氨碱法制纯碱
氨碱法制纯碱ppt课件
• (一）碳酸化的基本原理 1.反应机理
• 复杂反应体系，分三步进行
(1)氨基甲酸铵的生成 • 2NH3+CO2 =NH2COO－ +NH4 + (2)氨基甲酸铵的水解 • NH2COO－ + H2O =HCO3－ +NH3 (3) NaHCO3结晶生成 • HCO3－ + Na + = NaHCO3
生石灰消化后回收氨。 1.煅烧反应式 CaCO3 (s) = CaO(s)+ CO2 (g) C (s) +O2 (g ) = CO2 (g) 2.操作指标 温度：940~1200℃ 窑气中CO含量小于0.6％，O2含量小于0.3％
△H>0 △H<0
理论上，窑气中CO2含量为44.2％，但一般在40％左右。
任务二 盐水的制备
一、饱和食盐水的制备
• 氨碱法用的饱和盐水可以来自海盐、池盐、岩盐、井盐和湖 盐等。 • NaCl在水中的溶解度的变化不大，在室温下为315kg/m3。 工业上的饱和盐水因含有钙镁等杂质而只含NaCl 300kg/m3 左右。 方法：制饱和盐水的化盐桶桶底有带嘴的水管，水自下而上溶 解食盐成饱和盐水，从桶上部溢流而出。 • 化盐用的水来自碱厂各处的含氨、二氧化碳或食盐的洗涤水。
• •
2．添加晶种 当碳化过程中溶液达到饱和甚至稍过饱和时，并无结晶析 出，但在此时若加入少量固体杂质，就可以使溶质以固体杂 质为核心，长大而析出晶体。 • 在NaHCO3生产中，就是采用往饱和溶液内加晶种并使之长 大的办法来提高产量和质量的。 • 应用此方法时应注意两点：一是加晶种的部位和时间，晶种 应加在饱和或过饱和溶液中。二是加入晶种的量要适当。
NH3 少量 CO2 40%~42% NH3 10% CO2 4%~7% 空气
氨碱法生产纯碱的工艺过程
02
粗盐处理
对粗盐进行除杂、脱水和干燥等处 理，得到精盐。
废水处理
对生产过程中产生的废水进行处理 ，达到排放标准后排放。
04
母液回收与利用的设备
母液分离器
用于分离粗盐和二次母液。
二次母液回收设备
包括蒸发器、结晶器等设备，用于回收二次 母液中的氯化铵。
粗盐处理设备
包括过滤器、干燥器等设备，用于处理粗盐 。
盐水精制的工艺流程
石灰纯碱法
将石灰加入盐水中，使镁离子形成氢氧化镁沉淀，然后加入纯碱， 使钙离子形成碳酸钙沉淀，最后过滤分离，得到高纯度的盐水。
加压加灰法
将石灰和二氧化碳同时加入盐水中，使镁离子形成碳酸镁沉淀，然 后过滤分离，再对滤液进行蒸馏，得到高纯度的盐水。
膜过滤法
利用膜过滤技术，将盐水通过膜过滤器，使钙、镁等离子被截留，得 到高纯度的盐水。
沉淀与分离
在沉淀池中，碳酸氢钠晶体逐渐析出，与溶 液分离。
碳酸氢钠加热分解
将分离出的碳酸氢钠加热至一定温度，使其 分解成碳酸钠和水。
回收氯化铵
加热后的溶液回收氯化铵，作为副产品出售 。
氨盐水碳酸化的设备
混合器
用于将氨盐水与二氧化碳混合。
沉淀池
用于使碳酸氢钠晶体沉淀并分离。
加热器
用于加热碳酸氢钠溶液至分解温度。
废水处理设备
包括沉淀池、过滤器等设备，用于处理生产 过程中产生的废水。
THANKS
感谢观看
05
04
分离
将碳酸氢钠和氯化铵的混合溶液进行 分离，得到碳酸氢钠和氯化铵产品。
02
石灰石的破碎与消化
石灰石的破碎
石灰石破碎
将大块石灰石破碎成小块，以便 于后续的消化和溶出过程。
氨碱法纯碱生产工艺概述
第二章氨碱法纯碱生产工艺概述第一节氨碱法根本生产原理及总流程简述一、氨碱法生产纯碱的特点及总流程氨碱法生产纯碱的技术成熟，设备根本定型，原料易得，价格低廉，过程中的NH3循环使用，损失较少。
能大规模连续化生产，机械化自动化程度高，产品的质量好，纯度高。
该法的突出缺点是：原料利用率低，主要是指NaCl的利用率低，废渣排放量大。
严重污染环境，厂址选择有很大局限性，石灰制备和氨回收系统设备庞大，能耗较高，流程较长。
针对上述缺乏和合成氨厂副产CO2的特点，提出了氨碱两大生产系统组成同一条连续的生产线，用NaCl，NH3和CO2同时生产出纯碱和氯化铵两种产品——即联碱法。
氨碱法生产纯碱的总流程见图5-19。
二、氨碱法制纯碱的生产工艺流程1、氨碱法生产纯碱的流程示意如图5-1所示。
其过程大致如下：2、氨碱法纯碱生产工艺流程框图：3、氨碱法纯碱生产工序的根本划分：(1)石灰工序:CO 2和石灰乳的制备，石灰石经煅烧制得石灰和CO 2，石灰经消化得石灰乳；(2)盐水工序:盐水的制备和精制；(3)蒸吸工序:盐水氨化制氨盐水及母液中氨的蒸发与回收；(4)碳滤工序: 氨盐水碳化制得重碱及其重碱过滤和洗涤；原盐 石灰石 无烟煤CO 2 NH 3 废液 重质纯碱 轻质纯碱盐水精制 盐水吸氨 氨盐水碳化 石灰煅烧 石灰乳制备 母液蒸馏 重碱过滤 重碱煅烧 水合(5)煅烧工序:重碱煅烧得纯碱成品及CO2；和重质纯碱的生产；(6)CO2压缩工序:窑气CO2、炉气CO2的压缩工碳酸化制碱。
三、氨碱法纯碱生产原理及工艺流程表达氨碱法生产纯碱的原料是食盐和石灰石，燃料为焦炭(煤)。
氨作为催化剂在系统中循环使用。
原料盐(海盐、岩盐、天然盐水)经精制吸氨、碳化、结晶、过滤，再煅烧即为成品。
母液经石灰乳中和后，氨蒸发并回收使用，氯化钙那么排放。
其化学反响为：氨碱法具有原料来源丰富和方便，生产过程均在气液相间进展，可以大规模连续化生产及产品质量好、本钱低等优点。
8.3海水“制碱”(第1课时氨碱法制纯碱)教学设计----2023-2024学年九年级化学鲁教版下册
教学资源准备
1. 教材：确保每位学生都有本节课所需的教材或学习资料，包括九年级化学鲁教版下册第8.3节“海水‘制碱’（第1课时氨碱法制纯碱）”的相关内容。
2. 辅助材料：准备与教学内容相关的图片、图表、视频等多媒体资源，以便更直观地向学生展示氨碱法制碱的原理、生产流程及其涉及的化学反应。
3. 实验器材：根据教学内容，准备所需的实验器材，包括烧杯、试管、滴定管、pH计、氨水、食盐水、石灰水等。同时，确保实验器材的完整性和安全性，为学生提供安全的实验环境。
7. 实验操作技能：通过实验操作，学生需要掌握氨碱法的基本实验技能，包括正确使用实验仪器、准确测量数据、安全操作等。
8. 科学思维和创新能力：学生需要运用化学知识分析和解决问题，提出新的观点和解决方案，培养科学思维和创新能力。
9. 团队协作和沟通能力：在实验和问题解决过程中，学生需要发挥团队合作意识，与其同学进行沟通和协作，共同完成任务。
- 碳酸铵与氢氧化钙反应生成碳酸钙和氨水
- 碳酸钙经过滤和干燥得到纯碱
2. 氨碱法的生产流程
- 制备氨水
- 处理海水
- 通入二氧化碳
- 加入氢氧化钙
- 过滤和干燥
3. 涉及到的化学反应
教学流程
一、导入新课（用时5分钟）
同学们，今天我们将要学习的是《海水‘制碱’（第1课时氨碱法制纯碱）》这一章节。在开始之前，我想先问大家一个问题：“你们在日常生活中是否遇到过需要使用碱性物质处理的情况？”（举例说明）这个问题与我们将要学习的内容密切相关。通过这个问题，我希望能够引起大家的兴趣和好奇心，让我们一同探索海水制碱的奥秘。
本节课内容与学生的生活实际紧密相连，有助于激发学生的学习兴趣。同时，本节课的内容也为学生提供了丰富的探究素材，有利于培养学生的实验操作能力、观察能力和分析问题的能力。
氨碱法生产纯碱
氨碱法制备纯碱1.教学目标：（1）理解氨碱法生产纯碱的相关化学原理；（2）掌握氨碱法制备纯碱的工艺操作流程；（3）理解化学原理应用于实际化工生产的方法；2．教学难点：制碱生产原理与工艺生产过程3. 教学类容：3.1 纯碱简介无水碳酸钠（Na 2CO 3）是俗称苏打，是重要的基础化工原料，主要用于玻璃制造、化工、冶金，以及造纸、纺织、食品等轻工业，用量极大，在国名经济中占有十分重要的地位，被誉为“化工之母”。
3.2纯碱的工业制法工业上制取纯碱最早是由法国人路布兰首先提出来的，以食盐，煤，硫酸及石灰石为为原料，其反应如下：HCl NaHS O S O H NaCl 4℃12042+−−→−+HCl S O Na NaHS O NaCl 42℃700~6004+−−−→−+22℃1000422CO S Na 2C S O Na +−−→−+ C a SCO Na CaCO S Na 321000℃32+−−→−+ 路布兰生产缺点：不能连续生产，原料利用率低，产品质量差，劳动强度大，成本高等缺点不能满足工业发展的需要而逐渐被淘汰。
1861年，比利时苏尔维在总结前人各种制碱方法的基础上，提出了以食盐，石灰石，焦炭（或煤），氨为原料制取纯碱的方法，俗称氨碱法。
我国科学家侯德榜研究出联合制碱法。
目前纯碱工业上主要使用这两种制备方法。
3.3 氨碱法制备纯碱的生产原理氨碱法生产纯碱分为六个基本过程。
（1） 二氧化碳和饱和石灰水的制备 将石灰石在石灰窑内煅烧得到生石灰（氧化钙CaO ）和二氧化碳（CO 2），再将生石灰加水进行消化。
CO CaO CaCO 23↑+−→− ）（）（s 22Ca(OH)O H s CaO −→−+ （2）精盐水的制备 将原盐溶解或采用天然盐水除去钙，镁杂质，得到合格的饱和食盐水。
（3）氨盐水的制备 用精盐水吸收氨气制成氨盐得到符合要求的氨盐水。
（4）氨盐水的碳酸化 将氨盐水与二氧化碳作用，即得到碳酸氢钠和氯化铵。
第1课时 氨碱法制纯碱及纯碱的性质
4．小苏打的性质 成 分： 碳酸氢钠 ，又称酸式碳酸钠。 性 质：白色粉末状晶体，能溶于水，受热易 分解 。 用 途：在灭火器里，做二氧化碳发生剂；在食品工业上，做 发酵粉 ； 在医疗上，治疗 胃酸 过多。
02 基础题
考点 1 氨碱法制纯碱 1．氨碱法生产纯碱的主要反应原理如下：(1)NaCl＋NH3＋CO2＋ H2O===NaHCO3＋NH4Cl；(2)2NaHCO3==△===Na2CO3＋CO2＋H2O。对上 述信息的有关理解不正确的是( B ) A．用食盐制纯碱需要含碳、氧元素的物质 B．(1)中析出晶体后剩余溶液只有一种溶质 C．氨盐水比食盐水更易吸收二氧化碳 D．碳酸氢钠比碳酸钠更易受热分解
01 知识管理
1．氨碱法制纯碱 流 程： 盐水 ―精―制→ 饱和食盐水 ―吸―氨→ 饱和氨盐水 碳―― 酸→化
碳酸氢钠 过―滤―、 ――热→解 纯碱
原 理：(1) NH3＋H2O＋NaCl＋CO2===NaHCO3＋NH4Cl
；
(2) 2NaHCO3==△===Na2CO3＋H2O＋CO2↑
。
产 物：纯碱、氯化铵。 回 收：向滤出 NaHCO3 晶体后的 NH4Cl 溶液中加 熟石灰 以回收氨， 使之循环使用。 优 点：原料经济易得， 二氧化碳和氨气 可回收利用。 缺 点：产生的氯化钙用处不大且污染环境。
考点 2 侯氏制碱法 2．(2019·济宁)我国科学家侯德榜在氨碱法的基础上创立了更为先进的联合 制碱法(侯氏制碱法)，其生产流程简明如下：
图1
图2
请读识流程图并回答下面问题：
(1)写出沉淀池中发生反应的化学方程式 NaCl＋H2O＋NH3＋CO2
===NH4Cl＋NaHCO3
。
(2)上述流程中气体 X 的化学式是 CO2 。 (3)沉淀池中晶体转移至焙烧炉时用到操作①，操作①的名称是 过滤 。
纯碱生产—氨碱法生产纯碱工艺流程
✓没有结合氨； ✓消耗了最终产品纯碱。
常用石灰-碳酸铵法
3、氨盐水的制备
作用：制备碳酸化所要求浓度的氨盐水。吸氨用的氨来自蒸氨塔（用石灰乳处理碳酸 化后母液所回收的氨，含有CO2和水蒸气）。
NH3（g）＋H2O （l） ＝NH4OH （l）； 氨气中的CO2也会溶入溶液，并反应生成碳酸铵：
氨碱法生产纯碱工艺流程
氨碱法是以氨作为中间媒介生产纯碱的一种方法，该法原料价廉易得，产 品纯度较高，且部分二氧化碳和氨可循环使用；整个制作步骤简单，适用 大规模生产。 本节课学习氨碱法生产纯碱的工艺流程。
氨碱法生产纯碱的工艺流程
原盐：制备饱和食盐水，除去Mg2+， Ca2+ ，得精制食盐水。 精制食盐水送吸氨塔吸收氨气（氨 气来自蒸氨塔回收），得氨盐水，送 往碳酸化塔。 氨盐水吸收CO2得到NaHCO3和 NH4Cl，生成的NaHCO3经煅烧分解 为Na2CO3 、 CO2和H2O。
6、氨的回收
加入石灰乳时，结合氨分离成游离氨，并从液相驱出： 2NH4Cl＋Ca(OH)2=2NH3＋CaCl2＋2H2O 母液中存在NaCl和CaCl2，CaCl2与氨化合降低氨分压，NaCl可提高平衡氨 分压，两者的作用近似抵消。 蒸馏游离氨时，物系可简化为NH3—CO2—H2O体系，蒸馏结合氨时，物系 可简化为NH3—H2O体系。
1 • 石灰石煅烧及生石灰消化 2 • 食盐水的制备和精制 3 • 氨盐水的制备 4 • 氨盐水的碳酸化 5 • 碳酸氢钠的过滤与煅烧 6 • 氨的回收
1、石灰石煅烧及生石灰消化
作用：石灰石煅烧得到的CO2用于氨盐水的碳酸化；生石灰消化后用于回收氨。 石灰石内配入一定比例的无烟煤送入石灰窑内，在窑底送入空气供燃料燃烧。 石灰石在窑内被加热，分解生成CaO和CO2。 窑气经过泡沫塔冷却、除尘和静电除尘两级净化后送压缩工序。 生石灰在化灰机内加入海水使生石灰消化制成石灰乳，送往蒸氨塔。
候式制碱法的故事
候式制碱法的故事
侯氏制碱法是我国化学工程专家侯德榜于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。
20 世纪20 年代，比利时人索尔维发明了氨碱法制纯碱，使制碱工业发生了重大变化。
氨碱法在生产过程中，需要使用大量的氯化钠，同时会产生大量的氯化钙，氯化钙难以处理，会造成环境污染。
此外，氨碱法还需要消耗大量的石灰和煤炭，生产成本较高。
为了解决这些问题，侯德榜经过多年的努力，终于在1943 年发明了侯氏制碱法。
侯氏制碱法的主要原理是利用合成氨工业中的废气二氧化碳来代替氨碱法中的石灰，从而减少了氯化钙的生成，同时也降低了生产成本。
侯氏制碱法还可以利用氯化铵来回收氨，使氨得到循环利用，降低了氨的消耗。
侯氏制碱法的发明，是我国制碱工业的一项重大技术创新，为我国的制碱工业做出了重要贡献。
同时，侯氏制碱法的成功，也为其他国家的制碱工业提供了有益的借鉴和启示。
侯德榜为了探索制碱技术，曾远渡重洋到美国学习，回国后经过不断的摸索和试验，终于成功地发明了侯氏制碱法。
他的故事告诉我们，只要有坚定的信念和不懈的努力，就能够克服困难，取得成功。
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第三节海水“制碱”——氨碱法制取纯碱
【学习目标】：
1、通过对氨碱法制碱原理的分析，树立元素守恒观, 形成人类从自然界中获取所需物质的思维；
2、能够记住制碱流程，会写反应原理方程式。
3、通过了解侯德榜的事迹，激发爱国热情，树立正确的科学观和人生价值观
4、知道纯碱在日常生活和工农业生产中的应用
【学习重难点】：氨碱法制纯碱的原理
【学习过程】
1、纯碱的制取
⑴、原料：、，以。
⑵、工艺流程：
饱和食盐水———饱和氨盐水———NaHCO3———Na2CO3
先向饱和食盐水中通入，制成饱和氨盐水，在加压并不断通入的条件下，使NaHCO3 晶体析出，过滤后将NaHCO3 加热分解即得纯碱。
⑶、反应原理：；。
⑷、优缺点：
优点：
缺点：
2、纯碱的用途
纯碱在化学工业中的用途极广，如、、、等均需要大量的纯碱，纯碱还广泛应用于、、、等领域。
3、碳酸氢钠
⑴碳酸氢钠是的主要成分，又称，化学式为。
⑵碳酸氢钠是一种色晶体，溶于水，受热易分解，化学方程式为。
⑶碳酸氢钠在生产和生活中有许多重要用途，你都知道哪一些？
【当堂检测】：
1、实验室用食盐制纯碱的操作步骤是：（1）向浓氨水中加入足量食盐晶体制取饱和氨盐水；
（2）向饱和氨盐水中通入足量的二氧化碳气体至有大量晶体析出；（3）将操作（2）中产生的晶体过滤出来；（4）将滤纸上的晶体转移至坩埚中，加热至不再有水蒸气产生，所得固体即为碳酸钠。
对上述信息的有关理解中，正确的是（）
A．用食盐制纯碱还需要含碳元素的物质B．食盐水比氨盐水更易吸收二氧化碳
C．室温下碳酸氢钠的溶解度比氯化铵的溶解度小，所以先结晶析出
D．在氨盐水中如果没有未溶解的食盐晶体存在，说明溶液一定不饱和
2、利用海水制碱，是因为海水中含有大量的（）
A.CaCl2
B. MgCl2
C.NaCl
D.ZnCl2
3、下列不属于氨碱法制纯碱所需的原料是（）
A .二氧化碳
B .氯化钠 C. 氢氧化钠 D .水
4、下列科学家中，为我国化学工业做出重大贡献的是（）
A．邓稼先B．李四光C．华罗庚D．侯德榜．
5、工业上采用氨碱法生产纯碱的的工艺是先向饱和食盐水中通入较多NH3（溶液显碱性），再通入足量的CO2的原因是（）
A.使CO2更易被吸收
B.NH3比CO2更易制取
C.CO2的密度比NH3大
D.为了增大NaHCO3的溶解度
6、除去混在碳酸钠中的少量碳酸氢钠的方法是（）。
A．加热B．加NaOH溶液
C．加盐酸D．加CaCl2溶液
【能力提高】我国化工专家侯德榜发明的“侯氏制碱法”的基本原理是：在浓氨水中通入足量的CO2，然后在此溶液中加入细小的食盐粉末，由于NaHCO3 在该状态下溶解度很小，呈晶体析出，同时由于NaHCO3 不稳定，加热后分解。
根据以上叙述回答下列问题：
⑴用上述方法进行生产时，所用的起始原料是
（填化学式），最终产品是。
⑵有关反应的化学方程式为
、。
⑶有人认为侯氏制碱法的优点有四：A、生产过程中部分产品可选为起始原料使用；B 副产品是一种可利用的氮肥；C反应不需要加热；D副产品不会造成环境污染，你认为其中正确的是（用代号回答）。