制碱工艺
纯碱工艺流程
纯碱工艺流程
《纯碱工艺流程》
纯碱,又称碳酸钠,是一种重要的化工原料,广泛用于玻璃、肥料、碱液等行业。
纯碱的生产过程通常采用氨法或苏尔法工艺,下面将介绍纯碱氨法工艺的生产流程。
1. 原料准备
纯碱氨法工艺的主要原料包括石灰石、氨气和食盐。
首先将石灰石煅烧得到石灰,再和水和氨气反应得到氢氧化钙。
接着将氢氧化钙与食盐进行水合反应,生成氢氧化钠、氯化氢气和氨气。
最后,通过蒸发和结晶,得到纯碱产品。
2. 溶解和过滤
将氢氧化钠溶解在水中得到氢氧化钠溶液,再经过过滤,去除悬浮固体杂质。
3. 脱硫
将氢氧化钠溶液中的硫化物通过加入空气或者其他氧化剂将其氧化成硫酸,并通过沉淀或者其他方式将其分离。
4. 结晶和干燥
将脱硫后的氢氧化钠溶液通过结晶器结晶,得到碱液浓缩和纯碱晶体。
最后,通过干燥设备将纯碱晶体干燥,得到最终产品。
以上就是纯碱氨法工艺的生产流程,通过各种反应和分离过程,将原料转化成为纯碱产品。
这个工艺流程不仅能够高效地生产
纯碱产品,还可以循环利用部分副产物,减少资源浪费,保护环境。
纯碱的生产工艺(侯氏制碱法)
纯碱的生产工艺(侯氏制碱法)碳酸钠,俗名苏打、纯碱、洗涤碱,化学式:Na2CO3,普通情况下为白色粉末,为强电解质。
密度为2.532g/cm3,熔点为851°C,易溶于水,具有盐的通性。
是重要的化工原料之一, 用于制化学品、清洗剂、洗涤剂、也用于照相术和制医药品,绝大部分用于工业,一小部分为民用。
在工业用纯碱中,主要是轻工、建材、化学工业,约占2/3;其次是冶金、纺织、石油、国防、医药及其它工业。
玻璃工业是纯碱的最大消费部门,每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。
化学工业用于制水玻璃、重铬酸钠、硝酸钠、氟化钠、小苏打、硼砂、磷酸三钠等。
冶金工业用作冶炼助熔剂、选矿用浮选剂,炼钢和炼锑用作脱硫剂。
印染工业用作软水剂。
制革工业用于原料皮的脱脂、中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度。
还用于生产合成洗涤剂添加剂三聚磷酸钠和其他磷酸钠盐等。
食用级纯碱用于生产味精、面食等。
一、实验目的1.掌握侯氏制碱法的原理和方法;2.了解侯氏制碱法的原理应用于实际化工生产中的方法;3.培养学生对专业知识的应用能力。
二、实验原理侯氏制碱法的原理是依据离子反应发生的原理进行的,离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。
也就是很多初中高中教材所说的复分解反应应有沉淀,气体和难电离的物质生成。
要制得纯碱(Na2CO3),就要利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。
要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子,所以在饱和食盐水中通入氨气,形成饱和氨盐水,再向其中通入二氧化碳,在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子,其中NaHCO3溶解度最小,最终析出大量的晶体。
化学方程式为:(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓(3)2NaHCO3(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑即:NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓2NaHCO3(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑三、主要试剂及仪器设备试剂:二氧化碳、浓氨水、粉状氯化钠、95%乙醇;仪器设备:启普发生器、电子天平、抽滤装置、100 mL锥形的1个、50 mL量筒1个、陶瓷坩埚1个、100mL烧杯5个。
纯碱生产—氨碱法生产纯碱工艺参数
滤饼
受热
NaHCO3 H2O
NH4HCO3 NaCl
70~75% 14~18% 3.0~3.5% 0.3~0.4%
③分解 ①挥发游离水分 ②分解
Na2CO3
6~8%
3、NaHCO3过滤与煅烧工序
• NH4HCO3分解除消耗热量和增大氨耗外,对产品质量没有影响。 • 当滤饼中夹杂NH4Cl时,煅烧发生反应:NaHCO3+NH4Cl→ NaCl+CO2↑+
氨碱法生产纯碱工艺参数
目前纯碱的生产基本都是采用两大制碱技术,即氨碱法或联碱法。氨碱法是将 煅烧石灰石得到的CO2通入氨盐水中,碳酸化析出NaHCO3晶体,再煅烧得到纯 碱的过程。而联碱法是将合成氨工艺与氨碱法工艺联合使用,并副产氯化铵的过 程。 下面主要学习氨碱法生产纯碱过程中氨盐水的制备、氨盐水的碳酸化、碳酸氢 钠的过滤与煅烧和氨的回收等工序的工艺参数。
1、氨盐水制备工序
氨气(来自蒸氨塔)
NH3 CO2
65% 12%
H2O
23%
吸氨过程
液相吸收NH3和CO2:氨溶于水的物理吸收、氨水 吸收CO2的化学吸收。 CO2与NH3在溶液中作用生成(NH4)2CO3 ,使氨分 压低于同一浓度氨水的氨平衡分压,有利于吸氨过程。
温度降低,有利于吸氨。但氨在盐水中的溶解度小于在清水中的溶解度,即相同氨摩尔分 数时,氨盐水上方氨的分压比纯氨水上方氨的平衡分压高,这不利于盐水吸氨。 盐水吸氨时,体积膨胀,密度减小,随氨气带来的水蒸气也冷凝,稀释饱和食盐水,使氨 盐水的体积有显著增大,比盐水体积增大约14% ~18%。
释程度。 温度不宜太低,否则会生成(NH4)2CO3·2H2O,NH4HCO3等结晶堵塞管道和
设备。 盐水进吸氨塔前用冷却水冷至25~30℃,氨气进吸收塔的气温控制在55~
三友纯碱生产工艺
三友纯碱生产工艺三友纯碱是一种常见的化工原料,广泛应用于玻璃、化肥、造纸、洗涤剂等行业。
其生产工艺包括石灰石煅烧、石灰乳净化、电解制碱等步骤。
本文将详细介绍三友纯碱的生产工艺及其主要步骤。
一、石灰石煅烧石灰石煅烧是制备三友纯碱的首要步骤。
首先,将石灰石块破碎成适当的颗粒大小,然后放入石灰窑中进行煅烧。
煅烧过程中,石灰石中的碳酸钙会分解为氧化钙和二氧化碳。
氧化钙是制备纯碱的主要原料。
二、石灰乳净化石灰乳净化是为了去除煅烧过程中产生的杂质和不纯物质。
将煅烧后的石灰石与水进行混合,生成石灰乳。
然后,将石灰乳经过过滤、沉淀等工艺步骤进行净化。
通过这些处理,可以使石灰乳中的杂质和不纯物质得到有效去除,得到纯净的石灰乳。
三、电解制碱电解制碱是三友纯碱生产的关键步骤。
首先,将净化后的石灰乳加入电解槽中,作为阳极液。
然后,在电解槽中设置阴极和阳极,通过电流作用,使石灰乳中的氯化钠发生电解反应。
在这个过程中,氯化钠会被分解成氯气和氢气,并生成氢氧化钠溶液。
氢氧化钠溶液经过后续的处理和浓缩,即可得到高纯度的三友纯碱。
四、其他工艺步骤除了上述的主要步骤,三友纯碱的生产过程还包括其他辅助工艺步骤,如石灰石破碎、石灰乳澄清、氯化钠浓缩等。
这些工艺步骤的目的是进一步提高纯碱的纯度和质量,并确保生产过程的安全和稳定。
总结:三友纯碱生产工艺主要包括石灰石煅烧、石灰乳净化、电解制碱等步骤。
通过这些步骤,可以从石灰石中提取出纯净的三友纯碱。
这种生产工艺具有较高的效率和可靠性,能够满足市场对三友纯碱的需求。
随着科技的不断发展,人们对三友纯碱生产工艺的研究也在不断深入,相信在不久的将来,会有更加先进和高效的生产工艺出现,为三友纯碱的生产带来更大的突破。
工业生产纯碱的工艺流程
工业生产纯碱的工艺流程
《工业生产纯碱的工艺流程》
纯碱,也称为碳酸氢钠,是一种重要的化工原料,在工业生产中具有广泛的应用。
工业生产纯碱的工艺流程通常包括矿石采矿、原料准备、生产反应、分离制备、精制和包装等多个环节。
首先,矿石采矿。
纯碱的主要原料是石灰石和苏打矿,在采矿过程中需要先进行采集和分选,将所需的矿石材料进行分离和筛选,确保原料的优质。
接着是原料准备。
采集到的矿石材料需要经过破碎和研磨处理,将其破碎成适当大小的颗粒,以便后续的生产反应能够进行。
然后是生产反应。
将已经准备好的石灰石和苏打矿原料进行混合,放入反应釜中,通过高温高压的反应条件,进行碳化反应,生成碳酸氢钠。
接着是分离制备。
将反应产物中的固体杂质和未反应的原料通过过滤、沉淀、离心等方法进行分离,得到的纯碱溶液可以进入下一个工序。
然后是精制。
对分离得到的纯碱溶液进行精制处理,包括脱色、脱盐、浓缩等工艺步骤,以确保最终产品的纯度和质量。
最后是包装。
经过精制的纯碱产品进行包装,符合标准规格的包装容器,做好产品的印记和质量检验等相关工作。
以上就是工业生产纯碱的主要工艺流程,通过严格的工艺控制和技术手段,可以生产出高品质的纯碱产品,满足市场需求。
三种制碱方法的工艺流程图
三种制碱方法得工艺流程图纯碱主要得生产工艺分为三种:天然碱法、氨碱法、联碱法。
三种制碱工艺中,氨碱法对环境污染较大,且消耗大量得自然资源,原盐得利用率较低,生产得副产品氯化钙用途较小,大部分作为废渣处理;联碱法较氨碱法污染较小,原盐利用率较高,且与合成氨工业相互匹配,且副产品氯化铵可以用作生产复合肥得原料,在我国大规模生产有很好得适用性;天然碱法不仅对环境污染较小,且相比较成本低30—40%。
下面介绍一下这三种制碱工艺得工艺流程.天然碱法天然碱加工法采用大自然碱矿物为原料来制取纯碱。
天然碱得加工方法主要有鹵水碳化法、一水碳酸钠法、倍半碳酸钠法。
卤水碳化法就是用天然碱湖水得卤水为原料。
通过碳酸化过程,先把卤水中碳酸钠与其她钠盐转化成碳酸氧钠,再把碳酸氢钠从溶液中结晶出来,再过滤、煅烧得到纯碱。
一水碳酸钠法用天然碱为原料.先粉碎再煅烧,碳酸氧钠分解之后再进行溶解、精制,得到一水碳酸钠结晶体,再经锻烧得到重质纯碱。
倍半碳酸钠法就是以天然碱矿中最常见得组分倍半碳酸钠为主要原料。
先将天然倍半碱矿粉碎,再加水溶解,去掉泥沙后再用活性炭脱去溶液中有机物杂质,再过滤、蒸发、结晶、煅烧可得纯碱产品。
倍半天然碱法工艺流程图如下:氨碱法氨碱法,又称索尔维制碱法,就是由于1862年比利时人索尔维(Ernest Solvay,1832—1922)以食盐、氨、二氧化碳为原料,成功制得碳酸钠而命名。
其主要工艺流程如下:1、煅烧石灰石制得石灰与二氧化碳,石灰消化后得到石灰乳.ﻫ2、把盐水制备成氨盐水。
3、碳化氨盐水,制得重碱。
4、把重碱进行过滤与洗涤。
5、煅烧重碱即可得到纯碱成品与二氧化碳.6ﻫ、把母液中存在得氨进行蒸馏回收。
联碱法:联碱法又称侯氏制碱法,就是我国化学工程专家侯德榜于1943年创立得.就是将氨碱法与合成氨法两种工艺联合起来,同时生产纯碱与氯化铵两种产品得方法。
原料就是食盐水、氨气与二氧化碳-合成氨厂用水煤气制取氢气时得废气。
制碱方法
⑤纯碱的工业生产无水碳酸钠,俗名纯碱、苏打。
它是玻璃、造纸、肥皂、洗涤剂、纺织、制革等工业的重要原料,还常用作硬水的软化剂,也用于制造钠的化合物。
它的工业制法主要有氨碱法和联合制碱法两种。
1.氨碱法(又称索尔维法)它是比利时工程师索尔维(1838—1922)于1862年发明的纯碱制法。
他以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱。
先使氨气通人饱和食盐水中而形成氨盐水,再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。
其化学反应原理是:N a C l+N H3+H2O+C O2=N a H C O3↓+N H4C l将经过过滤、洗涤得到的N a H C O3微小晶体,再加热煅烧制得纯碱产品即2N a H C O3=N a2C O3+C O2↑+H2O。
放出的二氧化碳气体可回收循环使用。
含有氯化铵的滤液与石灰乳[C a(O H)2]混合加热,所放出的氨气可回收循环使用。
C a O+H2O=C a(O H)2,2N H4C l+C a(O H)2=C a C l2+2N H3↑+2H2O,其工业生产的简单流程如下图所示。
氨碱法的优点是:原料(食盐和石灰石)便宜;产品纯碱的纯度高;副产品氢和二氧化碳都可以回收循环使用;制造步骤简单,适合于大规模生产。
但氨碱法也有许多缺点:首先是两种原料的成分都只利用了一半——食盐成分里的钠离子(N a+)和石灰石成分里的碳酸根离子(C O32-)结合成了碳酸钠,可是食盐的另一成分氯离子(C l-)和石灰石的另一成分钙离子(C a2+)却结合成了没有多大用途的氯化钙(C a C l2),因此如何处理氯化钙成为一个很大的负担。
氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72%~74%,其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了,这是一个很大的损失。
侯氏制碱法:联合制碱法是我国化学工程专家侯德榜(1890一1974)于1943年创立的。
是将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来,同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。
纯碱制碱工艺和产量
纯碱制碱工艺和产量
纯碱,也被称为碳酸氢钠或碳酸钠,是一种重要的化工原料,
广泛应用于玻璃、化肥、造纸、洗涤剂等行业。
它的制备工艺主要
包括氯化铵法、氯化钠法和天然碱法。
氯化铵法是一种较为常见的制碱工艺。
该工艺首先将氯化铵和
石灰石混合,并加热分解生成氨气和氯化钠。
接着,氨气和二氧化
碳反应生成碳酸铵,再经过加热分解得到纯碱。
这种工艺具有较高
的产量和纯度,但同时也存在原料成本较高的缺点。
氯化钠法是另一种常用的制碱工艺。
该工艺利用氯化钠和石灰
石作为原料,经过反应生成碳酸钠。
这种工艺相对简单,且原料成
本较低,但产量较低且纯度较低。
天然碱法则是利用天然碱矿石(如纯碱矿石)进行提取和加工,得到纯碱。
这种工艺的优点是原料资源丰富,但成本较高且产量受限。
关于产量,纯碱的产量取决于原料的质量和工艺的控制。
一般
来说,氯化铵法和氯化钠法的产量较高,而天然碱法的产量相对较
低。
此外,随着生产技术的不断改进和提高,纯碱的产量也在不断提升。
总的来说,纯碱的制备工艺和产量受到多种因素的影响,包括原料成本、工艺复杂度、资源可持续性等。
随着科技的发展和工艺的改进,相信纯碱的制备工艺和产量会不断得到提升和完善。
纯碱制碱工艺和产量
纯碱制碱工艺和产量全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:纯碱是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、化工、纺织、造纸等行业。
其主要生产工艺有氯碱法和氨碱法两种,其中氯碱法是目前主流的生产工艺。
纯碱的制碱工艺主要包括吸收、析出、脱溶、结晶等环节,下面将详细介绍纯碱制碱工艺和产量。
一、吸收环节在氯碱法制碱中,吸收环节是最关键的环节之一。
吸收环节主要是通过将氨气和二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸氢钠,再通过热解将其转化为纯碱。
1.氨气吸收反应氨气和氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铵中间体,再与二氧化碳反应生成碳酸氢钠。
这个反应是一个放热反应,需要在适当的冷却和搅拌条件下进行。
2.热解环节生成的碳酸氢钠作为中间体,通过加热热解生成纯碱和水。
热解过程需要在适当的温度和压力下进行,才能保证产物的纯度和收率。
二、析出环节在生成的纯碱溶液中,因为杂质的存在会影响纯碱的质量,因此需要在析出环节中去除这些杂质物质。
析出环节的主要过程是将溶液中的杂质物质与析出剂反应生成沉淀物,再通过过滤或离心分离得到干净的纯碱。
三、脱溶环节在析出环节中获得的纯碱沉淀需要经过脱溶处理才能得到最终的纯碱产品。
脱溶环节主要是将纯碱沉淀溶解在水中,去除掉残留的杂质物质,再通过结晶过程得到纯碱晶体。
四、结晶环节在脱溶环节中获得的纯碱溶液需要通过结晶过程得到成品的纯碱晶体。
结晶环节的主要操作参数有温度、压力、浓度等,这些参数的控制对纯碱晶体的质量和产量有着重要的影响。
纯碱的产量直接影响到企业的经济效益和竞争力。
而产量的大小又取决于生产工艺的优化和设备的运行稳定性。
在纯碱制碱工艺中,优化各个环节的操作参数是提高产量的关键。
比如在吸收环节,适当调整氨气和二氧化碳的流量和浓度,控制反应温度和时间,可以提高碳酸氢钠的生成效率。
在析出环节,合理选择析出剂、控制反应条件,可以有效去除杂质,提高纯碱的产率。
在脱溶和结晶环节,则需要严格控制溶解和结晶条件,避免产物结垢和结晶不良的情况发生。
纯碱生产—纯碱生产工艺路线分析与选择
2、芒硝制碱法
• 路布兰(N.Leblanc,17421806):世界上最早实现碳酸钠 的工业生产。
• 路布兰法。
2、芒硝制碱法
• 生产原理: • ①用H2SO4将NaCl转变成芒硝(即Na2SO4 )和HCl 。 • NaCl+H2SO4 → NaHSO4+HCl↑ ;NaCl+NaHSO4 → Na2SO4+HCl↑ • ②将Na2SO4与石灰石、煤粉配合入炉煅烧生成纯碱。 • Na2SO4+2C → Na2S+2CO2↑ ;Na2S+CaCO3 → Na2CO3+CaS • ③所得CaS再碳化以获取H2S ,作为生产硫酸的原料。
1、天然碱加工提纯
• 生长于盐碱地和海岸附近的植物中含有碳酸钠,可以从植物的灰烬中提取。 • 大量的碳酸钠来自地表碱湖,干旱、少雨,当冬季到来时,湖水中所含的碳酸钠结晶析
出,经简单的加工就得到天然碱。 • 18世纪中期工业革命以后,天然碱和从植物灰烬中提取的碱不能满足生产发展的需要,
纯碱工业随之发展起来。
用固体研细的洗盐, NaCl质量分数为98%。
硫酸根等积累,对过程有 影响。
减少附属设备,只添氯化 铵结晶系统。
对设备腐蚀严重
项目
操作
环境 能源 其他
原理
氨碱法
结果
原理
联碱法
结果
氨盐水较纯
每吨纯碱用5~6m3 母液含大量结合 每吨纯碱用9~10m3循环
氨盐水
氨
母液,单程钠利用率更低。
只要求析出重碱
• 联合制碱法:合成氨与氨碱法联合生产的工艺, 也称侯氏制碱法。
4、联碱法
①向饱和的NaCl溶液中通入NH3至饱和,再通入过量的CO2得到固体NaHCO3; ②将所得NaHCO3焙烧制得纯碱; ③向析出小苏打的母液中加入研细的NaCl,得到另一产品NH4Cl固体。
纯碱的生产工艺
纯碱的生产工艺一、纯碱的工艺简述纯碱工艺简述:化学名称:碳酸钠;俗名:纯碱、重灰或轻灰;分子式:Na2CO3;分子量:105.99(按79年国际原子量);生产原料原盐、氨(NH3)、二氧化碳、水;生产基本原理:该厂采用联合制碱法生产纯碱和氯化氨。
联碱法生产采用一次加盐,两次吸氨,一次碳化,两次取出的冷法流程。
生产分为两个过程进行:?过程为纯碱生产过程,?过程为氯化氨生产过程。
两个过程构成一个封闭循环系统,不断投入原料(NH3、NaCl、H2O、CO2),同时不断地生产出纯碱和氯化氨两种产品。
联碱过程,即?和?过程:主要化学反应:N a Cl+NH3+H2O+CO2?NH4Cl+NaHCO3?+95.05kJ/mol二、纯碱工程设计中非金属管道材料的选用纯碱生产中的工作介质多为腐蚀性介质或冲刷磨损性介质,以往有的金属管道在使用较短时间就会损坏或泄漏,严重影响生产连续性,恶化了工艺指标。
从而加了大管道维护、检修工作量,增加了产品成本。
非金属管道与金属管道相比具有如下优点:?非金属管道没有电化学腐蚀,耐腐蚀性能好,不需对其进行防腐处理,维修费用低,寿命长;?非金属管道较金属管道更有内壁光滑,流体阻力小,不易结疤;?非金属管道重量轻,安装检修方便。
因此,为了改善生产条件,提高经济效益和竞争力,合理地选用新型非金属材料势在必行。
三、纯碱工业的发展纯碱是重要的工业原料,广泛应用于玻璃、化工、轻工、冶金等行业。
有人称纯碱是工业之母,其消费水平可以衡量一个国家的工业化水平,其实并不过分。
事实上,我国的民族工业也正是从范旭东先生创建永利碱厂起步的。
目前,我国的纯碱产量在国内化工产品中仅次于合成氨、化肥、硫酸,而列第四位。
在美国,尽管纯碱的产值在整个国民产值中比例很小,但由于其终端用户如汽车业、建筑业,对整个国民经济举足轻重,因此,联邦储备局将其月产量纳入工业生产经济指数,足见纯碱在国民经济中的重要性。
四、纯碱装置碳化塔的温度控制铵盐水吸收二氧化碳的碳酸化过程俗称碳化,碳化是纯碱生产过程中的一个关键工序。
氢氧化钠的制备工艺
氢氧化钠的制备工艺氢氧化钠(NaOH),俗称烧碱、火碱、苛性钠,常温下是一种白色晶体,具有强腐蚀性。
易溶于水,其水溶液呈强碱性,能使酚酞变红。
氢氧化钠是一种极常用的碱,是化学实验室的必备药品之一。
氢氧化钠在空气中易吸收水蒸气,对其必须密封保存,且要用橡胶瓶塞。
氢氧化钠的用途十分广泛,在化学实验中,除了用做试剂以外,由于它有很强的吸水性和潮解性,还可用做碱性干燥剂。
氢氧化钠在国民经济中有广泛应用,许多工业部门都需要氢氧化钠。
使用氢氧化钠最多的部门是化学药品的制造,其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。
另外,在生产染料、塑料、药剂及有机中间体,旧橡胶的再生,制金属钠、水的电解以及无机盐生产中,制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等,也要使用大量的烧碱。
工业用氢氧化钠应符合国家标准GB 209-2006;工业用离子交换膜法氢氧化钠应符合国家标准GB/T 11199-89;化纤用氢氧化钠应符合国家标准GB 11212-89;食用氢氧化钠应符合国家标准GB 5175-85。
光合实验中吸收二氧化碳。
烧碱的制备方法有两种:苛化法和电解法。
现代工业主要通过电解饱和NaCl 溶液来制备烧碱。
电解法又分为水银法、隔膜法和离子膜法,我国目前主要采用的是隔膜法和离子膜法,这二者的主要区别在于隔膜法制碱的蒸发工序比离子膜法要复杂,而离子膜法多了淡盐水脱氯及盐水二次精制工序。
目前国内的烧碱生产主要采用的是离子膜电解法生产烧碱,我们主要针对离子膜电解法介绍烧碱的制作工艺,并简要讨论工艺中的能耗情况。
原料为粗盐(含大量杂质的氯化钠),根据生产工艺中的耗能情况,将烧碱制法分为整流、盐水精制、盐水电解、液碱蒸发、氯氢处理、固碱生产和废气吸收工序等七个流程。
主要化学反应为:2NaCl+2H2O→2NaOH+Cl2↑+H2↑1-整流2-盐水精制3-电解4-氯氢处理5-液碱蒸发6-固碱生产图 1 烧碱工艺总流程示意图1整流:整流是将电网输入的高压交流电转变成供给电解用的低压直流电的工序,其能耗主要是变压、整流时造成的电损,它以整流效率来衡量。
侯德榜制碱法
侯德榜制碱法侯德榜制碱法是一种人工制碱的方法,由英国化学家侯德榜在19世纪初发明并推广使用。
这种方法通过将钠盐和石灰石热分解来产生碱性物质,被广泛应用于工业生产中。
下面将详细介绍侯德榜制碱法的工艺流程和原理。
侯德榜制碱法的工艺流程主要包括两个步骤,即制备苛化液和碱液回收。
制备苛化液的过程是将石灰石与食盐一起加入反应釜中,并加热。
经过一系列化学反应,产生氯化钙和碳酸钠。
其中,氯化钙是溶于水的,而碳酸钠则沉淀在底部。
将反应釜分为两个部分,上部分用于收集氯化钙水溶液,下部分则用于沉淀碳酸钠。
在制备苛化液过程中,首先将石灰石和食盐按一定比例加入反应釜中。
然后,加热反应釜至一定温度,保持一段时间,使得化学反应充分进行。
接着,将反应釜分为上下两部分,收集上部分的氯化钙水溶液,将底部的碳酸钠沉淀取出待用。
制备碱液的回收过程是将苛化液经过一系列步骤加热分解,得到氢氧化钠和二氧化碳。
具体的步骤包括将苛化液加热,使其分解产生氢氧化钠和二氧化碳,然后收集氢氧化钠溶液。
在制备碱液的回收过程中,首先将苛化液加热,可以使用蒸汽或者其他热源。
加热后,苛化液中的碳酸钠会分解生成氢氧化钠和二氧化碳。
然后,收集产生的氢氧化钠溶液,即可得到制碱的产物。
侯德榜制碱法的原理是基于碳酸钠的热分解反应。
在加热的条件下,碳酸钠会分解为氧化钠和二氧化碳。
制备苛化液时,当石灰石与食盐共同加热时,产生的氯化钙通过饱和溶液取出,可得到氧化钠,即碱液。
而二氧化碳则被释放到空气中。
侯德榜制碱法由于其简单的工艺流程和高产碱率,在19世纪初得到广泛应用。
然而,随着时间的推移和科学技术的进步,该方法逐渐被更加先进的制碱方法取代。
但侯德榜制碱法的发明为现代化工生产奠定了基础,对于化学工业的发展起到了积极的推动作用。
总而言之,侯德榜制碱法是一种简单而有效的人工制碱方法,通过加热石灰石和食盐混合物来产生氯化钙和碳酸钠。
其中,氯化钙可用于其他用途,而碳酸钠则通过加热分解得到氢氧化钠。
侯德榜制碱法工艺流程(精选可编辑)
侯德榜制碱法工艺流程(精选可编辑)侯德榜制碱法是一种先进的制碱工艺,其流程主要包括以下几个步骤:一、原料准备首先,需要准备的原料有:氯化钠(NaCl)、二氧化碳(CO2)、氨气(NH3)和氮气(N2)。
其中,氯化钠是主要原料,二氧化碳和氨气是反应物,而氮气则用于稀释氨气。
二、制取母液将准备好的氯化钠溶解于水中,得到饱和氯化钠溶液。
同时,将准备好的二氧化碳和氨气在一定条件下进行反应,生成碳酸氢铵溶液。
将两种溶液混合后,再加入适量的氮气进行稀释,得到母液。
三、分离碳酸氢钠将母液进行加热,使碳酸氢钠结晶析出。
将结晶后的溶液进行过滤,得到碳酸氢钠晶体和母液。
将碳酸氢钠晶体与母液分离,得到纯度较高的碳酸氢钠。
四、洗涤碳酸氢钠将得到的碳酸氢钠晶体用母液进行洗涤,去除其中的杂质。
洗涤后的碳酸氢钠晶体用热风干燥,得到纯度较高的碳酸氢钠产品。
五、回收母液在制取碳酸氢钠的过程中,会产生大量的母液。
这些母液中仍含有大量的氯化钠和其他有价值的物质。
通过回收母液中的氯化钠和其他物质,可以实现资源的循环利用,降低生产成本。
六、排放废弃物在制取碳酸氢钠的过程中,会产生一些废弃物,如碳酸氢钠分解产生的二氧化碳和氨气等。
这些废弃物需要经过处理后才能排放。
通常采用的方法是将二氧化碳进行压缩液化,然后出售或再利用,而氨气则可以作为肥料使用。
七、总结侯德榜制碱法是一种先进的制碱工艺,其流程主要包括原料准备、制取母液、分离碳酸氢钠、洗涤碳酸氢钠、回收母液和排放废弃物等步骤。
该工艺具有原料来源广泛、生产成本低、产品质量高、资源循环利用等优点,是一种具有广泛应用前景的制碱工艺。
八、拓展除了侯德榜制碱法外,还有索尔维制碱法、吕布兰制碱法等制碱工艺。
这些工艺各有优缺点,在不同的应用场景下可以选用不同的工艺。
例如,索尔维制碱法虽然工艺流程简单,但需要消耗大量的石灰石和煤炭资源;吕布兰制碱法则需要使用氯离子作为催化剂,对环境有一定的影响。
因此,在实际生产中需要根据企业的实际情况选择最合适的制碱工艺。
制碱的工艺
制碱的工艺
制碱的工艺主要包括石碱法和电解法两种。
石碱法是最早被应用的一种制碱工艺,其原料主要是石灰石。
首先将石灰石加热分解产生石灰,然后将石灰与氯化钠进行反应,生成氯化钙和氢氧化钠。
再对氯化钙与氢氧化钠进行碳化反应,生成氢氧化钙和氯化氢。
最后通过氧化分解氢氧化钙产生氢氧化钠,再经过提纯即可得到制碱产品。
电解法是目前主要的制碱工艺。
该工艺利用电解水溶液的性质,在电解槽中进行电解反应,从而产生碱性离子和酸性离子。
以氯化钠为原料,通过电解分解产生氢氧化钠和氯气。
其中,阳极反应产生氧气和氯离子,阴极反应产生氢气和氢氧化钠。
通过分离纯化氢氧化钠和氯气,即可得到制碱产品。
两种工艺各有优劣。
石碱法原材料资源丰富,但能源消耗较高;电解法能源消耗相对较少,但依赖于氯化钠等原材料。
随着技术的发展,电解法逐渐成为制碱的主要工艺。
制碱工艺流程
制碱工艺流程
制碱工艺流程有多种,以下为您介绍其中的三种:
1.氯碱法。
将氯化钠溶解在水中得到氯化钠溶液,然后将溶液导入电解槽中,通过电解的方式将氯化钠分解成氯气、氢气和氢氧化钠,最后通过沉淀、过滤、蒸发等步骤得到纯碱产品。
2.碱石法。
将石灰石和苏打石混合均匀,并经过破碎、磨粉等工序制备成石灰石苏打石混合料,最后通过过滤、蒸发等工序得到纯碱产品。
3.天然碱法。
对于以晶碱石为主要成分的天然碱矿,一般采用蒸发法生产工艺,通过分解或中和的方式使晶碱石中的碳酸氢钠分解,再蒸发提纯制得纯碱。
7.表面处理:轴瓦的表面处理通常包括镀层或涂层等工艺,可以提高轴瓦的耐磨性和抗腐蚀性。
纯碱生产工艺简介
纯碱生产工艺简介纯碱生产工艺主要分天然碱法和合成碱法,而合成碱法又分氨碱法和联碱法。
1.天然碱目前全世界发现天然碱矿的仅有美国、中国、土耳其、肯尼亚等少数国家,其中以美国的绿河天然碱矿最有名。
绿河地区的天然碱矿床,有42个含倍半碳酸钠的矿层。
已知矿层厚度在1.2m以上(最厚达11m),含矿面积在670km2(最大达2007km2)的有25层,位于地表以下198~914m,,计算倍半碳酸钠(Na2CO3.NaHCO3.2H2O)储量为613亿t,即使全世界所有碱厂全部停产,美国天然碱也可供世界1300年纯碱用量。
绿河地区各公司主要采用机械化开采。
地面加工装置,主要采用一水碱流程生产重质纯碱。
美国各天然碱厂目前的市场运作方法是:国内,各厂进行有序竞争;国外出口,各厂联合,成立一个专营出口的组织“ANSAC”(美国天然碱公司),美国天然碱不但质量好,而且生产成本仅为60美元/吨左右,远低于我国合成纯碱成本90美元/吨-100美元/吨左右,因此它具有很强的竞争力。
而位于河南省桐柏县的天然碱矿,总储量达1.5亿吨,远景储量3亿~5亿吨,占全国天然碱储量的80%,位居亚洲第一、世界第二位。
内蒙古伊化集团在桐柏建立了以天然碱为主的化工园区,其优质的低盐重质纯碱设计年产量达100万吨。
天然碱生产工艺主要有三种:a. 倍半碱流程矿石开采-溶解-澄清除去杂质-循环母液-三效真空结晶-240度煅烧b. 卤水碳化流程天然卤水-碳化塔碳化为重碱-干燥-煅烧为粗碱-用硝酸钠在155度漂白-煅烧,煅烧用二氧化碳由自备电厂提供c. 一水碱流程矿石开采-破碎到7厘米以下-200度停留30分钟-粗碱-溶解、澄清-三效真空结晶-240度煅烧天然碱法的主要优点是:a.成本低,每吨约60美元左右,而合成碱为90-100美元,完全可以抵消运输成本。
b.质量方面盐分非常低,往往小于0.10%,产品粒度也非常好。
缺点是因为倍半碱矿容易和芒硝矿共生,产品中硫酸根含量比氨碱法要高,但现在用户对硫酸根的要求基本不高,所以这个缺点影响不大。
侯德榜制碱法工艺流程
侯德榜制碱法工艺流程侯德榜制碱法的基本原理是通过电解盐水来制备碱液,其中的主要化学反应是氯化钠(NaCl)溶解在水中形成氯离子(Cl-)和钠离子(Na+)。
在电解的过程中,氯阴极上发生水的电解反应,生成氢气(H2)和氢氧根离子(OH-),而在钠阳极上则发生氯离子的电分解,生成氯气(Cl2)和钠离子(Na+)。
1.制备盐水:将海水或井水进行预处理,将其中的杂质和其他不需要的物质去除,得到纯净的盐水。
将盐水储存在盐水贮槽中,以备后续使用。
2.预处理盐水:将盐水通过过仓设备,进一步去除其中的杂质和其他不需要的物质,确保盐水的纯度。
3.盐水加热:将纯净的盐水通过加热设备进行加热,使其达到一定的温度。
温度的控制对于后续的电解过程至关重要,因为过低的温度会降低电解效率。
4.盐水电解:将加热后的盐水输送至电解槽中,电解槽是一个密闭的容器,分为阳极和阴极两个区域。
在盐水中加入适量的电解质,以提高电解效率。
将阳极和阴极连接到电源,启动电流通过盐水,开始电解过程。
5.氯气收集:在电解过程中,氯气(Cl2)在阳极上生成,通过气体收集装置将氯气收集起来。
6.碱液收集:在电解槽中,阴极产生的氢气与氢氧根离子结合形成氢氧化钠(NaOH),也即是碱液。
将碱液收集起来储存在碱液贮槽中。
7.清洗和再循环:经过一段时间的电解过程后,电解槽内会积累一定的氯化钠,需要将其清洗干净,以确保电解槽的正常运行。
清洗过程中,收集的氯气会被重新回收利用。
8.氢气回收:在电解过程中产生的氢气也会被收集起来,经过净化和压缩等处理,用于工业以及其他领域的应用。
以上便是侯德榜制碱法的工艺流程,通过电解盐水来制备碱液。
这种方法具有高效、环保以及资源可持续利用等特点,因此在当时得到了广泛的应用。
侯德榜制碱法工艺流程
侯德榜制碱法工艺原理【情景】侯德榜制碱法工艺流程如下:1、将氯化钠溶于水制成饱和氯化钠溶液。
2、先通入NH3达饱和3、再通入CO2至饱和4、过滤,得到碳酸氢钠固体.5、加热固体,得纯碱.6、滤液,主要是氯化铵。
让其和碳酸钙分解生成的CaO(溶于水生成Ca(OH)2)反应重新放出NH3,循环使用。
或在初始滤液中继续加固体NaCl还可以得到碳酸氢钠固体;或在初始滤液中通氨气得到氯化铵。
【讨论】1、Na HCO3(s) = Na+(aq) + HCO3-(aq)——这是一个“沉淀”溶解平衡。
为了得到NaHCO3,只要Na+和HCO3-浓度足够高即可。
因为我们需要饱和氯化钠溶液,这样Na+浓度最大。
当然使用饱和NaOH溶液更好,因为可以得到的Na+可以更高,但工业成本太大,不现实。
2、先通氨气后通二氧化碳显然为了得到最大浓度的HCO3-。
假如先通二氧化碳,再通氨气,由于二氧化碳的溶解度很小,最后得到的HCO3-浓度很小,况且假如通入的氨气过量,则得到的HCO3-浓度更小,无法使NaHCO3(s) = Na+(aq) + HCO3-(aq)平衡往左移动,工业目的无法达到。
相反,先通氨气再通过量的二氧化碳,则看保证都得到碳酸氢铵。
在通二氧化碳一段时间以后,继续再通氨气,理论上可以得到的碳酸氢铵浓度更大,得到的HCO3-浓度更高,则越溶液得到NaHCO3(s)。
3、分离碳酸氢钠固体显然使用过滤的方法,因为这是一个难溶于水和水溶液之间的混合物的分离。
4、在初始滤液中继续加固体Na Cl,显然是为了提高Na+浓度,使得Na HCO3(s)继续i析出;在初始滤液中通氨气得到氯化铵的道理也一样。
5、摩尔盐的制备原理和碳酸氢钠制备的道理也一样。
6、“沉淀”溶解平衡不仅仅局限在难溶物质,只是可溶或者易溶物质的Ksp更大而已。
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纯碱俗名苏打、石碱、碳酸钠、洗涤碱,化学式为Na2CO3。
纯碱是重要的化工原料,广泛用于玻璃、日用化学、化工、搪瓷、造纸、医药、纺织、印染、制革等工业部门以及人们的日常生活,在国民经济中占有重要地位。
制碱工业中通过氨盐水吸收二氧化碳可得到得碳酸氢钠(俗称小苏打),再送煅烧工序,得到的即为轻质纯碱(轻灰)。
轻质纯碱溶于水中,达到饱和后结晶生成一水碱,再经煅烧就成为重质纯碱(重灰)。
轻重灰最明显的区别是重度堆密度不同,即相同体积重量不一样,轻灰≥500公斤/立方,重灰≥900公斤/立方。
轻灰多用于食品,冶炼及玻璃制造,用的最多的是日化洗涤用品。
重灰多用于浮法玻璃等高档玻璃的制造。
目前纯碱的生产方法有氨碱法、联碱法、天然碱法、芒硝制碱法、霞石制碱法等,其中最重要、国内最常用的是氨碱法和联碱法。
(一)氨碱法
在很早以前,人们就开始使用天然碱湖中的碱以及海草灰中的碱供洗涤和制造玻璃之用,到18世纪末,随着生产力的发展,天然碱的产量已远不能满足玻璃、肥皂、皮革等工业需要,因此人工制碱的问题就被提出来了。
1861年,比利时人索尔维原是一名工人,在煤气厂从事稀氨水的浓缩工作,发现用食盐水吸收氨和二氧化碳时可以得到碳酸氢钠,于是获得用海盐和石灰石为原料制取纯碱的专利,这种方法也就被称之为“索尔维制碱法”。
因为在生产过程中需用氨作为媒介,故又称为“氨碱法”。
氨碱法主要工艺流程如下:
饱和食盐水氨盐
水沉淀NaHCO3沉淀NH4Cl NaCl
CO2(循环使用)
Na2CO3产品通NH3过滤洗涤通CO2
Ca(OH)2煅烧NH3(循环使用)
废液CaCl2,NaCl Δ
石灰石CaCO3
CO2
CaO 煅烧
石灰乳
Ca(OH)2
氨碱法制碱工艺的原理如下:
NH4Cl NaHCO3H2O CO2NH3NaCl +↓→+++
↑+→CO2CaO CaCO3,H2O 2CaCl NH32CaO NH4Cl 2++↑→+
H2O CO2CO32Na NaHCO32+↑+→
但是氨碱法存在着比较严重的缺点,即其对原料NaCl 的利用率低,且大量氯化物以废液形式排弃,不但原料无法完全利用,而且严重污染环境。
(二)联碱法
20世纪初期,德国人Schreib 提出将氨碱法碳酸化母液中所含的氯化铵直接制成固体作为产品出售。
1931年德国人Gland 和Lupmann 获得初步结果。
1938年我国永利化学工业公司在侯德榜博士领导下从事这项研究,历经数年,获得成功,命名为“候氏制碱法”,因为与氨厂联合,以氨厂的NH3和CO2同时生产纯碱和氯化铵两种产品,故又称“联碱法”。
又因在生产过程中NaHCO3母液用于制NH4Cl ,NH4Cl 母液又用于制NaHCO3,过程循环进行,故又称为“循环制碱法”。
联碱法制碱工艺副产的氯化铵简称“氯铵”,又称卤砂,是一种速效氮素化学肥
料;副产的食品级小苏打,普遍用于食品及饮料加工行业。
联碱法制碱主要工艺流程如下: 碳化CO2
澄清
吸氨换热盐析
吸氨冷析过滤
NaCl 分离
煅烧纯碱氯化铵M ⅠA ⅠM Ⅱ
A ⅡCO2
联碱法制碱工艺的原理如下:
NH4Cl NaHCO3H2O CO2NH3NaCl +↓→+++
H2O CO2CO32Na NaHCO32+↑+→
氨碱法与联碱法工艺都是通过氨盐水吸收二氧化碳生成NaHCO3结晶,NaHCO3再经过煅烧制得Na2CO3产品,同时回收CO2气体回收利用。
其不同点在于:
1、 氨碱法盐的利用率低,联碱法盐的利用率高;
2、 氨碱法通过母液蒸馏实现氨循环,联碱法是母液循环;
3、 氨碱法有大量的废渣废液排出,联碱法不需排废液;
4、 氨碱法生产工序、设备繁多,生产成本高。
联碱法生产工序、设备简单,
生产成本低。
因此联碱法生产更节能、环保,更具发展前景,更能适应现代工业化生产。
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