化工工艺纯碱工艺PPT课件
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化工工艺学-纯碱和烧碱ppt课件
• 反响体系有5种物质： NaCl-NH4Cl-NH4HCO3NaHCO3-H2O, 有一个化学反响平衡常数方程， 独立组分数为4。水是溶剂，所以可以将体系看成 是除水外的其它4组分构成的。也可用Na+,Cl,NH4+和HCO3-离子浓度表示。
•
• 相律
•
F=C - + 2
• 定压下，当只需需求的碳酸氢钠析出，没有其它盐类 析出时自在度为： F= 4 - 2 +1= 3。运用温度及两个浓 度变量来讨论。
(4) 过滤和煅烧
• 碳化塔底的母液仅含4550%的晶浆，煅烧分别前 需求过滤。常用真空过滤 机来完成它，真空过滤机 操作表示如图。请同窗们 复习化工原理学过的过滤 过程。
• 过滤顺序依次为：吸入、 吸干、洗涤、挤压、再吸 干、刮卸、吹气等。
• 煅烧反响 • 2NaHCO3(s)=Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) • 平衡CO2分压如下表 • 温度/ °C 30 50 70 90 100 110
2 1
3
图 4.1
原料利用率
原料利用率
• Na利用率
U N a 生 原 N N 成 始 a 的 a 3 的 H C 量 C 量 lC C lC O C N l a 1 tg
• 氨利用率
U N3H 生 原 N N 成 始 4 4 C C H H 的 的 ll C 量 量 N4 C H N C 4 H H3 C O 1tg
• 然后由正离子浓度等于负离子浓度易得其它两种离子
浓度。再由对应水图得出水含量与总盐量之比，然后就
可计算出各种物质浓度。
CNH4+ CNa+
CCl-
CHCO 3-
•
• 相律
•
F=C - + 2
• 定压下，当只需需求的碳酸氢钠析出，没有其它盐类 析出时自在度为： F= 4 - 2 +1= 3。运用温度及两个浓 度变量来讨论。
(4) 过滤和煅烧
• 碳化塔底的母液仅含4550%的晶浆，煅烧分别前 需求过滤。常用真空过滤 机来完成它，真空过滤机 操作表示如图。请同窗们 复习化工原理学过的过滤 过程。
• 过滤顺序依次为：吸入、 吸干、洗涤、挤压、再吸 干、刮卸、吹气等。
• 煅烧反响 • 2NaHCO3(s)=Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) • 平衡CO2分压如下表 • 温度/ °C 30 50 70 90 100 110
2 1
3
图 4.1
原料利用率
原料利用率
• Na利用率
U N a 生 原 N N 成 始 a 的 a 3 的 H C 量 C 量 lC C lC O C N l a 1 tg
• 氨利用率
U N3H 生 原 N N 成 始 4 4 C C H H 的 的 ll C 量 量 N4 C H N C 4 H H3 C O 1tg
• 然后由正离子浓度等于负离子浓度易得其它两种离子
浓度。再由对应水图得出水含量与总盐量之比，然后就
可计算出各种物质浓度。
CNH4+ CNa+
CCl-
CHCO 3-
化工生产纯碱的制备(课堂PPT)
天然盐湖制碱法 索尔维法(氨碱法) 侯氏制碱法(联合制碱法)
5
（一）氨碱法生产纯碱（索尔维制碱法） 比利时化学家——索尔维
6
索尔维制碱法（氨碱法）
1862年比利时人索尔维以NaCl、CaCO3、NH3 和H2O为主要原料，制得纯净的碳酸钠，叫索尔维制 碱法。其主要操作是：
①在氨化饱和食盐水中通入二氧化碳，制得 小苏打；
氨碱法（索氏）
联合制碱法（候氏）
原料低廉，成本降低， 氨循环利用；产品纯度 高；制造步骤简单
原料利用率高，充分利 用能量，几乎无污染， 生产碳酸钠和氯化铵两 产品，降低了生产成本
氯化钠未能充分利用， 耗能大，产生氯化钙废 弃物
联合制碱法:析出碳酸氢钠后母液中继续加入食 盐，通入氨气，使氯化铵析出，得到碳酸钠和氯 化铵两种产品
①联合制碱法将氯化铵作为一种化工产品，不再 生产氨循环使用； ②对分离出碳酸氢钠和氯化铵后含氯化钠的溶液 循环使用。
19
1、下图为纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：
(1）上述生产纯碱的方称 侯德榜制碱法 ， 副产品的一种用途为 化 肥 。
（2）沉淀池中发生的化学反应方程式: NaCl+NH3+CO2 +H2O → NaHCO3↓+NH4Cl
9
（一）氨碱法生产纯碱（索尔维制碱法）
CaCO3→CO2+CaO
CaO+H2O→Ca(OH)2
NaCl NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3+NH4Cl
2NaHCO3→N产a2品CO3+CO2+H2O
2NH4Cl+Ca(OH)2 →2NH3+CaCl2+2H2O
5
（一）氨碱法生产纯碱（索尔维制碱法） 比利时化学家——索尔维
6
索尔维制碱法（氨碱法）
1862年比利时人索尔维以NaCl、CaCO3、NH3 和H2O为主要原料，制得纯净的碳酸钠，叫索尔维制 碱法。其主要操作是：
①在氨化饱和食盐水中通入二氧化碳，制得 小苏打；
氨碱法（索氏）
联合制碱法（候氏）
原料低廉，成本降低， 氨循环利用；产品纯度 高；制造步骤简单
原料利用率高，充分利 用能量，几乎无污染， 生产碳酸钠和氯化铵两 产品，降低了生产成本
氯化钠未能充分利用， 耗能大，产生氯化钙废 弃物
联合制碱法:析出碳酸氢钠后母液中继续加入食 盐，通入氨气，使氯化铵析出，得到碳酸钠和氯 化铵两种产品
①联合制碱法将氯化铵作为一种化工产品，不再 生产氨循环使用； ②对分离出碳酸氢钠和氯化铵后含氯化钠的溶液 循环使用。
19
1、下图为纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：
(1）上述生产纯碱的方称 侯德榜制碱法 ， 副产品的一种用途为 化 肥 。
（2）沉淀池中发生的化学反应方程式: NaCl+NH3+CO2 +H2O → NaHCO3↓+NH4Cl
9
（一）氨碱法生产纯碱（索尔维制碱法）
CaCO3→CO2+CaO
CaO+H2O→Ca(OH)2
NaCl NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3+NH4Cl
2NaHCO3→N产a2品CO3+CO2+H2O
2NH4Cl+Ca(OH)2 →2NH3+CaCl2+2H2O
化工工艺学第5章烧碱-ppt课件
10.3 电解法制烧碱技术
（2）阴极材料 ➢ 对阴极材料的要求：
❖ 耐氢氧化钠、氯化钠的腐蚀； ❖ 导电性能好； ❖ 氢在电极上的过电位低。
➢ 低碳钢 ➢ 立式吸附隔膜电解槽：
❖ φ2.6的铁丝编织成孔眼尺寸3×3钢丝网 ❖ 打孔的铁板
10.3 电解法制烧碱技术
（3）隔膜材料 ① 隔膜材料的选择
（2）电解法及发展概况
➢ 据电解槽结构、电极材料和隔膜材料的不同
隔膜法 水银法 离子交换膜法
➢ 将阳极产生的氯气与阴极产生的氢气和氢氧化钠
分开
阳极室和阴极 通过生成钠汞 选择透过性的阳离
室间设置多孔 齐来使氯气分 子交换膜分隔阳极
渗透性隔层
开
室与阴极室
离子交换膜法：实质上也是一种隔膜法。用有 选择性的离子交换膜来分隔阳极和阴极。这种 离子交换膜是一种半透膜，只允许钠离子和水 通过。
（3）稳定的操作性能。为适应生产变化，必须能在较大电流波 动范围内正常工作，且操作条件变化时能迅速恢复其电化学 性能。
（4）较高的机械强度。具有较好的物理性能，膜 薄但不易破，柔韧性好但不易变形。由于要长时 间在盐水中工作，要具有较小的膨胀率。
离子交换膜的种类
根据离子交换基团的不同，可分为以下3种， P132。
① 金属离子在电极上放电时过电位不大，可忽略； ② 当电极上发生气体，如Cl2、H2等的反应时，过电位比较大，
不可忽略。 过电位的数值主要取决于电极材料性质，电流密度、电解液
温度、电极表面特性等也过电位的大小有不同程度影响。 注：过电位虽然消耗了一部分电能，但在电解技术中作用重要
。由于过电位的存在，结合选择适当的电解条件可使电解过 程按照要求进行。
离子膜是离子交换法制碱的核心部位，应具备以下特性：
5.3化工生产――纯碱的制备PPT课件
来冷却试管的目的和原因是—正—反——应——是——放——热—，——降——低——温——度—平——衡——向——右——移动
（5）如何验证D中试管中的产物？
1
23 4 5
6
A
B
C
D
E
3、已知纯碱试样中含有NaCl杂 质。为测定纯碱的质量分数，可 用图中装置进行实验。
主要实验步骤如下： ① 按图组装仪器，并检查装置的气密性 ② 将a g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液 ③ 称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到 b g ④ 从分液漏斗滴入6 mol / L的硫酸，直到不再产生气体时为止 ⑤ 从导管A处缓缓鼓入一定量的空气 ⑥ 再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到c g ⑦ 重复步骤⑤和⑥的操作，直到U型管的质量基本不变，为d g
（4 ）→（5 ）。 （3）各装置中盛放的试剂是A——C—a—(O——H—)—2——N—H——4C——l —B——H—C—l———C—a—C—O—3
C—饱——和——N—a—H—C——O—3—溶——液——D——冰—水—————————。 （4）D装置试管中应有的现象是—产——生——白——色——沉—淀————；用烧杯中的冰水
（5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量 试样溶于水后，再滴加
_____稀__硝__酸__和__硝__酸__银__溶__液___。
2、中国化学家侯德榜发明的“侯氏制碱法”大大提高了原料的利用率。化学实
验室利用有关原理制备碳酸氢钠，模拟工业流程。其方法是：把固体氯化钠溶
解在浓氨水里制成饱和溶液，再通入二氧化碳气体，即有碳酸氢钠析出。有关
方程式为：NH3+CO2+NaCl+H2O
NaHCO3+NH4Cl+Q
（5）如何验证D中试管中的产物？
1
23 4 5
6
A
B
C
D
E
3、已知纯碱试样中含有NaCl杂 质。为测定纯碱的质量分数，可 用图中装置进行实验。
主要实验步骤如下： ① 按图组装仪器，并检查装置的气密性 ② 将a g试样放入锥形瓶中，加适量蒸馏水溶解，得到试样溶液 ③ 称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到 b g ④ 从分液漏斗滴入6 mol / L的硫酸，直到不再产生气体时为止 ⑤ 从导管A处缓缓鼓入一定量的空气 ⑥ 再次称量盛有碱石灰的U型管的质量，得到c g ⑦ 重复步骤⑤和⑥的操作，直到U型管的质量基本不变，为d g
（4 ）→（5 ）。 （3）各装置中盛放的试剂是A——C—a—(O——H—)—2——N—H——4C——l —B——H—C—l———C—a—C—O—3
C—饱——和——N—a—H—C——O—3—溶——液——D——冰—水—————————。 （4）D装置试管中应有的现象是—产——生——白——色——沉—淀————；用烧杯中的冰水
（5）为检验产品碳酸钠中是否含有氯化钠，可取少量 试样溶于水后，再滴加
_____稀__硝__酸__和__硝__酸__银__溶__液___。
2、中国化学家侯德榜发明的“侯氏制碱法”大大提高了原料的利用率。化学实
验室利用有关原理制备碳酸氢钠，模拟工业流程。其方法是：把固体氯化钠溶
解在浓氨水里制成饱和溶液，再通入二氧化碳气体，即有碳酸氢钠析出。有关
方程式为：NH3+CO2+NaCl+H2O
NaHCO3+NH4Cl+Q
工业制纯碱PPT课件
温度 物质
0℃
10℃
20℃
30℃
40℃
50℃
60℃ 100℃
NaCl NH4Cl
35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3
12
1.生产原料：
氯化钠、氨气、二氧化碳
2．生产原理：
（1）往饱和食盐水中通入氨气和二氧化碳：
（2）哪些物质相互间会反应？ H2O+NH3+CO2 （3）NaCl+NH4HCO3混合液中有哪些离子？
可能会形成哪些物质？ Na+，Clˉ，NH4+，HCO3ˉ
NaCl，NH4Cl，NH4HCO3，NaHCO3
（4）为什么NaHCO3会以沉淀的形式析出？
4
四种盐在不同温度下的溶解度（g/100g水）表
NH4HCO3 + NaCl → NaHCO3↓+ NH4Cl （2）过滤出碳酸氢钠经煅烧制碳酸钠：
2NaHCO3
Na2CO3+ CO2↑+ H2O
（3）原料CO2、NH3的生产与循环：
CaCO3
CaO + CO2C↑aO + H2O → Ca(OH)2
2NH4Cl + Ca(OH)2
CaCl2 + 2NH3↑+ H2O
0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃
NaCl
35.7 35.8 36.0 36.6 36.6 37.0 37.3 39.8
NH4Cl NH4HCO3 NaHCO3
29.4 33.3 37.2 11.9 15.8 21.0 6.9 8.1 9.6
化工工艺纯碱工艺PPT课件
第17页/共243页
消费预测： 2005—2010年国内消费增长率预计为6·5%； 2010—2015年预计为2·8%； 2005—2010年以纯碱出口量增加到180万t计算,进口量按30万t计,2010年 我国对纯碱的需求量将达到1 700万t。 以上分析结果显示,今后5~10年,我国纯碱生产能力还需要增加500万t/a左 右才能满足国内消费及出口的需求。因此我国纯碱工业仍有一定的发展 空间。
3NaCl+3NH3+2CO2+4H2O→Na2CO3·2H2O+3NH4C1
第29页/共243页
(2)盐水吸氨
水和盐水吸收二氧化碳是很困难的，在 没有氨存在时，CO2几乎不溶解在盐水中。 为了使反应能很好进行，必须要先将氨溶解 在盐水中，然后再进行碳酸化。盐水吸氨是 在吸氨塔中进行的。
第30页/共243页
•
CO
2
的
来源：①大部分△由煅烧石灰石 ②一部分由重碱煅烧而来。
得
到
；
【石灰石煅烧】 CaCO3 = CaO+ CO2
石灰窑中煅烧来的CaO供“氨回收”反应用：
【石灰乳制备】CaO + H2O = Ca(OH)2
第27页/共243页
一．氨碱法的主要过程 氨碱法生产纯碱是以食盐和石灰石为原料，以氨为媒介物，进行一系列化学反应和工 艺过程而制得的。 (1)氨盐水碳酸化 NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3 +NH4C1
2NaHCO3 →Na2CO3+H2O↑+CO2 ↑ 此时重碱中所含的NH4HCO3、(NH4)2CO3也一起分解：
NH4HCO3→NH3↑+H2O+CO2↑ (NH4)2CO3→2NH3↑+H2O+CO2↑ 放出的二氧化碳气因其在煅烧炉中产生，故名为炉气，冷却除去其中的NH3和部分 H2O后，经压缩机压缩，回到碳酸化塔中。
消费预测： 2005—2010年国内消费增长率预计为6·5%； 2010—2015年预计为2·8%； 2005—2010年以纯碱出口量增加到180万t计算,进口量按30万t计,2010年 我国对纯碱的需求量将达到1 700万t。 以上分析结果显示,今后5~10年,我国纯碱生产能力还需要增加500万t/a左 右才能满足国内消费及出口的需求。因此我国纯碱工业仍有一定的发展 空间。
3NaCl+3NH3+2CO2+4H2O→Na2CO3·2H2O+3NH4C1
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(2)盐水吸氨
水和盐水吸收二氧化碳是很困难的，在 没有氨存在时，CO2几乎不溶解在盐水中。 为了使反应能很好进行，必须要先将氨溶解 在盐水中，然后再进行碳酸化。盐水吸氨是 在吸氨塔中进行的。
第30页/共243页
•
CO
2
的
来源：①大部分△由煅烧石灰石 ②一部分由重碱煅烧而来。
得
到
；
【石灰石煅烧】 CaCO3 = CaO+ CO2
石灰窑中煅烧来的CaO供“氨回收”反应用：
【石灰乳制备】CaO + H2O = Ca(OH)2
第27页/共243页
一．氨碱法的主要过程 氨碱法生产纯碱是以食盐和石灰石为原料，以氨为媒介物，进行一系列化学反应和工 艺过程而制得的。 (1)氨盐水碳酸化 NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3 +NH4C1
2NaHCO3 →Na2CO3+H2O↑+CO2 ↑ 此时重碱中所含的NH4HCO3、(NH4)2CO3也一起分解：
NH4HCO3→NH3↑+H2O+CO2↑ (NH4)2CO3→2NH3↑+H2O+CO2↑ 放出的二氧化碳气因其在煅烧炉中产生，故名为炉气，冷却除去其中的NH3和部分 H2O后，经压缩机压缩，回到碳酸化塔中。
纯碱生产工艺流程 ppt课件
《生产领域产品质量管理与监督》课程
2
常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系
氨碱法生产纯碱反应原理2
所用的氯化钠溶液中或多或少地含有Ca2+、
Mg2+等杂质离子，它们在氨化或碳酸化过程中会
生成CaCO3、Mg(OH)2、MgCO3及其它不溶性复盐， 堵塞设备与管道，影响传热和成品质量。故盐水
在进入吸氨塔前必须除去这些杂质。
《生产领域产品质量管理与监督》课程
纯碱生产工艺流程
常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系
氨碱法生产纯碱反应原理1
氨盐水碳酸化生成碳酸氢钠沉淀 NaCl + NH3 + CO2 +H2O → NaHCO3 + NH4Cl 这一过程在碳酸化塔中进行。
由于NaCl水溶液不能吸收CO2，故如上式所 示，NH3与CO2同时通入时CO2的吸收率是很低 的。因此，必须先用NaCl溶液吸收NH3，再吸收 CO2。吸氨是在吸氨塔中完成。
精制方法是加入碱性物质如NaCO3和NaOH等。 使Mg2+生成Mg(OH)2沉淀，使Ca2+生成CaCO3沉淀。
Mg2+ + 2OH → Mg(OH)2↓ Ca2+ + CO32- → CaCO3↓ 生成的沉淀可借沉降法除去。沉淀除去Ca2+、
Mg2+以后的盐水，称为精制盐水。
《生产领域产品质量管理与监督》课程
《生产领域产品质量管理与监督》课程
13
常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系
侯氏制碱法2
NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓
纯碱PPT学习课件PPT课件
第8页/共52页
【两种除钙法比较】
• 石灰-碳酸铵法可用尾气中的氨，省原 料，但生成的氯化铵对碳酸化过程不 利，使其转化率降低。
• 石灰纯碱法用产品碱除钙虽损耗了部 分产品，但没有氯化铵生成，对后续 工序碳酸化有利。
【设备——除钙塔】
• 用石灰-碳酸铵法的除钙塔构造如图。
• 气体从塔底经菌帽齿缝后与溶液充分 接触；残气进入上部用水洗涤后排空， 洗涤水送去溶盐。
第11页/共52页
【设备——吸氨塔】
• 氨从中下部引入，引入处反应 剧烈，温升大，所以将部分吸 氨液循环冷却以提高吸收率。 上部各段都有溶液冷却循环以 保证塔内温度。
• 澄清桶的目的是除去少量钙镁 盐沉淀，达到杂质含量少于 0.1kg/m-3的标准。
• 操作压力略低于大气压，减少 氨损失和循环氨引入。
CO240% 的窑气
段 （
往往设置1个清洗塔，4个制碱塔。采用新鲜氨盐
析
水和稀CO2使碳酸氢盐生成碳酸盐从而溶解除去。
• 氨盐水停留时间 1.5-2h(有充分水解时间)
含
出 结 晶
• 钠利用率 75%；氨利用率 72%-73%；晶浆含
CO290%
）
NaHCO345%-50%
的重碱煅
烧炉气图 4.8
第17页/共52页
当氨盐比为1:1且原盐水饱和时，碳酸化度与 CO2平衡分压的关系如图4.9。
0.28MPa
图 4.9
1.9
第18页/共52页
• 在塔内碳酸化过程进行情况及碳酸化度沿塔高 分布如图4.10。
图 4.10
第19页/共52页
（4）碳酸氢钠的过滤及煅烧
【重碱过滤】
• 碳化塔底的母液仅含45%-50%的晶 浆，煅烧分离前需过滤。
【两种除钙法比较】
• 石灰-碳酸铵法可用尾气中的氨，省原 料，但生成的氯化铵对碳酸化过程不 利，使其转化率降低。
• 石灰纯碱法用产品碱除钙虽损耗了部 分产品，但没有氯化铵生成，对后续 工序碳酸化有利。
【设备——除钙塔】
• 用石灰-碳酸铵法的除钙塔构造如图。
• 气体从塔底经菌帽齿缝后与溶液充分 接触；残气进入上部用水洗涤后排空， 洗涤水送去溶盐。
第11页/共52页
【设备——吸氨塔】
• 氨从中下部引入，引入处反应 剧烈，温升大，所以将部分吸 氨液循环冷却以提高吸收率。 上部各段都有溶液冷却循环以 保证塔内温度。
• 澄清桶的目的是除去少量钙镁 盐沉淀，达到杂质含量少于 0.1kg/m-3的标准。
• 操作压力略低于大气压，减少 氨损失和循环氨引入。
CO240% 的窑气
段 （
往往设置1个清洗塔，4个制碱塔。采用新鲜氨盐
析
水和稀CO2使碳酸氢盐生成碳酸盐从而溶解除去。
• 氨盐水停留时间 1.5-2h(有充分水解时间)
含
出 结 晶
• 钠利用率 75%；氨利用率 72%-73%；晶浆含
CO290%
）
NaHCO345%-50%
的重碱煅
烧炉气图 4.8
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当氨盐比为1:1且原盐水饱和时，碳酸化度与 CO2平衡分压的关系如图4.9。
0.28MPa
图 4.9
1.9
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• 在塔内碳酸化过程进行情况及碳酸化度沿塔高 分布如图4.10。
图 4.10
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（4）碳酸氢钠的过滤及煅烧
【重碱过滤】
• 碳化塔底的母液仅含45%-50%的晶 浆，煅烧分离前需过滤。
纯碱生产工艺流程 ppt课件
侯氏制碱法3生产领域产品质量管理与监督课程16常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系石灰煅烧及化灰工艺流程生产领域产品质量管理与监督课程17常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系石灰纯碱法精制盐水流程mg2caoh2mgoh2ca2ca2na2co3caco32na生产领域产品质量管理与监督课程18常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系石灰石碳酸铵法精制盐水工艺流程mg2caoh2mgoh2ca22nh3h2oco2nh42co3nh42co3ca2caco32nh4生产领域产品质量管理与监督课程19常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系精制盐水的氨化过程生产领域产品质量管理与监督课程20常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系氨盐水碳酸化工艺流程生产领域产品质量管理与监督课程21常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系重碱的过滤生产领域产品质量管理与监督课程22常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系重碱的煅烧工艺过程生产领域产品质量管理与监督课程23常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系
(6)
《生产领域产品质量管理与监督》课程
5
常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系
氨碱法生产纯碱反应原理5
氨盐水碳酸化所使用的、蒸馏氯化铵所需要的 石灰乳是由石灰石煅烧而得到的。
(7) 石灰石的煅烧是在石灰窑中进行的。产生的气， 浓度在40%左右，称为窑气，经过除尘、冷却和 压缩后送入碳酸化塔中部用作碳酸化，得到的固 体产品即为石灰。
联碱法生产纯碱反应原理
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"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
(6)
《生产领域产品质量管理与监督》课程
5
常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系
氨碱法生产纯碱反应原理5
氨盐水碳酸化所使用的、蒸馏氯化铵所需要的 石灰乳是由石灰石煅烧而得到的。
(7) 石灰石的煅烧是在石灰窑中进行的。产生的气， 浓度在40%左右，称为窑气，经过除尘、冷却和 压缩后送入碳酸化塔中部用作碳酸化，得到的固 体产品即为石灰。
联碱法生产纯碱反应原理
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"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
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（二）索尔维制碱法（氨减法） 60%以上用该法
原料：食盐 石灰石
反应过程：
NH3+H2O=NH4OH 2NH4OH+CO2=（NH4）2CO3 （NH4）2CO3+ CO2+H2O=2NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl=Na HCO3+ NH4Cl 2Na HCO3=Na2CO3+ CO2+H2O 索尔维制碱法的优点：
，大颗粒多
(2)生产成本方面
氨耗
我国为9.5kg/t 国外先进
水平为l kg/t
海盐价格 我国为250元/t 国外制碱
用盐不仅质量 好，而且价格仅为10美元。
(3)自动化水平及用工情况
发达国家的纯碱厂机械化、较高，用工人 数少，而我国碱厂用工人数明显多于国外同 类工厂，1996年我国氨碱法最高劳动生产率 为每人人民币37万元，不及美国的十分之一
2NaCl+H2SO4=NaSO4+2HCl NaSO4+2C=Na2S+2CO2
Na2S+CaCO3= Na2 CO3+Ca S Ca S +CO2+H2O= CaCO3+H2S H2S+2O2= H2SO4 路布兰法制碱是化学工业兴起的重要标志之一， 促进了硫酸、盐酸工业的发展。 缺点：固相反应，难以连续生产。 产品质量低，成本高。 回收的盐酸需要外销。
无机化工工艺学
纯碱
第一篇 纯 碱
第一章 绪 论
一．纯碱的性质和用途 二．纯碱工业的发展简史 三．中国纯碱工业发展概况
内蒙古鄂尔多斯合同查汗淖碱湖
鄂尔多斯天然碱厂
第一部分 纯碱
§1 纯碱的性质
纯碱，又叫碳酸钠，化学式NaCO3。俗称“苏打”
相对分子量（或原子量） 105.99 1、密 度 2.532kg/dm3 2、熔 点 851℃ 3、性 状 白色粉末或细粒 4、溶解情况 易溶于水，水溶液呈碱性。不溶于 乙醇、乙醚。
消费预测：
2005—2010年国内消费增长率预计为 6·5%； 2010—2015年预计为2·8%； 2005—2010年以纯碱出口量增加到180万 t计算,进口量按30万t计,2010年我国对 纯碱的需求量将达到1 700万t。
以上分析结果显示,今后5~10年,我国纯 碱生产能力还需要增加500万t/a左右才 能满足国内消费及出口的需求。因此我 国纯碱工业仍有一定的发展空间。
通常生产的纯碱堆积密度为0.5-0.6 t/m3,体积
大，不便包装、运输，需要加工到0 .8-1.1
t/m3的重质纯碱。
7、其 他 吸湿性强，能因吸湿而结成硬 快。
纯碱和烧碱广泛应用玻 璃、制皂、纺织、造纸 、石油化工、化肥、冶 金、医药等工业。
用途
§3 纯碱的生产方法 两种著名的制碱技术：
• (1)氨碱法制纯碱(索尔维制碱法) • (2)联合制碱法(侯氏制碱法)
三．纯碱工业的发展简史
人类使用碱最早取自于天然碱和草木灰。 大规模工业生产开始于18世纪末。
主要方法:
（一）路布兰制碱法
已淘汰Biblioteka （二）索尔维制碱法（氨减法） 60%以上用
该法
（三）联合法制碱（侯氏制碱法） 5%
（四）天然碱加工
（五）烧碱碳酸化法
（一）路布兰制碱法 已淘汰
原料：食盐、石灰石、煤粉 反应过程：
消耗定额／t：
2000年氨减法平均盐耗为1497公斤，比 1999年升高6.5公斤。平均氨耗为6.14公 斤，同比升高0.02公斤。可比综合能耗为 9186兆焦，同比升高56兆焦。2000年联碱 法平均盐耗为1175公斤，同比降低3公斤 。氨耗平均376公斤，与上年持平。可比 能耗为9186兆焦，同比升高291兆焦。
全球纯碱市场发展现状 当前世界 纯碱的总生产能力接近4300万吨， 纯碱的主要生产国是美国、中国、 俄罗斯、印度、德国、乌克兰、法 国、英国、意大利。
二．中国纯碱工业发展概况
1949年以前
两家
天津塘沽永利碱厂、大连碱厂 氨碱法
我国现有八大碱厂，即大化公司碱厂、唐 山碱厂、天津碱厂、青岛碱厂、维坊碱厂 、连云港碱厂、湖北化工厂及自贡鸿鹤化 工总厂，其生产能力占我国全部纯碱生产 能力的75％左右。
成本及价格：
2000年氨碱法平均制造成本为60～700 元，同比升高40～80元。联碱法双顿制造成 本平均为1100元，同比上升50元。
2000年1月份1200元／吨左右，8、9月份 价格升到最高点，价格为1400元／吨左右， 四季度价格出现回落，价格为1300元／吨左 右。
从2004年至今,受国内海盐减产以及资 源和能源供应紧张的影响,纯碱价格大幅度上 涨,2005年最高达到1 700~1 800元/t,2005年 底纯碱价格出现下滑,并蔓延到2006年3—4月 ,2006年二、三季度纯碱价格有所回升。
我国纯碱工业展望
我国小型纯碱企业仍有160万t/a的生产 能力,将逐渐被淘汰,让出的市场将由大、中 型企业补充。我国有竞争力的纯碱生产能力 需不断增加,才能满足国内不断增长的消费和 出口的需要。
我国自行开发的联合制碱、变换气制碱 、优质原盐制碱是世界上的领先工艺。
重质纯碱和低盐重质纯碱是今后发展和 应用的方向。
我国生产的纯碱在产品质量、消耗定额和自 动化水平及劳动生产率 等方面与国外相 比尚有较大差距。主要在产品质量、生产 成本、自动化水平及用工情况方面。
产品质量方面：
盐含量 ： 我国0.5％左右 美国天然碱及
欧洲的合成低盐纯碱含盐一般少于0.2％
白度 ： 我国低于90％
美国天然碱
白度>95％
粒度 ： 我国所产重质纯碱粒度大小不均
纯碱工业在我国化工行业占有重要地 位,目前我国纯碱生产能力和产量均居世 界第一位。2006年我国纯碱生产能力为1 620万t/a，产量达1 543万t，在我国有50 多家纯碱生产企业，从业人员已超过10万 人。近年来，发达国家不断关闭纯碱厂而 我国的纯碱产能却扩张很快，目前我国已 成为世界纯碱的生产基地之一。
5. 水合物：一水合物 NaCO3•H2O（碳氧） 七水合物 NaCO3•7H2O 十水合物 NaCO3•10H2O（晶碱、洗涤碱）
工业产品纯度：98-99%
6. 依颗粒大小、堆积密度不同可分为：
超轻质纯碱 0.3-0.44 t/m3
轻质纯碱
0. 45-0.69 t/m3
重质纯碱
0.8-1.1
t/m3