联碱生产工艺
联碱设备简介
一、氨压缩机的作用及简介 在氯化铵结晶生产过程中，每生产1t产品需要移出840MJ左右的热量，这部分热量的移出，一般是利用冰机制冷来实现的。 氨压缩机俗称冰机，是冷冻系统的主体设备，其作用是将低压氨蒸气压缩成较高的压力和温度，送入冷凝器冷凝成液氨。
冰机的型号： 压缩工段共有冰机16台 LG31.5A螺杆冰机10台 LG25螺杆冰机6台套
煅烧炉(回转炉)型号及数量： 煅烧工段共有轻灰煅烧炉8台,重质碱煅烧炉1台，凉碱炉3台 φ2500轻灰煅烧炉5台套， φ3000轻灰煅烧炉2台套， Φ3600轻灰煅烧炉1台套， Φ2500重灰煅烧炉1台套 φ2500凉碱炉3台套
结晶工段
氯化铵结晶是使氨母液Ⅰ在结晶器中，借冷却和加盐的作用使氯化铵结晶析出，同时得到合乎制碱要求的母液Ⅱ送回碳化工序制碱用
其基本流程是：氨盐水由塔顶部进入塔内，CO2气分别由塔的底部和中部进入塔内。气液接触发生反应，为增加气液接触面积，在塔内装有多层菌帽，化学反应所放出的热量有冷却箱的冷却水将热量移走，生成的碱液从塔底部的出碱口取出进入过滤机过滤出重碱，反应后剩余的CO2气夹带着微量的NH3气（俗称废气）则由塔顶的废气管排出。
吸氨
换热
碳化
吸氨
分离（干燥）
冷析
过滤
煅烧
澄清
盐析
co2
NacL
AII
MI
MII
AI
co
纯碱
氯化铵
一过程
二过程
根据实际生产情况，事业部现在设有五个工段（车间），从所包括的工序来讲大致可分为： 压缩工段： CO2压缩、冰机制冷、循环水等工序； 碳化工段： 母液吸氨、淡液及母液蒸馏、氨母液Ⅱ碳酸化、重碱过滤等工序； 煅烧工段： 重碱煅烧、轻灰凉碱、重灰、小苏打等工序； 结晶工段： 氯化氨结晶及过滤等工序； 干铵工段： 氯化铵干燥、制精铵等工序。
联碱法纯碱生产工艺
联碱法纯碱生产工艺一、概述联碱法纯碱生产工艺是一种主要利用海水或盐湖卤水中的氯化钠制备氢氧化钠（碱石）以及将氢氧化钠转化为纯碱的工艺。
二、工艺流程1. 原料准备a. 采集海水或盐湖卤水，并去除悬浮固体物。
b. 加热至沸腾，使水中的杂质沉淀。
2. 碱石生产a. 将盐湖卤水或海水与石灰石反应，生成氢氧化钠和氯化钙的沉淀物。
b. 过滤除去沉淀物，得到氢氧化钠溶液。
3. 碱石干燥a. 将氢氧化钠溶液通过蒸发浓缩系统，蒸发水分。
b. 收集并干燥产生的碱石。
4. 碱石转化a. 将碱石与二氧化碳反应，生成纯碱和水。
b. 过滤除去未反应的物质，并收集纯碱溶液。
5. 纯碱结晶b. 控制温度和浓度，促使纯碱结晶形成。
c. 过滤结晶物，得到纯碱。
6. 过程回收a. 对纯碱结晶过程中产生的废水进行处理，回收其中的碱性物质。
b. 将废水经过处理后，以循环方式再利用。
三、工艺特点1. 利用海水或盐湖卤水中的氯化钠作为原料，资源可再生，具有可持续发展的特点。
2. 采用过滤、干燥、结晶等工艺步骤，使工艺流程简单、高效。
3. 在碱石生产过程中，初始材料与石灰石反应，产生的氯化钙可以用于其他工业生产。
4. 废水处理和循环利用，降低对环境的污染。
四、安全生产措施1. 工人必须穿着防护服、防护眼镜等个人防护用品，严禁暴露在化学物质中。
2. 在操作过程中，严格控制温度和压力，以预防可能的事故发生。
3. 对储存和运输过程中的化学品，严格遵守相关法规，并采取必要的安全措施。
4. 定期进行安全教育培训，提高工人的安全意识和应急处置能力。
以上是联碱法纯碱生产工艺的简要描述，工厂应根据实际情况进行具体的安全规范制定，并确保工艺流程的连续性和稳定性。
联碱生产工艺
碳化的主要物料流程
澄清后的氨母液Ⅱ用AⅡ泵送至清洗塔上部，在塔内自上而 下溶解塔内结疤，并由塔底经中和泵送至制碱塔的上部自上而 下与第1圈（下段气）和第7圈（中段气）通入的二氧化碳气进 行反应，生成碳酸氢钠悬浮液，冷却结晶后由塔底取出至滤过 。
钠反应生成的碳酸氢钠沉淀和氯化铵，碳酸氢钠 之所以沉淀是因为它的溶解度较小。
• 此法优点：保留了氨碱法的优点，消除了 它的缺点，使食盐的利用率提高到 96 ％； NH4Cl 可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合 成氨的原料气 CO 转化成 CO2，革除了 CaCO3制 CO2这一工序。
本厂联碱各工序网络图
2NaHCO△ 3 = Na2CO3+H2O+CO2
炉气 去压缩
软水
洗涤塔 洗 涤 液
洗涤泵
冷凝塔 冷 凝 液
冷凝泵
水封槽
重 碱 来 NaHCO3
旋风分离 炉气 煅 烧 炉 合 成 来 中 压 蒸 汽
Na2CO3
冷凝水
埋刮板 贮水槽
热碱桶
热碱泵
送系统
热 碱液
凉碱机
埋刮板
纯碱 包装
闪蒸器
低压蒸汽去 复肥等系统
• 中国“侯氏碱法”与日本的A.C法实质均为联碱法 ，堪称提高食盐利用率，解决废液排放的成功方 法。
侯氏制碱法
（1）NH3+ H2O + CO2==== NH4HCO3 （2） NH4HCO3 + NaCl(饱和) == NH4Cl+
NaHCO3↓（平时这样的反应一般认为不进 行，但是由于在某个温度下，碳酸氢钠的 溶解度较低，会沉淀出来，所以这个反应 能够一定程度上进行）
联碱法生产纯碱的原理及过程
联碱法生产纯碱的原理及过程联碱法是一种常用的生产纯碱的方法，其原理是通过氨气与二氧化碳的反应生成碳酸氢铵，再经过加热分解得到氨气和二氧化碳，最后通过吸收二氧化碳生成纯碱。
下面将详细介绍联碱法生产纯碱的过程。
通过氨气发生器产生氨气。
氨气发生器中加入氨气原料，如氨水和石灰石，经过加热分解反应产生氨气。
该反应可表示为：CaO + NH3 → Ca（OH）2 + NH3↑。
然后，将产生的氨气与二氧化碳进行反应生成碳酸氢铵。
氨气和二氧化碳在一定的温度和压力下反应，生成固体碳酸氢铵。
该反应可表示为：2NH3 + CO2 → (NH4)2CO3。
接着，将碳酸氢铵进行加热分解。
碳酸氢铵在高温下分解为氨气和二氧化碳，生成氨气和二氧化碳的反应可表示为：(NH4)2CO3 → 2NH3↑ + CO2↑ + H2O。
将产生的二氧化碳通过吸收剂吸收，生成纯碱。
吸收剂通常使用饱和的氢氧化钠溶液。
氢氧化钠溶液中的NaOH与二氧化碳反应生成碳酸钠溶液，该反应可表示为：NaOH + CO2 → NaHCO3。
通过上述过程，最终得到的产物为纯碱（碳酸钠）。
纯碱的纯度取决于各个步骤中的反应条件和操作技术。
联碱法生产纯碱的过程中需要注意以下几个问题。
首先，氨气和二氧化碳的反应需要在一定的温度和压力下进行，通常在300-350°C 和30-50 atm条件下反应。
其次，碳酸氢铵的加热分解需要控制适当的温度和时间，以避免过度分解或不完全分解。
此外，吸收二氧化碳的过程中需要控制饱和度和温度，以保证产物的纯度。
总的来说，联碱法生产纯碱的原理是通过氨气与二氧化碳反应生成碳酸氢铵，再经过加热分解得到氨气和二氧化碳，最后通过吸收二氧化碳生成纯碱。
这种方法在工业生产中广泛应用，能够高效地生产出高纯度的碳酸钠。
通过不断的优化和改进，联碱法生产纯碱的工艺已经相当成熟，为工业生产提供了可靠的方法。
氨碱法和联碱法
氨碱法和联碱法引言氨碱法和联碱法是工业生产中常用的两种制碱方法。
本文将深入探讨这两种制碱方法的原理、流程以及优缺点，并分析其在实际应用中的适用范围和特点。
氨碱法原理氨碱法是以氨为主要原料生产碱的一种方法。
其主要原理是通过将氨气与二氧化碳反应生成碳酸铵，再经过加热脱水分解得到氢氧化铵，最后通过加热分解得到氢氧化钠。
其反应方程式如下：NH3(g) + CO2(g) + H2O(l) → NH4HCO3(s)NH4HCO3(s) → NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)流程1.氨气与二氧化碳在碱液中反应生成碳酸铵。
2.将碳酸铵加热进行脱水分解，生成氢氧化铵。
3.氢氧化铵经过加热分解，生成氢氧化钠。
优缺点优点1.原料易得：氨气广泛存在于空气中，二氧化碳也是常见气体。
2.反应条件温和：氨碱法反应温度较低，不需要高温反应。
3.产品纯度高：氨碱法制备的氢氧化钠纯度较高。
缺点1.产能较低：氨碱法生产的碱产量相对较低。
2.能耗较高：制备碳酸铵和氢氧化钠的过程需要大量能源。
联碱法原理联碱法是一种以盐类为主要原料生产碱的方法。
其原理是将氯化钠与氢氧化钠按一定比例充分反应，生成氢氧化钠和氯化氢，然后通过氯化氢的再生和氢氧化钠的重结晶来获得高纯度的氢氧化钠。
其反应方程式如下：NaCl(s) + NaOH(aq) → Na2O(s) + HCl(g)2HCl(g) + H2O(l) → Cl2(g) + 2H2O(l)流程1.氯化钠与氢氧化钠按一定比例反应生成氢氧化钠和氯化氢。
2.氯化氢通过再生装置进行氯化氢的再生。
3.氢氧化钠通过重结晶来获得高纯度的氢氧化钠。
优缺点优点1.可大规模生产：联碱法可以实现氢氧化钠的大规模生产。
2.产能高：相对于氨碱法，联碱法的碱产量更高。
3.产品品质稳定：通过重结晶装置可以得到高纯度的氢氧化钠。
缺点1.原料需求量大：联碱法的原料需求量较大，生产成本较高。
2.反应条件苛刻：联碱法需要在高温高压条件下进行反应。
联碱生产工艺
联碱生产工艺
联碱是一种重要的化学品，广泛应用于建筑、玻璃、纺织、皮革、造纸等行业。
下面简要介绍一下联碱的生产工艺。
联碱的生产主要分为化学工艺和物理工艺两个环节。
化学工艺是指通过化学反应来生产联碱。
首先，将石灰石或者大理石石灰石与燃料（如煤、石油焦等）混合在高温下进行煅烧，产生石灰石。
然后，将石灰石与水进行反应，生成石灰乳。
接着，将石灰乳与盐化工产业的废酸进行反应，产生氯化钙，并产生大量的碱性废水。
最后，通过闪蒸器，将碱性废水中的氯化钙进行分离和蒸发，得到纯碱结晶。
物理工艺是指通过物理方法来提取和分离纯碱。
先将含有联碱的矿石经过破碎、磨矿、磁选和浮选等步骤，提取出含碱的草皮矿。
然后，将草皮矿加热，将其中的结晶水蒸发掉，得到脱水草皮矿。
再通过煅烧将脱水草皮矿转化为纯碱。
无论是化学工艺还是物理工艺,接下来都需要将得到的碱通过
溶解、过滤、浓缩、晶体生长等工序进行纯化。
最终得到的纯碱产品可以进一步精加工，达到不同纯度的纯碱要求。
需要注意的是，联碱生产工艺需要高温高压条件，存在一定的安全风险。
因此，生产过程中需要严格执行各项安全措施，并加强管理和监测工作，预防事故的发生。
总结起来，联碱的生产工艺主要包括化学工艺和物理工艺两个
环节。
化学工艺通过化学反应来生产联碱，物理工艺通过物理方法提取和分离纯碱。
无论是哪种工艺，都需要进行纯化工序，最终得到纯碱产品。
在生产过程中，需要加强安全管理和监测，确保生产安全。
联碱法纯碱生产工艺流程
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1. 配料，以石灰石和氨水为主要原料，加入适量食盐和水，制备配料溶液。
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。
联碱法纯碱生产工艺
联碱法纯碱生产工艺纯碱是一种重要的化工原料，广泛应用于玻璃制造、洗涤剂生产、冶金和化肥等领域。
联碱法是目前主要的纯碱生产工艺，本文将详细介绍联碱法纯碱生产的工艺过程和原理。
工艺流程纯碱的生产过程主要包括盐湖矿石开采、浸出、盐湖液处理、盐湖液分离、电解法制取氯气和电解法制取纯碱。
1. 盐湖矿石开采纯碱的原料通常来自含碳酸盐矿石的盐湖，如青海、甘肃、新疆等地的废碱潭盐湖。
盐湖矿石开采主要采用地下矿井开采或露天开采方式。
2. 浸出开采后的盐湖矿石经过粉碎、破碎和洗选后，用水进行浸出。
通过浸出过程，将矿石中的碳酸盐溶解出来，形成含碳酸盐的盐湖液。
3. 盐湖液处理浸出得到的盐湖液中含有较多的离子杂质，需要进行处理以提高纯碱的提取效果和质量。
常用的盐湖液处理方法包括预处理和晶体化处理。
在预处理过程中，先对盐湖液进行脱硫处理，去除其中的二氧化硫。
然后，在加入适量的草酸钠和草酸的条件下，通过碳酸钠和离子杂质的反应，将离子杂质转化成难溶性的沉淀物，从而实现杂质的去除。
晶体化处理是将盐湖液进行浓缩，使其中的盐类饱和结晶，获得高纯度的碳酸钠晶体。
4. 盐湖液分离晶体化处理后，得到的盐湖液需要进行分离。
一般采用离心分离或真空蒸发的方法，将盐湖液中的水分蒸发或排除，从而获得含有碳酸钠晶体的湿饼。
5. 电解法制取氯气将湿饼进行电解，可以同时制取氢氧化钠和氯气。
湿饼是电解池的阳极，通过电解可以产生氯气和氢氧化钠，其中氧化钠可以继续回收利用。
6. 电解法制取纯碱将电解产生的氢氧化钠溶液进行进一步处理，即可得到纯碱。
处理过程一般采用碳酸氢钠法、烧结法和流化床法等。
工艺原理联碱法纯碱生产的主要原理是通过盐湖矿石的浸出和处理，得到含碳酸盐的盐湖液，然后通过盐湖液的分离和电解等步骤，制取纯碱。
•盐湖矿石开采：通过地下矿井开采或者露天开采方式，获取含碳酸盐的盐湖矿石作为原料。
•浸出：将盐湖矿石经过粉碎、破碎和洗选后，用水进行浸出，使矿石中的碳酸盐溶解在水中，形成含碳酸盐的盐湖液。
高三化学一轮小专题——联合制碱工业
小专题——化工生产之联合制碱工业无水碳酸钠，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。
一、氨碱法（又称索尔维法）它是比利时工程师苏尔维（1838～1922）于1892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。
先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水，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：NaCl+ NH3+ H2O+ CO2→NaHCO3↓+ NH4Cl将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体，再加热煅烧制得纯碱产品。
2NaHCO3→Na2CO3+ H2O+ CO2↑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[Ca(OH)2]混合加热，所放出的氨气可回收循环使用。
CaO＋H2O→Ca(OH)2，2NH4Cl+ Ca(OH)2→CaCl2+ 2NH3↑+ 2H2O 其工业生产的简单流程如图所示。
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；副产品氨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里都只利用了一半——食盐成分里的钠离子（Na＋）和石灰石成分里的碳酸根离子（CO32－）结合成了碳酸钠，可是食盐的另一成分氯离子（Cl－）和石灰石的另一成分钙离子（Ca2＋）却结合成了没有多大用途的氯化钙（CaCl2），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。
二、联合制碱法（又称侯氏制碱法）它是我国化学工程专家侯德榜（1890～1974）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。
联碱工艺流程
联碱工艺流程简介联碱生产按工序可分为碳滤、压缩、煅烧、重灰、重灰包装、结晶、制冷、干铵、干铵包装9个工序。
一：碳滤工序碳滤工序包括碳化、过滤、综合回收几个过程。
碳化过程碳化过程是利用氨母液II在碳化塔中吸收CO2生成NaHCO3结晶同时生成NH4Cl的过程。
碳化塔里的反应可用方程式NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3 +NH4Cl来表示。
液相流程用方框图表示为：碳化尾气中含有大量的气氨，需经过综合回收后才能排放；其气相流程可用以下方框图表示：碳化过程是一个放热反应过程，反应过程中有大量的反应热需要移走；本工艺选用循环水冷却，下进上出间接换热闭路循环，在此不做介绍。
碳化取出液经取出槽至过滤机，气相里同样含有大量的气氨需经引风机引至净氨塔净氨后放空；过滤机上方以及MI桶放空气体同时净氨后放空。
过滤过程过滤过程是利用真空过滤原理将碳化取出液里的NaHCO3结晶分离出来，同时利用洗水降低NaHCO3里的NaCl含量；滤液去MI桶，NaHCO3结晶去煅烧；过滤尾气经净氨后去压缩工序。
用方框图可表示为：综合回收过程综合回收主要是回收碳化、过滤尾气及煅烧冷凝液里的氨；同时实现用水的回收利用。
煅烧冷凝液回收可用以下方框图表示。
碳化尾气经综合回收后放空、过滤尾气经综合回收后去压缩工序；其回收流程可用以下方框图表示：二、压缩工序压缩工序包括压缩和真空两个环节；压缩是利用压缩机将合成送过来的含98.５％和68.77%的CO2以及回收的煅烧炉气压缩、冷却后分中、下段送入碳化塔。
可用以下方框图表示。
真空环节是利用真空机抽吸过滤尾气放空，起到使过滤机连续稳定运行的作用。
三、煅烧工序煅烧工序使用蒸汽在煅烧炉内加热碳化工序送过来的NaHCO3结晶使之分解生成Na2CO3成品同时对炉气进行回收洗涤的过程。
在煅烧炉内发生以下化学反应： 2 NaHCO3 Na2CO3 + H2O +CO2 其流程可用以下方框图表示：因煅烧炉气中含有大量的CO2气、氨气及碱尘，CO2气和氨气是联碱生产的原料气；碱尘回收及是产品；而这些气体如不加以回收不光对环境造成污染，还增加生产成本。
联碱生产工艺及母液阻垢剂使用资料
纯碱生产工艺主要分天然碱 法和合成碱法，合成生产碱 法目前国内主要采用氨碱法 和联碱法。
氨碱法
目前国内仍有一些大型碱厂采用氨碱法， 其主要优点主要有： 原料价廉易得，产品质量好，可以生产低NaCl盐碱， 硫酸盐的含量也非常低，氨可以循环利用( 损失较少，适 用于大规模生产，易于机械化和自动化)。 主要缺点有： 存在石灰和蒸馏工序，原材料消耗高，原NaCl盐的利 用率低，转化率只能达到73~76%，Cl的利用率为零，总 利用率只有28%，产品成本高，生产副产品氯化钙处理难 度大，生产产生的废液量也较大。
氨碱法主要生产过程包括盐水制备、石灰石 煅烧、氨盐水制备、及其碳酸化、重碱的分离与 煅烧、氨的回收等。其反应过程如下： CaCO3 ＝CaO+CO2↑－Q CaO+H2O= Ca(OH)2＋Q NaCl+NH3+H2O+CO2＝NaHCO3 ↓+NH4Cl＋Q NaHCO3 ＝Na2CO3+CO2↑+H2O↑＋Q NH4Cl+ Ca(OH)2 = Ca Cl 2 +NH3 +H2O＋Q
联碱法以食盐、氨及合成氨工业副产的二氧 化碳为原料，同时生产纯碱及氯化铵，即联合产 纯碱与氯化铵，简称“联合制碱”或称“联碱”， 其主要反应为： NaCl+NH3+H2O+CO2= NaHCO3 ↓+NH4Cl NaHCO3 = Na2CO3+CO2↑+H2O↑ 根据加入原料的次数及析出氯化铵温度的不同， 联合制碱有多种工艺流程。我国多采用：一次碳 化，两次吸氨，一次加盐，低温析铵流程。
联碱法主要工艺流程图
联合制碱法
氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是第一步。
第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。
根据NH4Cl 在常温时的溶解度比NaCl 大，而在低温下却比NaCl 溶解度小的原理，在278K ～283K(5 ℃～10 ℃ ) 时，向母液中加入食盐细粉，而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。
化学原理侯氏制碱法又名联合制碱法（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 （2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ （3）2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑ 即：①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓ ②2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑优点保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96 %；NH4Cl 可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO 转化成CO2 ，革除了CaCO3 制CO2 这一工序。
注：纯碱就是碳酸钠国外研究情况（1862年至一战前）碳酸钠用途非常广泛。
虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳酸钠，但仍不能满足工业生产的需要。
1862年，比利时人索尔维（Ernest Solvay 1838—1922）发明了以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的“索尔维制碱法”（又称氨碱法）。
此后，英、法、德、美等国相继建立了大规模生产纯碱的工厂，并组织了索尔维公会，对会员以外的国家实行技术封锁。
第一次世界大战期间，欧亚交通梗塞。
由于我国所需纯碱都是从英国进口的，一时间，纯碱非常缺乏，一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。
1917年，爱国实业家范旭东在天津塘沽创办了永利碱业公司,决心打破洋人的垄断，生产出中国的纯碱。
他聘请正在美国留学的侯德榜先生出任总工程师。
侯氏制碱法的产生和发展1920年，侯德榜先生毅然回国任职。
他全身心地投入制碱工艺和设备的改进上，终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。
联合制碱法
联合制碱法氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是第一步。
第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。
根据NH4Cl 在常温时的溶解度比NaCl 大，而在低温下却比NaCl 溶解度小的原理，在278K ～283K(5 ℃～10 ℃ ) 时，向母液中加入食盐细粉，而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。
化学原理侯氏制碱法又名联合制碱法（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 （2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ （3）2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑ 即：①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓ ②2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑优点保留了氨碱法的优点，消除了它的缺点，使食盐的利用率提高到96 %；NH4Cl 可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO 转化成CO2 ，革除了CaCO3 制CO2 这一工序。
注：纯碱就是碳酸钠国外研究情况（1862年至一战前）碳酸钠用途非常广泛。
虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳酸钠，但仍不能满足工业生产的需要。
1862年，比利时人索尔维（Ernest Solvay 1838—1922）发明了以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的“索尔维制碱法”（又称氨碱法）。
此后，英、法、德、美等国相继建立了大规模生产纯碱的工厂，并组织了索尔维公会，对会员以外的国家实行技术封锁。
第一次世界大战期间，欧亚交通梗塞。
由于我国所需纯碱都是从英国进口的，一时间，纯碱非常缺乏，一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。
1917年，爱国实业家范旭东在天津塘沽创办了永利碱业公司,决心打破洋人的垄断，生产出中国的纯碱。
他聘请正在美国留学的侯德榜先生出任总工程师。
侯氏制碱法的产生和发展1920年，侯德榜先生毅然回国任职。
他全身心地投入制碱工艺和设备的改进上，终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。
联合制碱法工艺流程设计
化工设备机械基础设计任务书一、设计题目：联合制碱法工艺流程设计二、设计内容：本次设计任务为联合制碱法工艺流程设计，具体如下：以合成氨厂的产品NH3，副产品CO2为原料，配以NaCl，同时生产纯碱Na2CO3和肥料NH4Cl。
联碱法将合成氨厂与碱厂的联合生产，既使两厂的原料得以综合利用，又使两厂的生产加工设备相对简化。
已知参数：1、联合制碱法制的NaHCO3年产量为1万吨；一年安300天计算，工艺处理过程中总的转化率为80%。
2、假设设备2筒体直径为2m，实测厚度为8mm,容器材质为Q235-A,工艺流程中最大工作压力为0.42MPa，焊缝系数为0.85。
工艺流程简图如下：三、设计要求1、准备工作查阅资料、手册等有关物性数据。
2、选择设计方案包括工艺流程以及主要设备型式的选择3、制碱塔的工艺设计计算包括工艺参数的选定、物料衡算、设备工艺尺寸计算。
强度、稳定性校核。
4、产物液化气、汽油、航空煤油、柴油的年产量4、设计论证包括计算结果的反复校核、技术上的可行性、生产上的安全性以及经济上的合理性等。
5、工艺流程简图（2号图）的绘制包括物料流向以及化工参数测量点的标注。
7、主要设备结构简图（2号图）的绘制包括工艺尺寸技术特性表和接管表。
8、编写设计说明书包括以下几项：（1）封面：（课程设计题目、班级、姓名、学号、指导教师、时间、成绩）；（2）目录；（3）设计任务书；（4）设计方案的说明（包括工艺流程简图）；设计计算与说明；设计论证；设计数据汇总；对设计的评述及有关问题的讨论；（5）参考文献。
（6）附件：工艺流程简图；主要设备结构简图四、设计流程：搜集有关物性数据五、设计时间安排：2周六、设计班级：08化工七、参考资料：《化工工艺设计手册》、《化工原理》、《化工机械》、《化工制图》《化工工艺学》、《化工手册》等。
九、设计成果：设计说明书一份、二号图纸两张（工艺图、设备图各一张）。
附：封面格式化工设备机械基础课程设计设计题目：班级：姓名：学号：指导老师：设计成绩：设计时间：皖西学院材料与化工学院出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。
联碱工艺流程简介
联碱工艺流程简介联碱生产按工序可分为碳滤、压缩、煅烧、重灰、重灰包装、结晶、制冷、干铵、干铵包装9个工序。
一：碳滤工序碳滤工序包括碳化、过滤、综合回收几个过程。
1、 碳化过程碳化过程是利用氨母液II 在碳化塔中吸收CO 2生成NaHCO 3结晶同时生成NH 4Cl 的过程。
碳化塔里的反应可用方程式NaCl+NH 3+CO 2+H 2O NaHCO 3 +NH 4Cl 来表示。
液相流程用方框图表示为：碳化尾气中含有大量的气氨，需经过综合回收后才能排放；其气相流程可用以下方框图表示：碳化过程是一个放热反应过程，反应过程中有大量的反应热需要移走；本工艺选用循环水冷却，下进上出间接换热闭路循环，在此不做介绍。
碳化取出液经取出槽至过滤机，气相里同样含有大量的气氨需经引风机引至净氨塔净氨后放空；过滤机上方以及MI桶放空气体同时净氨后放空。
2、过滤过程过滤过程是利用真空过滤原理将碳化取出液里的NaHCO3结晶分离出来，同时利用洗水降低NaHCO3里的NaCl含量；滤液去MI桶，NaHCO3结晶去煅烧；过滤尾气经净氨后去压缩工序。
用方框图可表示为：3、综合回收过程综合回收主要是回收碳化、过滤尾气及煅烧冷凝液里的氨；同时实现用水的回收利用。
煅烧冷凝液回收可用以下方框图表示。
碳化尾气经综合回收后放空、过滤尾气经综合回收后去压缩工序；其回收流程可用以下方框图表示：二、压缩工序压缩工序包括压缩和真空两个环节；压缩是利用压缩机将合成送过来的含98.５％和68.77%的CO2以及回收的煅烧炉气压缩、冷却后分中、下段送入碳化塔。
可用以下方框图表示。
真空环节是利用真空机抽吸过滤尾气放空，起到使过滤机连续稳定运行的作用。
三、煅烧工序煅烧工序使用蒸汽在煅烧炉内加热碳化工序送过来的NaHCO 3结晶使之分解生成Na 2CO 3成品同时对炉气进行回收洗涤的过程。
在煅烧炉内发生以下化学反应： 2 NaHCO 3Na 2CO 3 + H 2O +CO 2其流程可用以下方框图表示：因煅烧炉气中含有大量的CO 2气、氨气及碱尘，CO 2气和氨气是联碱生产的原料气；碱尘回收及是产品；而这些气体如不加以回收不光对环境造成污染，还增加生产成本。
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侯氏制碱法
（1）NH3+ H2O + CO2==== NH4HCO3 （2） NH4HCO3 + NaCl(饱和) == NH4Cl+
NaHCO3↓（平时这样的反应一般认为不进 行，但是由于在某个温度下，碳酸氢钠的 溶解度较低，会沉淀出来，所以这个反应 能够一定程度上进行）
• 但路布兰法存在产品纯度差，生成成本高 ，人工消耗大，难以连续作业等缺点，遂 有索尔维法问世，并取而代之。
索尔维法制碱
• 1861年比利时人索尔维，在煤气厂从事稀 氨水浓缩时，发现用盐水吸收氨和二氧化 碳可得到碳酸氢钠。当年该法获得专利， 即为索尔维法，后人又称之为氨碱法。并 取代了路布兰法，在欧洲乃至世界逐渐发 展起来并延续至今。
（3）2NaHCO3=Δ== Na2CO3+ H2O+ CO2↑
• 即：
•
①NaCl(饱和) + NH3+ H2O + CO2==== NH4Cl
+ NaHCO3↓
•
②2NaHCO3=Δ== Na2CO3+ H2O + CO2↑
•
氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸
氢铵，这是第一步。第二步是：碳酸氢铵与氯化
主要化学反应为：
清洗塔
碳 化 尾 气
综
中和泵 尾 气回 收 合
联合制碱生产工艺流程
重碱工艺（一过程）
氯化铵来MⅡ
AⅠ去氯化铵
1.工艺流程
该工序主要是利用氨母液
吸收 NH3 AⅡ
澄清桶
AⅠ NH3 吸收
Ⅱ在碳化塔中吸收二氧化碳， 制得碳酸氢钠结晶及适合二过 程要求的氨母液Ⅰ，达到氯化
AⅡ桶 AⅡ泵
滤 过废 气 真空泵
钠转化率高和母液当量低的要 求，右图为重碱工艺流程图。
主要分为氯化铵 （包括综合）和 重碱（包括煅烧 ）两大车间。
水 水CO2 水
重碱
AⅠ MⅡ
纯碱
氯化铵
联碱四个工序网络示意图
联合制碱法生产原理
本联碱生产采用的是“一次加盐 、两次吸氨、一次碳化”生产循 环过程，第一过程为纯碱生产过 程，第二过程为氯化铵生产过程 。如图1—1所示，由母液Ⅱ开始 ，在第一过程加入原料氨（NH3 ）和二氧化碳（CO2），得到碳 酸氢钠 （NaHCO3）和母液Ⅰ， 在第二过程加入原料盐（NaCL） ，得到氯化铵（NH4CL）和母液 Ⅱ，如此完成一个循环。
NH3,CO2 NaHCO3
母液Ⅱ
一过程 二过程
母液Ⅰ
NH4CL
NaCL
图1-1联合制碱法示意图
联合制碱法工艺流程
NH3
合成
AⅡ 澄清
吸氨
MⅡ
与AⅠ换热
浓气
Ⅰ
过 压 缩 二氧化碳 碳 化
炉气
程
冷凝洗涤
Ⅱ 过 盐 析 NaCl 程晶浆半母Ⅱ煅烧 Nhomakorabea纯碱
过滤 MⅠ
冷析 AⅠ
吸氨
外冷器
NH3
兑稠 分离
氯化铵
用途
• 氯化铵主要用于农业作氮素肥料，中国的 氯化铵产量居世界第一位；
• 工业氯化铵用于制造电池，金属焊接，电 镀，印染，医药等；
• 食用氯化铵一般与碳酸钠混合后使用，主 要用于面包、饼干等；
• 饲料添加剂用氯化铵，可提高产肉率；
纯碱工业的发展
路布兰法制纯碱
• 1791年路布兰获得专利权，之后由奥利安 公爵拨款20万利费，在巴黎附近建立碱厂 ，不久公开其制碱发。纯碱工业成为世界 上最早的化学工业，它是化学工业的开端 。
、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
氯化铵
• 物理性质 氯化铵化学式为，为无色等轴系晶体，密度
1.526 g/cm3（20℃），且极易溶于水和吸 潮结块。 • 化学性质 氯化铵在水溶液中呈弱酸性，由于有活性极 强的存在，对设备、管线(特别是普通钢材) 腐蚀严重；
用途
•
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
钠反应生成的碳酸氢钠沉淀和氯化铵，碳酸氢钠 之所以沉淀是因为它的溶解度较小。
• 此法优点：保留了氨碱法的优点，消除了 它的缺点，使食盐的利用率提高到 96 ％； NH4Cl 可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合 成氨的原料气 CO 转化成 CO2，革除了 CaCO3制 CO2这一工序。
本厂联碱各工序网络图
• 索尔维法也存在一些缺点，如：食盐利用 率低（仅75%左右），蒸馏废液难以处理等 。
联合制碱法
• 20世纪初，德国人什赖布建议将氯化铵直接制成 成品，这样既可避免产生大量废液，又可提高食 盐利用率。1924年德国人格鲁德及吕普曼两位教 授研究出所谓“察安法”。即先做出碳酸氢铵结 晶体，再与饱和盐卤反应而得重碳酸钠，过滤后 ，所得母液冷却降温，再加食盐溶解置换析出氯 化铵结晶。
碳酸钠
• 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。
化学性质
在空气中易风化 (1)其水溶液呈碱性，能与酸产生一定反应。 Na2CO3+ 2HCl ==== 2NaCl + H2O + CO2↑（酸过量） Na2CO3+ HCl ==== NaCl + NaHCO3（碳酸钠过量） (2) Na2CO3与碱反应。 Na2CO3 + Ca(OH)2==== CaCO3↓+ 2NaOH Na2CO3与NaOH不反应。 (3) Na2CO3与盐反应。 Na2CO3 + BaCl2==== 2NaCl + BaCO3↓ 【碳酸钡白色沉淀，不溶于水(难溶于水)，但可溶于酸】 3 Na2CO3 + Al2(SO4)3+ 3H2O==== 2Al(OH)3↓+ 3Na2SO4+ 3CO2↑ 【氢氧化铝白色沉淀，不溶于水，可溶于酸】 (4) Na2CO3 +H2O+CO2=2NaHCO3