制堿法中控制在34~40℃。吸收后尾氣從塔頂排出。

在制堿過(guò)程中，碳化塔內(nèi)壁,特別是冷卻管表面,會(huì)形成碳酸氫鈉疤層。作業(yè)時(shí)間越長(zhǎng)，疤層越厚。當(dāng)疤層結(jié)到一定厚度后，由于傳熱效率下降，以及氣、液通道變小，作業(yè)便不能正常進(jìn)行。所以碳化塔一般作業(yè)幾十小時(shí)后，需要進(jìn)行清洗。通常，將幾臺(tái)碳化塔編成一組，輪換清洗。

碳化塔一般都用鑄鐵制造，近年來(lái)在侯氏制堿法中開(kāi)始用碳鋼制造，內(nèi)加防腐蝕層。冷卻管用鑄鐵(有的還在管外加防腐蝕層)，也有用不銹鋼的，少數(shù)用鈦材。為提高結(jié)晶質(zhì)量,延長(zhǎng)作業(yè)時(shí)間以及簡(jiǎn)化設(shè)備結(jié)構(gòu)等,現(xiàn)研究采用帶溢流管的篩板塔、外部冷卻式碳化塔等新結(jié)構(gòu)。