项目结题报告：联合制碱Ⅰ过程-制碱工艺

少第一次吸氨量，可以减少曝空的氨损失，改善工人的操作
环境。故最终选择一次碳酸化两次吸氨的方法。
物料与热量衡算
对Ⅰ过程进行物料衡 算包括Na+衡算、全氨 衡算、CO2衡算、H2O 衡算
对碳化塔进行热量衡 算结果如左图所示
设备设计
设备名称 碳化塔
型号规格 Ф3200×30200
单位 座
数量 1
附属设备及电机 --
接着硫化钠与石灰石（CaCO3）进行反应，生成碳酸钠和硫化钙，由
于产物中混有未反应的黑炭，因此产物成黑色灰状物，称为黑灰。黑灰
中含40%—45%的碳酸钠。最后将黑灰用水浸取，溶液经浓缩后碳酸钠结
来自百度文库
晶析出。
2、索尔维法 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。
本项目主要对10万吨/年纯碱联合制碱Ⅰ过程 --制碱工艺装置流程进行了设计。该工艺流程主 要选用一次碳酸化两次吸氨的过程，就物料衡算 、能量衡算以及碳化塔和碳化尾气分离器进行了 详细计算。
项目设计内容
纯碱制备工艺方案 对比选择
1
设备计算及校核 3
2 物料与热量衡算 4 非工艺部分论述
技术经济分析
5
NaCl NH3 H2O CO2
NaHCO3 NH4Cl
加热煅烧制得纯碱产品，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。
3、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。
NH3 H2O CO2
NH4HCO3
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。
由于联合制碱法采用循环过程，过程中产生的废物能大部 分有效的再利用，因此废物的处理上能做到有效、达标、环 保。
技术经济
该联碱装置主要设备 包括碳酸化塔、母液Ⅱ 吸氨器、轻灰煅烧炉、 碳化尾气净氨塔、氨Ⅱ 澄清桶、以及循环泵和 输送泵等。通过查阅相 关资料，对设备设置进 行的投资估算表明，总 投资约为230万元。原 辅材料消耗如右图所示。 总体来说该项目经济效 益较好。
1
课题背景 研究意义
联合制碱法相比较于氨碱法，联碱法在原料 利用率、产品价值、设备使用率、环境保护方面 都取得较好的进步。联碱法的循环生产过程使原 料利用率和能耗减少方面都有了大大的提高。在 能源意识与环境意识尤为重要的新时代，能提出 循环生产以节约能源无疑是值得认可和推广的。
1
课题背景
设计任务
联合制碱Ⅰ流程-制碱工艺工艺流程
铵盐水碳酸化生成NaHCO3沉淀：
NaCl NH3 CO2 H2O
NaHCO3 NH4Cl
该制碱工艺又分为一次吸氨两次碳酸化与两次吸氨和一次
碳酸化。通过对比分析得一次碳酸化不仅生产流程简单，控
制比较容易，二次碳酸化的结果使得氨母液Ⅱ中所含的CO2 提高，清洗的碳酸化塔的结疤能力下降，不易清洗干净，减
热碱液储罐
φ3000X8500
个
1
--
安全环保
化工生产必须正确组织。工作人员要具有熟练的操作技术 才能上岗，上岗前必须严格进行安全培训，了解原材料的产 品危险性和有关知识，遵循外伤、中毒和爆炸事故的应急措 施，以及高压容器安全技术规程。制碱过程中，由于碱液浓 度、温度、杂质的变化，均对材料有大的腐蚀，因此，碱装 置在选材上应分别对待，选用耐碱腐蚀金属。
项目结题报告
联合制碱Ⅰ过程-制碱工艺
答 辩 人：xxx
目录
Contents
项目背景
项目设计内容
致谢
1
课题背景 国内发展现状
纯碱是基本的化工和工业原料。纯碱工业可 分为天然碱加工利用和现代纯碱工业发展两个时 期。近代制碱工业以采用路布兰法制碱为先。四 川最早以芒硝为原料制纯碱，20世纪初天津成立 永利制碱公司，采用索尔维法制碱工艺。1921年 侯德榜担任永利制碱公司技师，刻苦钻研技术问 题，1924年开始生产碱。
6
--
4
电机：N=90kW 1450r/min
轻灰蒸汽煅烧炉
φ2800X28000
个
附:主传动 N=160kW 976r/min减速机 i= 17.46 辅助减速机 N=15kW
进料螺旋传动N=22kW 970r/min减速器 i=16碱尘
螺旋传动摆线针轮减速机 N=7.5kW星形卸料器摆线针
轮减速机 N=7.5kW
碳酸氢铵受热分解成碳酸钠、水和二氧化碳气体。碳酸钠结晶析出
后即得到产品纯碱。
2
氨碱法
优点
原料便宜，产品纯度高，副产品可回收使用， 制造步骤简单，适合大规模生产。
缺点 原料利用率低，氯化钙的处理较麻烦。
联合制碱法
优点
原料利用率高，产率增加，原料来源广，产品 纯度高。
缺点
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综合比较选择联合制碱法！
个
3
--
30.2m，塔径为3200m碳 化塔。选D=0.9mXLP/B
母液Ⅱ吸氨器 氨Ⅱ澄清桶 气液分离器
喷嘴Ф70
个
Ф24500X16250
个
--
个
4
--
2
附搅拌电机N=4KW耙子电 机N=4KW
3
--
型旋风分离器
母液换热器 热氨Ⅰ泵
Φ1000x7450 F=300m2 个 Q=200-300m3/h H=55m 个
碳化尾气分离器
Ф900×3600
个
1
--
碳化尾气净氨塔
Ф2200×30016
座
1
--
出碱槽
6800×4000×3000
个
1
--
对主体设备碳化塔及 过滤尾气分离器
Ф800×1400
个
B=800
1
--
重碱胶带输送机
L=45000Q=130t/h
条
1
--
辅助设备碳化尾气分离
过滤净氨塔
N=18.5kW
Ф1000×5400
纯碱制备工艺方案
1、路布兰法
路布兰制碱法所用的原料主要有食盐、硫酸、木炭和石灰石。直到20
世纪20年代被索尔维法所取代。 第一步利用硫酸将食盐转变为硫酸钠：
2NaCl H2SO4
Na2SO4 2HCl
第二步将硫酸钠与木炭、石灰石在炉中硫酸钠与木炭作用后生成硫化
钠和一氧化碳：
Na2SO4 4C
Na2S 4CO
序号 1 2 3 4
序号 1 2
名称 NH3 CO2 NaCl H2O 名称 Na2CO3 NH4Cl
需要量（万吨/年） 3.2 8.3 1.1 3.4
产出量（万吨） 10 10
单价（元/吨） —— —— 380 ——
单价（元/吨） 2500 1440
总价（万元） —— ——
—— 总价（万元）
谢谢观看！
座
1
--
器进行设备计算。
变换气分离罐
Ф4000×5000
个
1
--
废气净化塔
Ф2000x7000
座
1
--
尾气处理水泵
Q=35m3/h H=32m
个
1
电机N=7.5kw 2900r/min
经设备衡算选用高为
氨Ⅱ泵
Q=260m3/h H=208m
个
4
电机N=355KW 2900r/min
母液Ⅰ吸氨器
喷嘴Ф70