重碱的煅烧教学内容
流化床煅烧重碱技术的应用
中 图分 类 号 ：Ｏ １ ．５ Ｔ ５ ． ． Ｔ １ ４ １ ；Ｏ ０ １ １ １
炉气 在直 接接 触 下 呈 现 沸 腾 状 态 ， 成 流态 化 。呈 形
流态化 的物 料颗 粒 与 热气 流 充 分 接 触 ， 时 与 蛇 形 同 加热 管 内的蒸 汽间 接接 触 ， 进行 强 烈 的传 热 ， 而使 从 重碱迅 速分 解制 得 轻灰 。
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床 内不 断地 进 行 激 烈 搅 动 ， 以表 现 为传 热 效 果 良 所
好及 床层 内温 度 比较 均 匀 ， 有 很 高 的热 容 量 系 数 具
（ 体积 传 热 系数 ） 一 般 可达 ８ ５ＭＪ （ ３ｈ ｃ ） 或 ， —２ ／ ｍ ・ ・＝ ， Ｉ
中压 蒸 汽消 耗稍 低 ； 以进 行 连续 生 产 ， 有生 产能 可 具
为合适 ， 度 太 小 易 被 气 流 夹 带 ， 度 太 大 不 易 流 粒 粒 化 ； 碱 含水 量 过高 ， 料在 流 化过 程 中易 产生 结疤 重 物 现象 ， 清理 、 清洗 困难 ； 由于 流化 床 煅 烧 的 物料 返 混 比较激 烈 ， 以大 型 连续 式 流化 装 置 中 ， 所 物料 停 留时
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２０ ０ ８年 第 ４期
李卓文， ： 等 流化床 煅 烧重 碱 技 术 的应用
流化床煅烧 重碱技术 的应 用
李 卓文 。 井来 王
（ 山三 友 化 工 股 份 有 限 公 司 轻 灰 车 问 ， 北 唐 山 唐 河 ０ ３０ ） ６ ３５
化工基础概论第十一章纯碱与烧碱
11.1.2.3联合法制纯碱和氯化铵
由于氨碱法存在上述缺点，有必要加以研究改进。比较理想的解决办法是，以 食盐、合成氨及生产合成氨过程中含有二氧化碳的气体为原料，同时生产纯碱 和氯化铵肥料，即将氨碱两大工业联合，简称联碱法，因其母液循环使用，又 称循环法。
11.2氨碱法生产纯碱
11.2.1石灰石的锻烧 11.2.2石灰乳的制备 11.2.3氨盐水的制备 11.2.4氨盐水的碳酸化 11.2.5重碱的过滤和煅烧 11.2.6氨的回收
11.1.2.2氨碱法
1、二氧化碳气和石灰乳的制备：将石灰石在 940~1200℃在煅烧窑内分解，得到 氧化钙和二氧化碳气体，氧化钙加水制成氢氧化钙乳液。
CaCO3 = CaO + CO2↑ CaO + H2O = Ca(OH)2 2、精盐水的制备：将原盐溶于水制得饱和食盐水溶液。由于盐水中含有 Ca2+、 Mg 2+等杂质离子，它们会影响后续工段的正常操作，所以盐水溶液必须精制。 3、氨盐水的制备：精制后的盐水溶液吸氨制备含氨的盐水溶液。
2 NaHCO3 = Na2CO3 + H2O + 2CO2↑ 6 氨的回收：碳酸化后分离出来的母液中含有氯化铵、碳酸氢铵、碳酸铵等，需要将氨回 收循环使用。
2 NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2 NH3↑+ 2 H2O 氨碱法具有原料来源方便，生产连续，产量大，成本低等优点，但排出的氯化钙废渣没有 出路，造成大量堆积而引起公害，食盐总利用率低（不到 3０％）、工艺流程长而复杂。
Mg2+ + Ca(OH)2 = Mg(OH)2↓+ Ca2+ 除镁后的盐水称为“一次盐水”。其中的 Mg2+虽然除去了，但却增加了等物质的 量的 Ca2+，故需第二步除钙。 石灰-碳酸铵法是以碳化塔顶含 NH3 和 CO2 的尾气处理“一次盐水”，以析出溶 解度极小的碳酸钙。 而石灰-纯碱法是向“一次盐水”中加入 Na2CO3 进行除钙。
无机物工艺教案-2、3石灰石的煅烧及石灰乳的制备
反思：
分离及煅烧；氨回收。这节课我们学习第一个工序-石灰石的煅烧及石灰乳的制备。
第二节石灰石的煅烧及石灰乳的制备
一、石灰石煅烧的基本原理
作用：产物二氧化碳用于氨盐水碳化；生石灰消化后回收氨。
（一）反应的化学平衡与理论分解温度的确定
1.煅烧反应CaCO3 (s) = CaO(s)+ CO2 (l)
体积增大的吸热可逆反应；自由度＝独立组分数-相数+2＝1
石灰窑的形式很多，目前采用最多的
是连续操作的竖窑。
石灰窑(竖窑)的结构如图。
石灰石和固体燃料由窑顶装入，在窑
内自上而下运动，经过预热、锻烧和冷却三个区。
（一）石灰窑的工艺控制指标
石灰窑的工艺控制指标主要有生产能力、生产强度、碳酸钙分解率、热效率。
1.石灰窑的生产能力
即石灰窑每天煅烧石灰石的质量，以Q表示。
0.2%～0.3%O2，0.1%～0.3%CO，其余为N2，温度约为85～95℃。窑气中还含有一定数量的固体粉尘，因此气体出窑之后经过洗涤塔洗尘降温，再入压缩机压缩后送碳化工序。
三、石灰乳制备的原理及工艺条件优化
（一）石灰乳制备的原理
1.消化反应
CaO(s) +H2O = Ca(OH)2(s)放热，体积膨胀的反应。
温度和平衡压力一个确定，另一个随之而定。
教学内容、方法和过程
附记
2.理论分解温度
CO2分压为0.1MPa时的最低分解温度；理论上为1180℃。
（二）窑气中CO2浓度的计算
CO2的来源：①碳酸钙和少量碳酸镁分解②煤炭燃烧。
配焦率F:100kg石灰石所配燃料煤质量，百分数
二、石灰窑的工艺控制指标及操作控制要点
纯碱工艺理论教案教学
海西州职业技术学校示范校建设项目化工专业“模块化”教学教案科目名称：无机物工艺班级： 13秋化学工艺任课教师：王秉程课程介绍海西职校化工专业教案课题：项目二纯碱的生产海西职校化工专业教案课题：项目二纯碱的生产海西职校化工专业教案课题：任务二石灰石的煅烧及灰乳的制备\海西职校化工专业教案课题：任务三认识流体输送机械由若干个弯曲的叶片组成的叶轮置于具有蜗壳通IS100-80-125型离心泵的特性曲线（1）H－q线离心泵的扬程随流量的增大V而下降。
（2）P－q线轴功率随流量的增大而提高，V流量为零时轴功率最小。
（3）η－q线当q＝0时，η＝0海西职校化工专业教案课题：项目四精馏海西职校化工专业教案课题：项目四精馏总物料衡算： 'n q 易挥发组分的物料衡算：'',V +1,W W ,L n m n n m q y q x q x ''+= 式中 ',V n q ，',L n q ——分别表示提馏段内每块塔板上升蒸气的摩尔流量和下降液体的摩尔流量，kmol/h ；x '海西职校化工专业教案课题：项目四液体蒸馏=+=(+ V)1RDLD海西职校化工专业教案课题：项目二非均相物系的分离【总结】这节课由于实训设备缺乏，我们只能是纸上谈兵。
但尽可能的用多种方式展示，内容简答可以从三个方面可以逐一击破，首先了解非均相物系的相海西职校化工专业教案课题：项目二非均相物系的分离操作是间歇的，每个操作周期都由装合、过滤、洗涤、卸渣、整理五个阶段组成。
特点：结构简单，过滤面积大，过滤压力高，对各种物料的适应能力强，操作简单，使用可靠。
缺点：间歇生产，生产效率低，装卸板框劳动强度大，海西职校化工专业教案课题：项目三传热【动画放映】管式的主要设备：套管式和列管式的构。
高中化学 1.3纯碱的生产示范教案 新人教版选修2
（新人教选修2）1..3纯碱的生产示范教案目标要求：了解纯碱的生产及发展过程了解体现天然碱的生产与化工生产之间的联系及体现技术的发展过程掌握路布兰法－索尔维法－联合制碱法（候氏制碱）教学过程：一、纯碱纯碱化学名为碳酸钠，俗名苏打。
无水碳酸钠是白色粉末，熔点851℃，密度2.532g／cm3，易溶于水，吸湿结块。
它是强酸弱碱盐，容易水解，水溶液呈碱性。
它常以水合物形式存在，常见如，十水合物Na2CO3·10H2O，后者是白色晶体，容易风化，是日常食用碱的主要成分。
纯碱在二氧化碳过量时，转化为碳酸氢钠Na2CO3+CO2+H2O = 2NaHCO3纯碱加热至400℃时开始分解，生成氧化钠和二氧化碳：Na2CO Na2O+CO2↑纯碱与酸类反应生成盐，并放出二氧化碳： Na2CO3+H2SO4 =Na2SO4+ CO2↑+H2O纯碱与石灰水作用生成氢氧化钠------烧碱的反应： Na2CO3+Ca(OH)2 =2NaOH+CaCO3↓纯碱与盐类起复分解反应-----氯化钠精制反应之一：Na2CO3 + CaSO4 = CaCO3↓+ Na2SO4二、氨碱法生产纯碱通入含氨的饱和食盐水中即可。
其主要反应式是1、生产碳酸氢钠和氯化铵：将CO2NH3＋CO2＋H2O=.NH4HCO3 、NaCl＋NH4HCO3= NaHCO3＋NH4Cl 。
2、制取碳酸钠：碳酸氢钠（重碱）煅烧制得纯碱；分解出二氧化碳循环使用：CO3＋CO2↑＋H2O 。
其反应方程式是2NaHCO3Na2（2）用食盐水洗涤煤气（废水中含氨和二氧化碳）时，可能会有白色沉淀，请用化学方程式表示、。
【师、生】（1）有白色晶体析出NaCl＋NH4HCO3= NaHCO3＋NH4Cl（2）NH3＋CO2＋H2O=NH4HCO3 NaCl＋NH4HCO3= NaHCO3↓＋NH4Cl3、注意的问题：（1）氨碱法中加入氨的主要作用：主要作用是让氨与二氧化碳作用NH3＋CO2＋H2O=.NH4HCO NaCl＋NH4HCO3= NaHCO3↓NH4Cl，进而制纯碱2NaHCO3NaCO3＋CO2↑＋H2O2（2）氨碱法制纯碱的优缺点优点是：原料食盐和石灰石易得，产品纯度高，氨和部分二氧化碳可循环使用，制造步骤简单。
重碱工段工艺
1）重碱工段工艺流程简述：：由氯化铵工段来的母液Ⅱ进入蒸吸工序，母液Ⅱ被加热到31℃后进入母液Ⅱ吸氨器，吸收来自合成氨车间、氯化铵工段冷冻工序、以及本工段淡液蒸馏塔来的气氨，使母液Ⅱ的NH3的滴度升至77滴度左右，即成为氨母液Ⅱ（简称氨Ⅱ）自流入氨Ⅱ澄清槽，经澄清后，氨Ⅱ清液流入氨Ⅱ贮槽。
并用氨Ⅱ泵送至碳化工序。
而澄清槽底的沉淀物（即母液中的钙、镁）排掉，（此沉淀物即为氨Ⅱ泥）。
本工段的碳化工序由两部分组成：变换气碳化(制碱)及炉气碳化（制碱）变换气碳化(制碱)的工艺流程说明：由合成氨压缩工段送来的脱硫后的变换气，其含CO2为29.48%, H2S<50mg，压力为1.6Mpa经油分和冷却的变换气，进入碳酸化系统，从碳酸化塔（制碱塔）底部进，顶部出。
压力约1.3mpa 进入清洗塔的底部。
由清洗塔顶部排出的尾气含CO2在0.5～1.0％（本碳化系统共有六个外冷式碳酸化塔，由于外冷式碳酸化塔的连续运行时间能达90天，因此本系统不设置固定的清洗塔，6个塔并联运行，根据作业要求，以某塔为清洗塔。
），此尾气进入尾气洗涤塔，以确保本系统送出的气体能满足合成氨系统对脱碳气中微量氨和CO2的要求（含CO2 为0.5％，NH3＜0.2g / Nm3），出碳化系统的尾气的压力约为1.1Mpa，回至合成氨的压缩工段。
联碱生产过程中的氨母液Ⅱ，经氨母液Ⅱ泵加压后，送入氨母液Ⅱ净化塔，由其底部取出，再进入碳酸化（清洗）塔，自上而下流经塔内，溶解碱疤，并吸收从塔底而上的变换气中的CO2（称清洗或预碳酸化过程），然后从碳酸化（清洗）塔底部取出称碳氨母液Ⅱ，用碳氨母液Ⅱ泵将其送至各碳酸化（制碱）塔的顶部，自上而下地吸收从塔底通入的变换气中的CO2，使塔内母液逐步形成过饱和并析出NaHCO3,且在塔下部与冷却水进行间壁换热降温，从而吸收更多的的CO2并逐步使NaHCO3结晶长大，制成的悬浮液，再从塔底取出，至碱液槽，流至滤碱工序经真空过滤机过滤即得重碱和母液Ⅰ。
新型重质纯碱煅烧技术的应用
白度
９ ％ ２
６ 比较
以２ ０ ｔ 重质纯碱的三种工艺的技术经济 ０ ／ ｋａ
（ ）干 燥旋 风 除尘器 ４
￣ ０ ０ ６５ ２ ０ ×８７
比较 见 表 ２ 。
表 ２ 三种 工艺 对 比
（ ）冷却旋风除尘器 Ｒ ０ ×５０ ５ ￣ ０ ００ ９ （ ）布袋 除尘 器 处理 风量 ４０ ０ ／ ，外 ６ ００ ｍ３ｈ
２ 时 钧 ，汪家鼎 ，余 国琮 ，陈敏恒主编 ．化学工 程手册 ，第 二 版（ 上卷 ）第 １ ［ ．北京 ：化学工业出版社 ，１９ 篇 Ｍ］ ９６
水碱和流化床返碱进入双轴预混器进行混 合 ，混合均匀后进人干燥 和冷却一体 的流化床 ， 在 流化 床 干燥 区 ，物料 和 热风直 接 接触 ，呈 剧烈
一
的流态化状态 ，同时和流化床干燥区流化段 的内 置换热器的蒸汽进行间接换热 ，迅速脱水。干燥
后 的高温重质纯碱分成两部分 ，一部分排出流化 床做返碱用 ；另一部分进入流化床冷却区，在冷 却区高温重质纯碱和冷风 直接接触 ，呈现流态
团 、河南 金大地 有 限公 司 、大 化集 团 和南方 碱厂
目
水碱温度 ， ℃ 水碱游离水 ， ％
一
流化床换热器蒸汽压力 ，ＭＰ ａ 干燥 区进风温度 ， ℃ 干燥平均排风温度 ， ℃
冷却排风温度 ， ℃
干燥 排料温度 ， ℃
冷却 出料温 度 ， ℃
返碱量 ，ｔ ／ ｈ
空。
２ 流 程特点
（ ）多层流化床占地面积小 ，设备投资省 。 １ （ ）设置外预混器 ，降低 了进人流化床的一 ２ 水碱的初水分 ，床内不容易 产生粘管 和结球现 象 ，使流化床的运行周期延长。 （）采用干法除尘 ，用布袋除尘器代替洗涤 ３ 塔 ，简化了流程 ， 方便了操作。 （）干燥和冷却风量 、尾气损失大大减少 ， ４
初中化学制碱教案
初中化学制碱教案
一、教学目标：
1. 了解碱的性质及制碱的方法；
2. 掌握主要制碱方法的原理和实验步骤；
3. 能够理解碱的应用领域和重要性。
二、教学重点：
1. 制碱的方法；
2. 制碱的原理；
3. 实验步骤及注意事项。
三、教学难点：
1. 制碱的方法；
2. 制碱实验的步骤。
四、教学准备：
1. 实验器材：烧杯、试管、锅炉等；
2. 实验药品：氢氧化钠、氢氧化钾等；
3. 实验辅助物品：滤纸、酚酞指示剂等。
五、教学过程：
1. 导入：通过举例介绍碱的应用领域和重要性，引起学生的兴趣；
2. 学习碱的性质及制碱的方法，讲解主要制碱方法的原理；
3. 进行制碱实验，让学生亲自操作实验步骤，注意指导学生操作过程中的安全注意事项；
4. 总结实验结果，让学生归纳碱的性质及制碱方法；
5. 布置作业，巩固学生所学知识。
六、板书设计：
1. 碱的性质：碱的酸碱指示性、碱的电离产生的氢氧根离子等；
2. 制碱的方法：氢氧化钠、氢氧化钾等。
七、课后反思：
通过本节课的教学，学生能够了解碱的性质和制碱的方法，提高了他们的实验操作能力和科学素养。
同时，教师要及时总结反思教学过程中存在的问题，进一步完善教学内容，提高教学效果。
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纯碱制造工艺
• 候氏制碱法（联合制碱法）
•
1943年中国侯德榜结合中国内地缺盐的国情 ，对索
尔维法进行改进，将纯碱和合成氨两大工业联合，同时生
产碳酸钠和化肥氯化铵，大大地提高了食盐利用率，是为
侯氏制碱法。
• 该法是将纯碱生产中的过滤母液通过加盐、吸氨、冷 冻等步骤，利用同离子效应（即盐析）及冷析分离出氯化
Na2CO3+ Ca(OH)2→2NaOH+CaCO3↓ 此法为苛化法制烧碱的主反应
7、纯碱与盐类起复分解反应：
Na2CO3 + CaCl2→CaCO3↓+2NaCl 此反应为盐水精制中除钙的主反应
二、纯碱的用途
• 1、用做基本化工原料 • 纯碱是重要基本化工原料.用途广泛，需求量大。以纯减
为原料可以制取其他品种的碱和无 机盐等化工产品，例 如： • ①用石灰苛化法制取苛化烧碱； • ②以碳酸化法可以用来制取洁喊（小苏打〕； • ③纯减与硅砂在熔融条件下，可以制得泡花臧〔硅酸钠〉； • ④以再结晶法可以制得晶喊（十水碳酸钠〉： • ⑤以硫化钡法和石灰硫化蓺法，均可用純碱制取硫化碱； • ⑥以纯碱为原料可以制得各种含钠盐类； • ⑦用做生产其他化工产品的原料和辅料，用做基本工业原 料 • 2、广泛地应用于玻璃、化工工业（烧碱、硝酸钠、清洁 剂、软化硬水）、石化、冶金等行业，同时也应用在造纸、 肥皂、纺织、印染、皮革、食品、医药、胶卷、轻工等行 业。
1、纯碱是碳酸钠（Na2CO3)的俗名，又称为苏打
（soda），白 色粉末或细粒结晶，味涩。其比重 （密度）为2.53g/cm3，随着制造方法的不同，得 到的纯碱颗粒大小也不同，按照堆积密度的差别 可将纯碱分为超轻质纯碱、轻质纯碱、重质纯碱 和超重质纯碱。
不同纯碱产品的堆积密度范围
品种
超轻质纯碱 轻质纯碱 重质纯碱 超重质纯碱
纯碱制造工艺
• 1、世界化学工业的开端和路布兰法制纯碱
• 人类在日常生活中使用碱已有几千年历史.最早取自草木 灰及天然碱。人工制碱工业起源于 法国，而发展及其应 用，则归功于英国。
• 尼古拉·路布兰（Nicolas Le Blanc)(1742〜1806)法制纯碱 ：以普通食盐为原料,用硫酸处理而得芒硝和盐酸,芒硝再 与石灰石、煤粉配合人炉煅烧生成纯碱，所得硫化钙再碳 化以获取硫化氢，作为硫酸的原料。
无水碳酸钠。用于热分解的装置 主要是回转式煅烧炉，
但也有应用立式流化床煅烧设备的。随着制碱技术的进一CO3)性质
3、能与酸进行中和反应，生成相应的盐并放出二氧化碳。
Na2CO3+ H2SO4→Na2SO4+CO2↑+H2O 4、高温下可分解，生成氧化钠和二氧化碳。
Na2CO3→Na2O+ CO2↑ 5、长期暴露在空气中能吸收空气中的水分及二氧化碳生成
碳酸氢钠，并结成硬块。
Na2CO3+ CO2+ H2O→NaHCO3 6、纯碱与石灰乳作用生产氢氧化纳：
• 路布兰法存在产品纯度差、生产成本高、人工消耗大以及 生产过程均在固相间进行、难于连续作业等缺点。
纯碱制造工艺
2、索尔维法制碱 • 1861年比利时人索尔维（Solvay，1839〜1922),在煤气
厂从亊稀氨水浓缩工作时.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 称此法为氨碱法。 • 索尔维法以其原料来源容易,品种单纯,成本低廉,品质纯净， 适于大规模连续生产 ，排污处理比盐酸容易。 • 缺点：如食盐利用率低（仅75％左右）、蒸馏废液难以处 理（每产1t纯 碱就有9〜10m3废液排放,淤塞江河港湾、污 染水体、危害水族）
重碱的煅烧
主讲：雨在田
目录
• 一、纯碱（Na2CO3)性质 • 二、纯碱的用途 • 三、纯碱的质量标准 • 四、纯碱制造工艺 • 五、氨碱法制造纯碱工艺流程 • 六、重碱的煅烧 • 七、重碱煅烧工艺流程 • 八、重碱煅烧设备演变 • 九、重碱煅烧操作控制 • 十、重碱煅烧物料衡算、热量衡算
一、纯碱（Na2CO3)性质
铵，达至纯碱和氯化铵联合生产的目的。它的核心是刻意 追求提高氯化钠的利用率，使之达到92%以上，同时可以 省去母液蒸馏所耗用的石灰石，节约了蒸氨用汽，提高了
热利用率，又简化了生产流程，省去石灰石煅烧工序，因 而纯碱的成本约比氨碱法降低30%左右，联合制碱法必须 要同时有合成氨厂。
五、 氨碱法制造纯碱工艺流程
.
氨碱法制碱以食盐、石灰石为原料，以氨为媒介，经
石灰石煅烧、盐水精制、吸氨、碳酸化，碳酸氢钠过滤、
煅烧，母液蒸馏等工序制得纯碱。Na2CO3
石灰石煅烧
灰乳精制
盐水精制
卤水脱硝
CO2压缩
氨盐水碳酸化
NH3
精盐水吸氨
母液蒸馏
重碱过滤
重碱煅烧
废液压滤
纯碱包装贮运
六、
重碱的煅烧
•
重碱煅烧是把真空过滤机分离的湿重碱加热分解制取
堆积密度t/m3
0.30～0.45（不含0.45） 0.45～0.80（不含0.80） 0.80～1.20（不含1.20） ＞1.20
纯碱（Na2CO3)性质
2、熔点851℃，比热容1.042J/(g·℃）（20℃）。虽然碳酸
钠俗称纯碱，但它其实属于盐类物质，因其水溶液显弱碱 性而称纯碱。易溶于水，在35.4℃其溶解度最大，每100g 水中可溶解49.7g碳酸钠（0℃时为7.0g，100℃为45.5g）。 当温度超过36℃时，溶解度反而下降，这时由于碳酸钠与 水生成多种水合物的缘故。碳酸钠的饱和溶液在温度低于 32.5℃时析出块状结晶体的十水碳酸钠 （Na2CO3·10H2O），俗称晶碱。在32.5～36℃温度范围 内析出七水碳酸（Na2CO3·7H2O）；超过36℃时析出一 水碳酸钠（Na2CO3·H2O），一水碳酸钠受热脱除结晶水， 转变为无水碳酸钠。
三、 纯碱的质量标准
• 轻质纯碱： 项目
指标
优等品 一等品 合格品
干基总碱量%
99.2 98.8 98.0
湿基总碱量%
97.9 97.5 96.7
氯化物（以NaCl计）%≤ 0.70
0.90
1.2
铁（以Fe2O3计）%≤ 水不溶物≤
0.004 0.006 0.01 0.04 0.10 0.15
四、