联合制碱法

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。1924年8月,塘沽碱厂正式投产。1926年，中国生产的“红三角”牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。产品不但畅销国内，而且远销日本和东南亚。1937年日本帝国主义发动了侵华战争，他们看中了南京的硫酸铵厂，为此想收买侯德榜，但是遭到侯德榜的严正拒绝。为了不使工厂遭受破坏，他决定把工厂迁到四川，新建一个永利川西化工厂。制碱的主要原料是食盐，也就是氯化钠，而四川的盐都是井盐，要用竹筒从很深很深的井底一桶桶吊出来。由于浓度稀，还要经过浓缩才能成为原料，这样食盐成本就高了。另外，索尔维制碱法的致命缺点是食盐利用率不高，也就是说有30%的食盐要白白地浪费掉，这样成本就更高了，所以侯德榜决定不用索尔维制碱法，而另辟新路。他首先分析了索尔维制碱法的缺点，发现主要在于原料中各有一半的比分没有利用上，只用了食盐中的钠和石灰中碳酸根，二者结合才生成了纯碱。食盐中另一半的氯和石灰中的钙结合生成了氯化钙，这个产物都没有利用上。那么怎祥才能使另一半成分变废为宝呢？他想呀想，设计了好多方案，但是—一都被推翻了。后来他终于想到，能否把索尔维制碱法和合成氨法结合起来，也就是说，制碱用的氨和二氧化碳直接由氨厂提供，滤液

中的氯化铵加入食盐水，让它沉淀出来。这氯化铵既可作为化工原料，又可以作为化肥，这样可以大大地提高食盐的利用率，还可以省去许多设备，例如石灰窑、化灰桶、蒸氨塔等。设想有了，能否成功还要靠实践。于是地又带领技术人员，做起了实验。l次、2次、10次、100次……一直进行了500多次试验，还分析了2000多个样品，才把试验搞成功，使设想成为了现实。这个制碱新方法被命名为“联合制碱法”，它使盐的利用率从原来的70%一下子提高到96%。此外，污染坏境的废物氯化钙成为对农作物有用的化肥——氯化铵，还可以减少1/3设备，所以它的优越性在大超过了索尔维制碱法，从而开创了世界制碱工业的新纪元

侯氏制碱法的发明特点和原理

发明特点

针对索尔维法生产纯碱时食盐利用率低，制碱成本高，废液、废渣污染环境和难以处理等不足，侯德榜先生经过上千次试验，在1943年研究成功了联合制碱法。这个新工艺是把氨厂和碱厂建在一起，联合生产。由氨厂提供碱厂需要的氨和二氧化碳。母液里的氯化铵用加入食盐的办法使它结晶出来，作为化工产品或化肥。食盐溶液又可以循环使用。为了实现这一设计，在1941一1943年抗日战争的艰苦环境中，在侯德榜的严格指导下，经过了500多次循环试验，分析了2000多个样品后，才把具体工艺流程定下来，这个新工艺使食盐利用率从70%一下子提高到96%，也使原来无用的氯化钙转化成化肥氯化铵，解决了氯化钙占地毁田、污染环境的难题。这方法把世界制碱技术水平推向了一个新高度，赢得了国际化工界的极高评价。1943年，中国化学工程师学会一致同意将这一新的联合制碱法命名为“侯氏联合制碱法”。所谓“联合制碱法”中的“联合”，指该法将合成氨工业与制碱工业组合在一起，利用了生产氨时的副产品CO2，革除了用石灰石分解来生产，简化了生产设备。此外，联合制碱法也避免了生产氨碱法中用处不大的副产物氯化钙，而用可作化肥的氯化铵来回收，提高了食盐利用率，缩短了生产流程，减少了对环境的污染，降低了纯碱的成本。联合制碱法很快为世界所采用。

发明原理

侯氏制碱法的原理是依据离子反应发生的原理进行的，离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。也就是很多初中高中教材所说的复分解反应应有沉淀、气体和难电离的物质生成。他要制纯碱（Na2CO3），就利用NaHCO3在溶液中溶解度较小，所以先制得NaHCO3，再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子，所以就在饱和食盐水中通入氨气，形成饱和氨盐水，再向其中通入二氧化碳，在溶液中就有了大量的钠离子、铵根离子、氯离子和碳酸氢根离子，这其中NaHCO3溶解度最小，所以析出，其余产品处理后可作肥料或循环使用。

侯氏制碱法与索尔维制碱法

侯氏制碱法与索尔维制碱法（也叫做氨碱法与联碱法）的比较一、氨碱法（又称索尔维法）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含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]CaO＋H2O＝Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O。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）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。原料是食盐、氨和二氧化碳—合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。其化学反应原理是：C＋H2O＝CO＋H2 CO＋H2O＝CO2＋H2 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，

制碱工艺

纯碱俗名苏打、石碱、碳酸钠、洗涤碱，化学式为Na2CO3。纯碱是重要的化工原料，广泛用于玻璃、日用化学、化工、搪瓷、造纸、医药、纺织、印染、制革等工业部门以及人们的日常生活，在国民经济中占有重要地位。制碱工业中通过氨盐水吸收二氧化碳可得到得碳酸氢钠（俗称小苏打），再送煅烧工序，得到的即为轻质纯碱（轻灰）。轻质纯碱溶于水中，达到饱和后结晶生成一水碱，再经煅烧就成为重质纯碱（重灰）。轻重灰最明显的区别是重度堆密度不同，即相同体积重量不一样，轻灰≥500公斤/立方，重灰≥900公斤/立方。轻灰多用于食品，冶炼及玻璃制造，用的最多的是日化洗涤用品。重灰多用于浮法玻璃等高档玻璃的制造。目前纯碱的生产方法有氨碱法、联碱法、天然碱法、芒硝制碱法、霞石制碱法等，其中最重要、国内最常用的是氨碱法和联碱法。（一）氨碱法在很早以前，人们就开始使用天然碱湖中的碱以及海草灰中的碱供洗涤和制造玻璃之用，到18世纪末，随着生产力的发展，天然碱的产量已远不能满足玻璃、肥皂、皮革等工业需要，因此人工制碱的问题就被提出来了。1861年，比利时人索尔维原是一名工人，在煤气厂从事稀氨水的浓缩工作，发现用食盐水吸收氨和二氧化碳时可以得到碳酸氢钠，于是获得用海盐和石灰石为原料制取纯碱的专利，这种方法也就被称之为“索尔维制碱法”。因为在生产过程中需用氨作为媒介，故又称为“氨碱法”。氨碱法主要工艺流程如下：

饱和食盐水氨盐水沉淀NaHCO3沉淀NH4Cl NaCl CO2（循环使用） Na2CO3产品通NH3过滤洗涤通CO2 Ca(OH)2煅烧NH3（循环使用）废液CaCl2，NaCl Δ 石灰石CaCO3 CO2 CaO 煅烧石灰乳 Ca(OH)2 氨碱法制碱工艺的原理如下： NH4Cl NaHCO3H2O CO2NH3NaCl +↓→+++ ↑+→CO2CaO CaCO3，H2O 2CaCl NH32CaO NH4Cl 2++↑→+ H2O CO2CO32Na NaHCO32+↑+→ 但是氨碱法存在着比较严重的缺点，即其对原料NaCl 的利用率低，且大量氯化物以废液形式排弃，不但原料无法完全利用，而且严重污染环境。（二）联碱法 20世纪初期，德国人Schreib 提出将氨碱法碳酸化母液中所含的氯化铵直接制成固体作为产品出售。1931年德国人Gland 和Lupmann 获得初步结果。1938年我国永利化学工业公司在侯德榜博士领导下从事这项研究，历经数年，获得成功，命名为“候氏制碱法”，因为与氨厂联合，以氨厂的NH3和CO2同时生产纯碱和氯化铵两种产品，故又称“联碱法”。又因在生产过程中NaHCO3母液用于制NH4Cl ，NH4Cl 母液又用于制NaHCO3，过程循环进行，故又称为“循环制碱法”。联碱法制碱工艺副产的氯化铵简称“氯铵”，又称卤砂，是一种速效氮素化学肥

双碱法脱硫物料平衡计算过程

双碱法计算过程标态：h Nm Q /4000030= 65℃：h m Q /4952340000273 6527331=?+= 还有约5%的水份如果在引风机后脱硫，脱硫塔进口压力约800Pa ，出口压力约-200Pa ，如果精度高一点，考虑以上两个因素。 1、脱硫塔（1）塔径及底面积计算：塔内流速：取s m v /2.3= m v Q r r v vs Q 17.12 .314.33600/49532121=?==???==ππ D=2r=2.35m 即塔径为2.35米。底面积S=∏r 2=4.3m 2 塔径设定为一个整数，如2.5m （2）脱硫塔高度计算：液气比取L/G= 4 烟气中水气含量设为8% SO2如果1400mg/m3，液气比2.5即可，当SO2在4000mg/m3时，选4 ①循环水泵流量：h m m l HG Q G L Q /1821000)08.01(495324) /(100033=-??=??= 取每台循环泵流量=Q 91m 。选100LZ A -360型渣浆泵，流量94m 3/h ，扬程22.8米，功率30KW ，2台 ②计算循环浆液区的高度：取循环泵8min 的流量 H 1=24.26÷4.3=5.65m

如此小炉子，不建议采用塔内循环，塔内循环自控要求高，还要测液位等，投资相应大一点。采用塔外循环，泵的杨程选35m，管道采用碳钢即可。 ③计算洗涤反应区高度停留时间取3秒洗涤反应区高度H2=3.2×3=9.6m ④除雾区高度取6米 H3=6m ⑤脱硫塔总高度H=H1+H2+H3=5.65+9.6+6=21.3m 塔体直径和高度可综合考虑，直径大一点，高度可矮一点，从施工的方便程度、场地情况，周围建筑物配套情况综合考虑，可适当进行小的修正。如采用塔内循环，底部不考虑持液槽，进口管路中心线高度可设在2.5m，塔排出口设为溢流槽，自流到循环水池。塔的高度可设定在16~18m 2、物料恒算每小时消耗99%的NaOH1.075Kg。每小时消耗85%的CaO60.585Kg。石灰浆液浓度：含固量15%，可得石灰浆液密度1.093。按半小时配置一次石灰浆液计算，每次配置石灰浆液的体积是185m3。浆液区的体积是24.26 m3。石灰浆液按浆液区体积的10% 的流量（即石灰浆液泵的流量为 2.4 m3/h）不间断往塔内输送浆液。石膏浆液排出泵按浆液区体积的20% 的流量（即石膏浆液排出泵的流量为4.8 m3/h）不间断往塔外输出石膏浆液。由计算可得每小时产石膏干重0.129吨。蒸发水分量2.16 m3/h。除雾器及管道冲洗水量约为3 m3/h。补充碱液量按按浆液区体积的10% 的流量（即碱液泵的流量为 2.4 m3/h）不间断往塔内输送碱液进塔部分：石灰浆液2.4 m3/h + 除雾器及管道冲洗水量3 m3/h + 补充碱液量2.4 m3/h 出塔部分：石膏浆液4.8m3/h +蒸发水分量2.16 m3/h

侯氏制碱法

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。原料是食盐、氨和二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。其化学反应原理是：C＋H2O＝CO＋H2 CO＋H2O＝CO2＋H2 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。其工业生产的简单流程如图所示。联合制碱法与氨碱法比较，其最大的优点是使食盐的利用率提高到96％以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。将氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石灰窑；将碱厂的无用的成分氯离子（Cl－）来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵。从而不再生成没有多大用处，又难于处理的氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。

侯氏联合制碱法(知识材料)

侯氏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。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。化学原理总反应方程式： NaCl + CO2 +NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl（可作氮肥） 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用）(以加热作为反应条件) (在反应中NaHCO3沉淀，所以这里有沉淀符号，这也正是这个方法的便捷之处）即：①NaCl(饱和溶液)+NH3（先加）+H2O（溶液中）+CO2（后加） =NH4Cl+NaHCO3↓ （NaHCO3能溶于水，但是侯氏制碱法向饱和氯化钠溶液中通入氨气，由于氯化钠溶液饱和，生成的碳酸氢钠溶解度小于氯化钠，所以碳酸氢钠以沉淀析出）（先添加NH3而不是CO2：CO2在NaCl中的溶解度很小，先通入NH3使食盐水显碱性(用无色酚酞溶液检验)，能够吸收大量CO2气体，产生高浓度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶体。） 2NaHCO3（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(氮肥不可与碱性物质混用，但可用草木灰检验其纯度)[2]；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，减少可能造成的环境污染。两个循环：一：2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用）(以加热作为反应条件) 二：向母液中加入食盐细粉，从而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。第二个循环的具体操作： ①通入氨气，冷却后，加入NaCl，使得NH4Cl沉淀。过滤后，得到较纯净的NH4Cl晶体（产物），滤液为饱和食盐水（含有氨气分子），经处理后方可回到第一步循环利用； ②不通氨气，冷却后，加入NaCl，使得NH4Cl沉淀。过滤后，得到NH4Cl 晶体（产物），滤液为饱和食盐水，可直接回到第一步循环利用。

(工艺流程)广东南方制碱有限公司生产工艺流程简介

广东南方制碱有限公司生产工艺流程简介一、南碱公司概况广东南方制碱有限公司分为厂区和矿区，厂区位于广州市东部黄埔区南岗，北接广深公路和高速公路，南濒东江，水陆交通便利，占地面积17.22 万平方米，该地区是广东省规划的经济技术发展区，目前已具规模，有多个世界著名企业在此投资建厂，仅玻璃行业就有八条生产线投入运行。矿区位于广州市北郊龙归镇，占地面积 3.75 万平方米，通过46 公里的输卤管道与厂区连接。公司自有盐矿、4个500吨级泊位码头、热电装置和完善的基础设施。南碱公司纯碱工程是广州市“八五”计划重点建设项目之一，设计生产规模为年产纯碱15 万吨、芒硝 5.6 万吨，概算总投资7.84 亿元人民币，是华南地区唯一的大、中型化工原材料生产企业，全国十大纯碱生产企业之一，现为广州市国际信托投资公司（广州国际集团有限公司）直属企业。纯碱装置于91 年 1 月开工建设，94 年 2 月一次投料试车成功，97 年生产纯碱20 万吨，达到设计生产能力，97年9 月正式竣工验收。硝盐矿区位于西郊白云区龙归镇，矿产丰富，具有每年开采160 万立方米卤水的能力。南碱公司纯碱生产采用氨碱法工艺，引进比利时索尔维公司具有世界先进水平的工艺技术和部分国外先进的单机设备及检测仪表，综合了国内制碱行业的先进技术；自备热电站、能源运用合理，曾被广州外经贸委评为“先进技术企业”。南碱公司产品有轻质纯碱、重质纯碱、食品纯碱和付产品芒硝。公司在广东省内已建立拥有两百多家厂商的销售网络，并在努力开拓国外销售市场。经过十余年的不断改造和调整，南碱公司目前纯碱生产装置能力已达30 万吨／年，芒硝 8 万吨/年。公司现有职工1028 余人，各类专业技术人员170 人，拥有固定资产7.6 亿元，连续多年盈利。2006年销售收入 3.2 亿元，实现利税3000万元，企业发展面临较好的内、外部环境。二、南碱工艺选择 2 ．1 南碱工艺路线确定的原则和依据目前我国纯碱生产主要采用氨碱法和联碱法两种生产工艺，少量以天然碱为原料加工制作。氨碱法因不需要配套合成氨装置，纯碱产品质量优异而备受欢迎，目前国内大规模的纯碱生产装置仍以氨碱法为主。氨碱法与联合制碱法相互比较 ⑴氨碱法生产纯碱以合成氨作为中间媒介始终在系统中循环利用，联合制碱法是将中间产物氯化铵作为产品分离出来。 ⑵氨碱法是传统的生产工艺，已有百余年的历史，工艺成熟可靠，产品质量优异，远远优于联碱法产品质量。 ⑶氨碱法产品品种专一，中间媒介合成氨是严格控制指标，由于全系统处于常温常压状态，工艺过程控

双碱法计算书

浙江永泰纸业集团 3×75t/h锅炉烟气脱硫工程工艺计算书

一、设计资料参数本工程的设计参数，主要依据浙江永泰纸业集团所提供的资料，设计指标严格按照地方标准，参考国家统一标准治理要求，主要设计参数下表主要设计参数表（单台）项目参数单位备注锅炉蒸发量75 t/h 三台烟气量175000 m3/h 三台排烟温度140 ℃业主提供耗煤量11 t/h 三台燃煤含硫0.6 % 业主提供烟气出口含尘浓度19 g/m3业主提供锅炉年运行时间8000 h 业主提供引风机风量171608 m3/h 业主提供全压4550 Pa 二、系统物料衡算 1、进口标态烟气量 Q标=Q工×273÷（273＋140）=115677.96Nm3/h 取Q标=115680Nm3/h 2、锅炉出口SO2浓度出口SO2浓度=11×0.6÷100×2×0.9×109÷115680=1026mg/Nm3 3、蒸发水量吸收塔出口烟气温度为52℃，根据吸放热平衡，当烟气温度由140℃降到52 ℃时，蒸发水量Q水=8026.35 Nm3/h 4、吸收塔循环液量取塔体液气比为 2.0L/Nm3，则单塔循环液量Q1=115680×2.0÷1000=231.36m3/h 取短管喷淋段液气比为0.5L/Nm3，则单塔喷淋液量Q2=115680×0.5÷1000=57.84m3/h

脱硫液再生量为总循环液量的40%，即Q3=（231.36＋57.84）×3×0.4=347.04m3/h 5、脱硫剂耗量（设计脱硫效率为90%） 1）二氧化硫脱除量按照设计指标要求，每小时应脱除的SO2总量为：单台锅炉脱除的SO2量为：115680Nm3/h×1026mg/Nm3×90%×10-9=0.107 t/h 三台锅炉脱除SO2总量为：0.320 t/h 年脱出SO2的总量为：0.320 t/h ×8000=2563.65t/a 年排放的SO2为：284.85t/a 2）脱硫剂需求量本工艺脱硫剂为钠碱和石灰，钙硫比取1.03，生石灰质量含量为85%，液碱补充量为0.03mol（100%NaOH）/molSO2，则三台锅炉烟气脱硫的脱硫剂需求量为：脱硫剂需求量一览表序号项目数量 1 每小时85%石灰消耗量0.34t 2 每年85%石灰消耗量2718.23t 3 每小时100%液碱消耗量6kg 4 每年100%液碱消耗量48t 3）脱硫渣采用生石灰做脱硫剂使产生的脱硫副产物为半水亚硫酸钙，该产物可以做建筑材料用。脱除SO2产生的半水亚硫酸钙量为：0.65t/h 未反应的熟石灰及石灰渣为：0.06t/h 脱硫渣总量为：0.65+0.06=0.71 t/h 年产生脱硫渣总量为：0.71t/h×8000h=5642.4t/a

开创制碱工业的新纪元侯德榜发明联合制碱法

开创制碱工业的新纪元——侯德榜发明联合制碱法在化学工业中，纯碱是一种重要的化工原料，它的化学名称又叫“碳酸钠”，是一种白色的粉末。别小看它，它的用途可大呢！制造肥皂、玻璃、纸张时要用它；纺纱织布时要用它；炼铁、炼钢过程中也少不了它。用它还可以制造出好多好多的化工产品哩！它诞生在化工厂里，是用联合制碱法生产出来的。这个方法由中国化学工业的先驱侯德榜首创，所以也叫“侯氏制碱法”。那末侯德榜是在怎样情况下研究制碱法，又是怎样创立侯氏制碱法的呢？事情得从17世纪说起，当时人们在生产玻璃、纸张、肥皂等时已经知道要用纯碱，但那时的碱是从草木灰和盐湖水中提取的，人们还不知道可以从工厂中生产出来。后来法国一位医师路布兰用了4年时间，在1791年首创了一种纯碱制造法，从此纯碱能源源不断地人工厂中生产出来，满足了当时工业生产的需要。可惜这一方法并不完善，还存在着许多缺点，如生产过程中温度很高、工人劳动强度很大、煤用得很多、产品质量也不高等，因此很多人都想改进它。 1862年，比利时有一位化学家叫苏尔维，他提出了一种以食盐、石灰石、氨为主要原料的制碱方法，这方法叫“氨碱法”或“苏尔维制碱法”。由于这个方法产量高、质量优、成本低、能连续生产，所以很快就替代了路布兰的方法。但这个方法都被制造商严格控制住，一点也不让它泄露出来，被他人知道。 20世纪初，当时的中国工业生产也需要纯碱，但自己不会生产，只能依靠进口。第一次世界大战时，纯碱产量大大减少，加上交通受阻，英国一家制造纯碱的公司乘机抬高碱价，甚至不供货给中国，致使中国以碱为原料的工厂只得倒闭、关门。当时有一位在美国留学的中国学生侯德榜，他学飞很刻苦，成绩优异，在美国学习化学工程已有8年，1921年取得了博士学位，发他听说外车资本家如此卡中国人的脖子时，连肺都要气炸了，他发誓学成回国，以自己已学到的知识报效祖国，振兴中国的民族工业。 1921年10月侯德榜回国了，他任永利碱业公司总工程师，任务是要创建中国第一家制碱工厂。当时要生产出碱，只能按苏尔维制碱法生产。原理说说很简单，可真正要制造出来可就难了。由于技术封锁，侯德榜只能靠自己不断研究、试验、摸索。经过好长时间的努力，终于设计好了流程，安装好了设备，接著就开始试生不。谁知一开始就碰到困难。一天，刚试车不久，高高的蒸氨塔突然晃功得很厉害，并且发出巨响。大家害怕极了，侯德榜见了马上喊停车。一检查，原来所有的管道都被白色的沉淀物堵住了。怎么办？开始他拿大铁钎捅，累得满头大汗，但也无济于事。后来，他想出加干碱的办法，才使沉淀物慢慢掉了下来，终于转危为安。类似这样的故障还有很多很多，每次都被他一一排除掉了。经过几年的努力，1924年8月13日，中国第一家制碱厂正式投产了。那天工人们早早地来到车间，都想亲眼目睹中国第一批纯碱的诞生。几小时后，不知谁喊了一声：“出来了！”大家眼睛一齐朝出碱口望去。咦？怎么出来的是红白

双碱法烟气脱硫计算

双碱法计算过程标态：h Nm Q /4000030= 65℃：h m Q /4952340000273 6527331=?+= 还有约5%的水份如果在引风机后脱硫，脱硫塔进口压力约800Pa ，出口压力约-200Pa ，如果精度高一点，考虑以上两个因素。 1、脱硫塔 ⑴ 塔径及底面积计算：塔内流速：取s m v /2.3= m v Q r r v vs Q 17.12 .314.33600/49532121=?==???==ππ D=2r=2.35m 即塔径为2.35米。底面积S=∏r 2=4.3m 2 塔径设定为一个整数，如2.5m ⑵ 脱硫塔高度计算：液气比取L/G= 4，烟气中水气含量设为8% SO 2如果1400mg/m3，液气比2.5即可，当SO2在4000mg/m3时，选4 ① 循环水泵流量：h m m l HG Q G L Q /1821000)08.01(495324) /(100033=-??=??= 取每台循环泵流量=Q 91m 。选100LZ A -360型渣浆泵，流量94m 3/h ，扬程22.8米，功率30KW ，2台 ② 计算循环浆液区的高度：取循环泵8min 的流量，则H 1=24.26÷4.3=5.65m 如此小炉子，不建议采用塔内循环，塔内循环自控要求高，还要测液位等，投资相应大一点。采用塔外循环，泵的杨程选35m ，管道采用碳钢即可。 ③ 计算洗涤反应区高度

停留时间取3秒，则洗涤反应区高度H2=3.2×3=9.6m ④除雾区高度取6米 H3=6m ⑤脱硫塔总高度：H=H1+H2+H3=5.65+9.6+6=21.3m 塔体直径和高度可综合考虑，直径大一点，高度可矮一点，从施工的方便程度、场地情况，周围建筑物配套情况综合考虑，可适当进行小的修正。如采用塔内循环，底部不考虑持液槽，进口管路中心线高度可设在2.5m，塔排出口设为溢流槽，自流到循环水池。塔的高度可设定在16~18m 2、物料恒算每小时消耗99%的NaOH 1.075Kg。每小时消耗85%的CaO 60.585Kg。石灰浆液浓度：含固量15%，可得石灰浆液密度1.093。按半小时配置一次石灰浆液计算，每次配置石灰浆液的体积是185m3。浆液区的体积是24.26 m3。石灰浆液按浆液区体积的10% 的流量（即石灰浆液泵的流量为 2.4 m3/h）不间断往塔内输送浆液。石膏浆液排出泵按浆液区体积的20% 的流量（即石膏浆液排出泵的流量为4.8 m3/h）不间断往塔外输出石膏浆液。由计算可得每小时产石膏干重0.129吨。蒸发水分量2.16 m3/h。除雾器及管道冲洗水量约为3 m3/h。补充碱液量按按浆液区体积的10% 的流量（即碱液泵的流量为 2.4 m3/h）不间断往塔内输送碱液进塔部分：石灰浆液2.4 m3/h + 除雾器及管道冲洗水量3 m3/h + 补充碱液量2.4 m3/h 出塔部分：石膏浆液4.8m3/h +蒸发水分量2.16 m3/h 若氧化还原池按两塔5小时排出浆液量计算，则容积应为3.6×2×5=36 m3 如果采用塔外循环，循环水池也即再生、沉淀、碱水池可设定容量为250m3，有效容积200m3，池高度≤4m（便于抽沉淀），循环水停留时间设定为1小时。石灰采用人工加料，沉淀用离心渣泵或潜水渣泵抽出，采用卧式离心机脱水。

微专题-化工生产-纯碱工业(侯氏制碱法和索氏制碱法)

【纯碱工业】索尔维制碱法与侯氏制碱法（也叫做氨碱法与联碱法）氨碱法：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???→ 煅烧Na 2CO3＋H2O＋CO2↑放出的CO2气体可回收循环使用。含有NH4Cl的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的NH3可回收循环使用。CaO＋H2O→Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 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Na＋和石灰石成分里的CO32 －结合成了Na 2CO3，可是食盐的另一成分Cl －和石灰石的另一成分Ca2＋却结合成了没有多大用途的CaCl 2，因此如何处理CaCl2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CaCl2溶液作为废液被抛弃了，这是一个很大的损失。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。原料是食盐、氨和二氧化碳（合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气，其化学反应原理是：C＋H2O→CO＋H2 CO＋H2O→CO2＋H2）联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。

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。1924年8月,塘沽碱厂正式投产。1926年，中国生产的“红三角”牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。产品不但畅销国内，而且远销日本和东南亚。1937年日本帝国主义发动了侵华战争，他们看中了南京的硫酸铵厂，为此想收买侯德榜，但是遭到侯德榜的严正拒绝。为了不使工厂遭受破坏，他决定把工厂迁到四川，新建一个永利川西化工厂。制碱的主要原料是食盐，也就是氯化钠，而四川的盐都是井盐，要用竹筒从很深很深的井底一桶桶吊出来。由于浓度稀，还要经过浓缩才能成为原料，这样食盐成本就高了。另外，索尔维制碱法的致命缺点是食盐利用率不高，也就是说有30%的食盐要白白地浪费掉，这样成本就更高了，所以侯德榜决定不用索尔维制碱法，而另辟新路。他首先分析了索尔维制碱法的缺点，发现主要在于原料中各有一半的比分没有利用上，只用了食盐中的钠和石灰中碳酸根，二者结合才生成了纯碱。食盐中另一半的氯和石灰中的钙结合生成了氯化钙，这个产物都没有利用上。那么怎祥才能使另一半成分变废为宝呢？他想呀想，设计了好多方案，但是—一都被推翻了。后来他终于想到，能否把索尔维制碱法和合成氨法结合起来，也就是说，制碱用的氨和二氧化碳直接由氨厂提供，滤液

双碱法脱硫的操作

双碱法脱硫的操作主要工艺过程是：清水池一次性加入氢氧化钠溶剂制成氢氧化钠脱硫液(循环水)，用泵打入脱硫除尘器进行脱硫。3种生成物均溶于水。在脱硫过程中，烟气夹杂的烟道灰同时被循环水湿润而捕集进入循环水，从脱硫除尘器排出的循环水变为灰水(稀灰浆)。一起流入沉淀池，烟道灰经沉淀定期清除，回收利用，如制内燃砖等。上清液溢流进入反应池与投加的石灰进行反应，置换出的氢氧化钠溶解在循环水中，同时生成难溶解的亚硫酸钙、硫酸钙和碳酸钙等，可通过沉淀清除；可以回收，是制水泥的良好原料。因此可做到废物综合利用，降低运行费用。用NaOH脱硫，循环水基本上是NaOH的水溶液。在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养。为保证脱硫除尘器正常运行，烟气排放稳定达标，确保脱硫剂有足够使用量是一个关键问题。脱硫剂用量计算如下：脱硫反应中，NaOH的消耗量是SO2和CO2与其反应的消耗量。用量需要过量5%以上(按5%计算)。前面计算的10 t/h锅炉烟气中SO2排放量为42 kg/h，CO2排放是为2 161 kg/h。 SO2和CO2中和反应用氢氧化钠量为： (80×42÷64+80×2 161÷44)×105% =4 180 kg 脱硫过程由于NaOH的转换实际消耗是石灰。折算成生石灰消耗量56×4 180÷80=2 926 kg 生石灰日消耗量为70 224 kg 综上所述，脱硫过程的碱消耗量是很大的。但要保证脱硫效率，就必须要保证碱的用量，通过比较双碱法脱硫可以实现脱硫效率高，运行费用相对比较低，操作方便，无二次污染，废渣可综合利用。所以改进后的双碱法脱硫工艺是值得推荐和推广应用的。双碱法是采用钠基脱硫剂进行塔内脱硫，由于钠基脱硫剂碱性强，吸收二氧化硫后反应产物溶解度大，不会造成过饱和结晶，造成结垢堵塞问题。另一方面脱硫产物被排入再生池内用氢氧化钙进行还原再生，再生出的钠基脱硫剂再被打回脱硫塔循环使用。双碱法脱硫工艺降低了投资及运行费用，比较适用于中小型锅炉进行脱硫改造。双碱法烟气脱硫技术是利用氢氧化钠溶液作为启动脱硫剂，配制好的氢氧化钠溶液直接打入脱硫塔洗涤脱除烟气中SO2来达到烟气脱硫的目的，然后脱硫产物经脱硫剂再生池还原成氢氧化钠再打回脱硫塔内循环使用。脱硫工艺主要包括5个部分：(1)吸收剂制备与补充；(2)吸收剂浆液喷淋；(3)塔内雾滴与烟气接触混合；(4)再生池浆液还原钠基碱；(5)石膏脱水处理。双碱法烟气脱硫工艺同石灰石/石灰等其他湿法脱硫反应机理类似，主要反应为烟气中的SO2先溶解于吸收液中，然后离解成H+和HSO3—； SO2(g)= = = SO2

侯式制碱法原理和简单流程

精锐教育学科教师辅导讲义授课主题侯式制碱法原理和简单流程教学目的侯氏制碱法在上海咼考中占有比较特殊的地位，出现的几率较大；常考的知识点是侯氏制碱法的原理、温度的选择、母液的成分、处理及与氨碱法的优劣比较，学生在温度的控制和母液的处理上出现的错误几率较大。教学内容内容回顾 1. 【2013年上海高考6】与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是（） A.原料利用率高 B .设备少 C ?循环利用的物质多 D ?原料易得 2. 【2012年上海高考八】碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵，用碳酸氢铵和氯化钠可制得纯碱。完成下列填空： 41 .二氧化碳通入氨水的过程中，先有 _________ 晶体（填写化学式）析出，然后晶体溶解，最后析出NHHCO 晶体。 3. 【2010年上海高考27】工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：完成下列填空： 1 ）粗盐水加入沉淀剂 A 、B 除杂质（沉淀剂 A 来源于石灰窑厂），写出 A B 的化学式。 A B 2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样、、沉淀、、、冷却结晶、、烘干。 3 ）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是。 4 ）碳酸化后过滤，滤液 D 最主要的成分是（填写化学式），检验这一成分的阴离子的具体方法是：。 5 ）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液 D 加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为：滤液D 加石灰水前先要加热，原因是 ___________________________________________________________ 6 ）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为： _____________________________________ （注明你的表达式中所用的有关符号的含义） 4. 【2005年上海高考五26 （ A ）】我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下：学员编号: 学员姓名: 辅导科目：化学课时数：3 学科教师：

氨碱法制取纯碱与侯氏制碱法

氨碱法制取纯碱与侯氏制碱法 2008-10-13 15:17 索尔维制碱法与侯氏制碱法（也叫做氨碱法与联碱法）郭永斌发表于 2006-8-10 19:15:28 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 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。原料是食盐、氨和二氧化碳——合成氨厂用水煤气制取氢气时的废气。其化学反应原理是：C＋H2O＝CO＋H2 CO＋H2O＝CO2＋H2 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加

侯式制碱法原理和简单流程98465资料讲解

侯式制碱法原理和简单流程98465

精锐教育学科教师辅导讲义学员编号：年级：高三课时数：3 学员姓名：辅导科目：化学学科教师：授课主题侯式制碱法原理和简单流程教学目的侯氏制碱法在上海高考中占有比较特殊的地位，出现的几率较大；常考的知识点是侯氏制碱法的原理、温度的选择、母液的成分、处理及与氨碱法的优劣比较，学生在温度的控制和母液的处理上出现的错误几率较大。教学内容 1．【2013年上海高考6】与索尔维制碱法相比，侯德榜制碱法最突出的优点是（）A．原料利用率高 B．设备少 C．循环利用的物质多 D．原料易得 2．【2012年上海高考八】碳酸氢铵是一种重要的铵盐。实验室中，将二氧化碳通入氨水可制得碳酸氢铵，用碳酸氢铵和氯化钠可制得纯碱。完成下列填空： 41．二氧化碳通入氨水的过程中，先有________晶体(填写化学式)析出，然后晶体溶解，最后析出NH4HCO3晶体。 3．【2010年上海高考27】工业生产纯碱的工艺流程示意图如下：完成下列填空： 1）粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质（沉淀剂A来源于石灰窑厂），写出A、B的化学式。 A B 2）实验室提纯粗盐的实验操作依次为：取样、、沉淀、、、冷却结晶、、烘干。内容回顾

3）工业生产纯碱工艺流程中，碳酸化时产生的现象是。碳酸化时没有析出碳酸钠晶体，其原因是。 4）碳酸化后过滤，滤液D 最主要的成分是（填写化学式），检验这一成分的阴离子的具体方法是：。 5）氨碱法流程中氨是循环使用的，为此，滤液D 加入石灰水产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为：滤液D 加石灰水前先要加热，原因是。 6）产品纯碱中含有碳酸氢钠。如果用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数，纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为：（注明你的表达式中所用的有关符号的含义） 4．【2005年上海高考五26（A ）】我国化学侯德榜（右图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下： (1) 上述生产纯碱的方法称，副产品的一种用途为。 (2) 沉淀池中发生的化学反应方程式是。 (3) 写出上述流程中X 物质的分子式。 (4) 使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上，主要是设计了（填上述流程中的编号）的循环。从沉淀池中取出沉淀的操作是。 (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。 (6) 向母液中通氨气，加入细小食盐颗粒，冷却析出副产品，通氨气的作用有。 (a) 增大NH 4+的浓度，使NH 4Cl 更多地析出 (b) 使NaHCO 3更多地析出 (c) 使NaHCO 3转化为Na 2CO 3，提高析出的NH 4Cl 纯度答案：1．Ａ２．423()NH CO ３．1）Ca(OH)2 或CaO Na 2CO 3 2)溶解过滤蒸发过滤 3）有晶体析出（或出现浑浊）碳酸钠溶解度比碳酸氢钠大 4）NH 4Cl 取样，加硝酸酸化，再加硝酸银，有白色沉淀产生，该阴离子是氯离子 CO 2 Na 2CO 3 X 食盐水循环II 循环I 母液 (提取副产品) 煅烧炉合成氨厂沉淀池 NH 3 NH 3

侯氏制碱法的原理及应用_带答案

侯氏制碱法的原理及应用小结：工业制纯碱的方法： 1．氨碱法(索尔维制碱法) 向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和，然后在加压下通入CO 2(由CaCO 3煅烧而得)，因NaHCO 3溶解度较小，故有下列反应发生： NH 3＋CO 2＋H 2O ＝NH 4HCO 3 NaCl ＋NH 4HCO 3＝NaHCO 3↓＋NH 4Cl 将析出的NaHCO 3晶体煅烧，即得Na 2CO 3： 2NaHCO 3? ====Na 2CO 3＋CO 2↑＋H 2O 母液中的NH 4Cl 加消石灰可回收氨，以便循环使用： 2NH 4Cl ＋Ca(OH)2? ====CaCl 2＋2NH 3↑＋2H 2O 此法优点：原料经济，能连续生产，CO 2和NH 3能回收使用．缺点：大量CaCl 2用途不大，NaCl 利用率只有70%，约有30%的NaCl 留在母液中。 2．联合制碱法(侯氏制碱法) 根据NH 4Cl 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NH 4Cl 单独结晶析出供做氮肥．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%；NH 4Cl 可做氮肥；可与合成氨厂联合，使合成氨的原料气CO 转化成CO 2，革除了CaCO 3制CO 2这一工序。例1 1892年，比利时人索尔维以NaCl 、CO 2、H 2O 、NH 3为原料生产Na 2CO 3,叫索尔维法．其主要步骤是：(1)在NH 3饱和的NaCl 溶液中通入CO 2制得NaHCO 3；(2)再将NaHCO 3焙烧制得纯碱，CO 2循环使用；(3)在析出小苏打的母液中加入生石灰，NH 3循环使用．1940年，我国著名化工专家侯德榜先生，冲破了“索尔维”法的技术封锁，并加以改进，用NaCl 固体代替生石灰，加入母液使NH 4Cl 晶体析出，生产出纯碱和氯化铵．这便是举世闻名的“侯氏制碱法”．试回答： (1)在氨饱和NaCl 溶液中通入CO 2的两步反应方程式为。 (2)不能在NaCl 溶液中通入CO 2制NaHCO 3的原因。 (3)析出小苏打的母液中加入生石灰的反应方程式是。 (4)“侯氏制碱法”与“索尔维法”相比其优点是。例1 解析：CO 2在水中发生反应：CO 2＋H 2O H 2CO 3 H ＋＋HCO -3，因为碳酸是弱酸，所以HCO - 3在水溶液中浓度很小；但是在通入氨气后，氨气在水溶液中也发生反应：NH 3＋H 2O NH 3·H 2O NH + 4＋OH －，所得到的少量 OH －和前一反应中的H ＋结合生成极弱的电解质H 2O ，从而使得两个反应都向右进行，可以使溶液中HCO -3的浓度变大，由于NaHCO 3溶解度较小，所以可析出NaHCO 3晶体，母液中为NH 4Cl ，加入生石灰可生成NH 3和CaCl 2，改用NaCl ，利用NH 4Cl 溶解度小的原理可析出NH 4Cl 做肥料，析出NH 4Cl 的母液循环使用，原料充分利用，NH 3循环使用，不生成CaCl 2．答案：(1)NH 3＋H 2O ＋CO 2＝NH 4HCO 3 NH 4HCO 3＋NaCl ＝NH 4Cl ＋NaHCO 3↓ (2)H 2CO 3酸性比盐酸弱，CO 2与NaCl 不反应 (3)2NH 4Cl ＋CaO ＝CaCl 2＋H 2O ＋2NH 3↑ (4)使NH 4Cl 析出，可做氮肥，不生成CaCl 2，原料NaCl 充分利用。