小苏打(化学名称:碳酸氢钠,化学式NaHCO₃)是一种白色结晶状的细小粉末,广泛应用于日常生活、工业生产及农业等多个领域。它不仅是常见的食品添加剂和家庭清洁产品成分,也是养殖业中常用的饲料添加剂。除此之外,小苏打在工业中也有重要用途,如作为烟气脱硫剂、发泡剂、灭火剂等。由于碳酸氢钠的化学性质较为活跃,其在加热到50℃以上时会开始分解,生成碳酸钠、二氧化碳和水。温度达到270℃时,分解过程会完全进行。在应用小苏打时,尤其是在储存过程中,往往会出现小苏打结块的现象。本文将详细介绍我国当前主要的三种小苏打生产工艺,并分析它们的优缺点。
一、天然碱法小苏打生产工艺
天然碱法,又被称为天然碱碳化法,是我国常见的生产小苏打的传统工艺。将天然碱与杂水混合,通过化碱桶进行化碱处理,经过澄清和滤渣处理后得到碱水。接着,精制后的碱水被送入碳酸化塔,在此与洗涤过的二氧化碳气体(石灰窑气也可以使用)进行反应,生成碳酸氢钠结晶。经过脱水处理,湿小苏打滤饼含水量大约为8%,然后送入热风干燥管进行干燥。使用130至140℃的热空气进行气流干燥后,获得的干燥小苏打会通过旋风分离器进入贮仓,最终得到成品。
天然碱法生产的小苏打具有原料获取简单、生产成本较低等优点。由于该工艺过程中会引入较多的氯化物杂质(一般为0.1%-0.4%),因此其产品的纯度不高,难以满足一些特定行业对纯度的要求。该工艺的生产地也相对有限,主要集中在河南和内蒙古的天然碱矿区。
二、合成法小苏打生产工艺
合成法,也称为纯碱法或纯碱碳化法,是另一种常见的小苏打生产工艺。当前,国内的合成法生产装置通常与纯碱生产装置一起建设,以便利用纯碱生产过程中产生的高温废气加速母液化碱过程,为后续操作提供合格的碱液。为了避免在碱液输送过程中,NaHCO₃结晶堵塞管道,合成法需要在较高的温度下进行操作,因此也被称为高温制碱工艺。
具体过程是:将高温纯碱加入到装有循环母液和冷凝水的化碱锅内,再添加高纯度烧碱(99.9%片碱)和硫化钠,促进母液中NaHCO₃转化为Na₂CO₃。与此母液中的杂质(如铁、铅等)会转化为不溶性物质(如FeS、PbS),最终得到温度低于70℃的低温碱液。当碱液中Na₂CO₃的含量达到要求时,送入澄清桶进行澄清,澄清后的液体进入碳酸化塔,在60-70℃下与二氧化碳反应,生成碳酸氢钠。经过分离、干燥后,最终得到细粉和微细粉产品,母液和碱尘会返回化碱锅循环使用。
合成法生产的小苏打尽管质量高、杂质少,但由于原料纯碱的价格波动较大,生产成本较高,且能耗较高,产能相对较低。生产过程中对温度和反应控制的要求较为严格,因此在一定程度上增加了生产难度。
三、复分解法小苏打生产工艺
复分解法是通过氯化钠和碳酸氢铵反应来制备小苏打的工艺,这一方法最早由比利时的索尔维公司开发。其基本反应式为:
NH₄HCO₃+NaCl→NaHCO₃↓+NH₄Cl
在生产过程中,首先对盐进行除钙处理,然后通过蒸氨塔生产氨气,接着将氨气溶解在水中,形成氨盐水。在碳酸化塔中,将二氧化碳气体通入氨盐水中,发生反应生成碳酸氢钠沉淀。此法使用的原料成本较低,但由于反应温度和反应时间的不同,会影响小苏打结晶的大小与纯度。传统的复分解法转化率较低,需要通过提高工艺条件(如温度、反应时间、原料配比等)来提高产品质量。目前,国内已经对这一工艺进行了改进,以提高产品的纯度和结晶的一致性。
上述介绍了我国目前较为普遍的三种小苏打生产工艺:天然碱法、合成法和复分解法。每种工艺都有其独特的优缺点,选择合适的生产工艺需要根据具体的应用需求来决定。如果您有特定的小苏打需求,可以根据实际情况选择最适合的产品。山东寰海化工科技有限公司致力于提高生产工艺的先进性,并结合现代化生产设备,不断提升产品的质量与性能。公司不仅提供不同规格的小苏打粉(如20-80目粗粉、80-120目中粉、120-200目细粉等),还能够根据客户需求加工高附加值的低氯小苏打产品,并支持超细粉的定务(300-3600目)。欢迎联系我们,获得更多定制化解决方案。