简介

纯碱(碳酸钠)生产中碳化过程所用的主要设备，其作用是利用索尔维法的氨盐水或侯氏制碱法的氨母液来吸收二氧化碳，制得碳酸氢钠，后者送去煅烧，则分解为碳酸钠。碳化过程所放出的大量热需从塔内移出，因此，塔的结构必须满足吸收、结晶、冷却等过程的要求。

常用碳化设备为索尔维式碳化塔(见图)。高约20~30m,塔内装有菌帽型塔板,塔板下面是带孔的锥形隔板，上面是周边开有锯齿的锥形菌帽，起分布气体的作用，这种塔板不妨碍悬浮液的流动。自塔高1/2处以下，在两个塔板之间，装有很多横穿的冷却管，管内通水，以移去反应过程中放出的热量。塔内自上而下分成3个反应区域:①吸收区。在塔上部，溶液吸收二氧化碳，尚无结晶析出。②生成区。在塔中部，约从塔高2/3处开始析出碳酸氢钠结晶，并继续吸收二氧化碳，使结晶长大。③冷却区。在塔下部，吸收二氧化碳的同时进行冷却，结晶继续成长。生成区的温度对结晶质量影响很大，通常要求在60~65℃。含结晶的悬浮液从塔底部取出。取出液在索尔维法生产中，温度控制在25~30℃，在侯氏制碱法中控制在34~40℃。吸收后尾气从塔顶排出。

在制碱过程中，碳化塔内壁,特别是冷却管表面,会形成碳酸氢钠疤层。作业时间越长，疤层越厚。当疤层结到一定厚度后，由于传热效率下降，以及气、液通道变小，作业便不能正常进行。所以碳化塔一般作业几十小时后，需要进行清洗。通常，将几台碳化塔编成一组，轮换清洗。

碳化塔一般都用铸铁制造，近年来在侯氏制碱法中开始用碳钢制造，内加防腐蚀层。冷却管用铸铁(有的还在管外加防腐蚀层)，也有用不锈钢的，少数用钛材。为提高结晶质量,延长作业时间以及简化设备结构等,现研究采用带溢流管的筛板塔、外部冷却式碳化塔等新结构。