联合制碱法
联碱设备简介
一、氨压缩机的作用及简介 在氯化铵结晶生产过程中，每生产1t产品需要移出840MJ左右的热量，这部分热量的移出，一般是利用冰机制冷来实现的。 氨压缩机俗称冰机，是冷冻系统的主体设备，其作用是将低压氨蒸气压缩成较高的压力和温度，送入冷凝器冷凝成液氨。
冰机的型号： 压缩工段共有冰机16台 LG31.5A螺杆冰机10台 LG25螺杆冰机6台套
煅烧炉(回转炉)型号及数量： 煅烧工段共有轻灰煅烧炉8台,重质碱煅烧炉1台，凉碱炉3台 φ2500轻灰煅烧炉5台套， φ3000轻灰煅烧炉2台套， Φ3600轻灰煅烧炉1台套， Φ2500重灰煅烧炉1台套 φ2500凉碱炉3台套
结晶工段
氯化铵结晶是使氨母液Ⅰ在结晶器中，借冷却和加盐的作用使氯化铵结晶析出，同时得到合乎制碱要求的母液Ⅱ送回碳化工序制碱用
其基本流程是：氨盐水由塔顶部进入塔内，CO2气分别由塔的底部和中部进入塔内。气液接触发生反应，为增加气液接触面积，在塔内装有多层菌帽，化学反应所放出的热量有冷却箱的冷却水将热量移走，生成的碱液从塔底部的出碱口取出进入过滤机过滤出重碱，反应后剩余的CO2气夹带着微量的NH3气（俗称废气）则由塔顶的废气管排出。
吸氨
换热
碳化
吸氨
分离（干燥）
冷析
过滤
煅烧
澄清
盐析
co2
NacL
AII
MI
MII
AI
co
纯碱
氯化铵
一过程
二过程
根据实际生产情况，事业部现在设有五个工段（车间），从所包括的工序来讲大致可分为： 压缩工段： CO2压缩、冰机制冷、循环水等工序； 碳化工段： 母液吸氨、淡液及母液蒸馏、氨母液Ⅱ碳酸化、重碱过滤等工序； 煅烧工段： 重碱煅烧、轻灰凉碱、重灰、小苏打等工序； 结晶工段： 氯化氨结晶及过滤等工序； 干铵工段： 氯化铵干燥、制精铵等工序。
氨碱法和联合法的比较
氨碱法和联合法的比较主要有氨碱法和联碱法两种，氨碱法是目前工业生产纯碱的主要方法之一。
其特点是原料廉价易得，氨可以循环(损失较少;适用于大规模生产，易于机械化和自动化)。
但该法原料利用率低，尤其NaCl用率不高。
主要生产过程包括盐水制备、石灰石煅烧、氨盐水制备、及其碳酸化、重碱的分离与煅烧、氨的回收等。
其反应过程如下：CaCO3＝CaO+CO2↑－QCaO+H2O=Ca(OH)2＋QNaCl+NH3+H2O+CO2＝NaHCO3↓+NH4Cl＋QNaHCO3＝Na2CO3+CO2↑+H2O↑＋QNH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+NH3+H2O＋Q索尔维法的优缺点：氨碱法使生产实现了连续性生产，食盐的利用率得到提高，产品质量纯净，因而被称为纯碱，但最大的优点还在于成本低廉。
认为这方法的主要缺点在于，两种原料组分只利用了一半，即食盐（NaC1）中的钠和石灰（CaCO3)中的碳酸根结合成纯碱（NaCO3）另一半组分食盐中的氯和石灰中的钙结合成了CaCl2，却没有用途。
此法优点：保留了氨碱法的优点，在整个制取过程中NH3是循环使用的：2NH4Cl+Ca(OH)2=2NH3+CaCl2+2H2O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。
联合法：联合制碱法又称侯氏制碱法，用于在工业上制取纯碱（Na2CO3）由侯德榜于1943年发明，是世界上广泛采用的制纯碱法。
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↓+NH4ClNaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O↑根据加入原料的次数及析出氯化铵温度的不同，联合制碱有多种工艺流程。
制碱法(sanlin)
也一定能办到。”
侯德榜
侯德榜的贡献
第一、揭开了苏尔维法的秘密。 第二、创立了中国人自己的制碱工艺
——侯氏制碱法。 第三、为发展小化肥工业所做的贡献。
纯碱即苏打，化学
式Na2CO3。是一
种重要的化工原料，
用途非常广泛。虽
天然 碱
然人们曾先后从盐 (Na2CO3·NaHCO3 ·nH2O )
溶
解
度
NH4Cl
g\100g
水
NaCl
0 10 20
温度/℃
Q7：析出氯化铵后的母液中还存在哪 些离子？这些母液还有用吗？
Na+、NH4+ 、CI-、HCO3- 。 这些母液可以循环使用。
模拟设计流程示范：
硫流 酸程 工示 业意
简硫铁矿 易 设 计 图 空气
SO2、O2
沸腾 净化 接触 冷却
炉 SO2、O2
室 SO3
98.3%硫酸
发
吸收 烟
塔
硫
酸
氨碱法（又称索尔维法）工业流程简图
NH3 食盐水 CO2
石灰窑 CO2 沉淀池
NaHCO3 煅烧炉
CaO
NH3
母液
Na2CO3
联合制碱法工业流程简图
CO2
食盐水 CO2
合成氨 NH3 沉淀池 厂
NaHCO3 煅烧炉
NH3
母液
NaCl NH4Cl(副产品)
Na2CO3
Q4:什么情况下溶液中才会析出可溶 性固体？析出固体后的溶液还是饱 和溶液吗？ 过饱和；饱和。
Q5:析出碳酸氢钠后的母液中还存在哪 些离子？哪些离子的数目发生了较大变 化？
工业制碱的三种方法及优缺点
工业制碱的三种方法及优缺点嘿，咱今儿个就来聊聊工业制碱的那些事儿！你知道工业制碱有哪三种方法不？先来说说氨碱法。
这就好比是一个经验丰富的老工匠，有自己一套成熟的流程。
它的优点挺明显呀，能大规模生产，产品质量还挺高呢！就像一个靠谱的老伙计，让人放心。
但是呢，它也有缺点呀，过程中会产生一些废弃物，对环境可不太友好哟，这就有点让人头疼啦。
再讲讲联合制碱法。
这就像是个机灵的小鬼头，有不少新点子呢！它的优点可不少，能把原料利用率提得高高的，还能减少废弃物的排放，多棒呀！简直就是环保小卫士嘛。
不过呢，它的工艺相对复杂一些，就好像解一道有点难的谜题似的。
还有天然碱法呢。
它呀，就如同大自然赋予我们的一份特别礼物。
优点就是原料直接取自大自然，多省事呀！但是呢，它也不是完美的呀，受到资源分布的限制比较大，不是哪儿都能用上这一招的呢。
你看这三种方法，各有各的特点，各有各的优缺点，是不是很有意思呀？就像我们人一样，都有自己的长处和短处。
氨碱法虽然有环境的困扰，但大规模生产厉害呀；联合制碱法工艺复杂点，但环保呀；天然碱法简单直接，可又受资源限制。
在实际应用中，那可得好好权衡，根据具体情况来选择合适的方法。
这就像我们出门穿衣服，得根据天气、场合来挑，不能随便乱穿不是？要是不考虑清楚，选错了方法，那可就麻烦啦，就像穿错衣服会出丑一样。
所以说呀，了解工业制碱的这三种方法及优缺点可太重要啦！这能让我们在工业生产中更加得心应手，做出更明智的选择。
让我们更好地利用这些方法，为我们的生活创造出更多更好的产品，让我们的生活变得更加丰富多彩呀！这三种方法就像是三把钥匙，能打开不同的门，带我们走进不一样的工业世界呢！。
阅读材料：侯氏制碱法与索尔维制碱法的比较
侯氏制碱法与索尔维制碱法的比较一、索尔维制碱法（氨碱法）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。
优点：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。
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＋H2CO＋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。
纯碱的获得
纯碱的获得
制碱法是以食盐、氨、二氧化碳作为原料，利用这些原料之间在一定条件下发生的化学反应生成纯碱的办法，其中最有代表性的有氨碱法和联合制碱法。
氨碱法，又称索尔维制碱法，是由于1862年比利时人索尔维（Ernest Solvay,1832-1922）以食盐、氨、二氧化碳为原料，成功制得碳酸钠而命名。
联合制碱法，又称侯氏制碱法，是侯德榜先生在氨碱法的基础上，通过不断的试验改良，依据离子反应发生的原理制造碳酸钠的技术，因为是侯德榜先生首先发现的，故以侯氏制碱法命名。
揭秘联合制碱法
揭秘联合制碱法河南 郭海伦联合制碱法是我国化学家侯德榜先生于40年代研究成功的制碱新工艺，又称“侯氏制碱法”。
与氨碱法相比，联合制碱法工艺进步了很多。
此法保持了氨碱法的优点，消除了它的缺点，一方面使食盐的利用率提高到96%，另一方面生产出的氯化铵可作氮肥。
是一种制碱和制氨相结合的联合生产方法。
具体流程如下：第一步：将饱和的食盐溶液在冷却时用氨饱和后，在加压下通入二氧化碳(CO 2由CaCO 3分解而来)，由于碳酸氢钠溶解度较小而析出，即NaCl(饱和) +NH 3+H 2O+CO 2==NH 4Cl+NaHCO 3↓。
第二步：将析出的碳酸氢钠晶体煅烧，即可制得碳酸钠。
2NaHCO 3Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑。
让我们一起分析一下侯氏制碱法的内在原理。
第一步其实是这样两步反应：①NH 3+H 2O+CO 2==NH 4HCO 3 ；②NH 4HCO 3+NaCl== NH 4Cl+ NaHCO 3↓。
在①中，为了让生成的碳酸氢钠尽可能多，氨气在水中的溶解应该达到饱和状态；而二氧化碳原来在水中溶解的并不多，但是由于氨气在水中溶解性大，且氨水呈碱性，故饱和的氨水可以吸收更多的二氧化碳气体。
下面是氯化铵和碳酸氢钠的溶解度对照表：根据表格数据分析，通常情况下易溶于水的碳酸氢钠大量析出而氯化铵不析出的原因是：在②中每生成53.5份质量的氯化铵同时会生成84份质量的碳酸氢钠，而碳酸氢钠的溶解度较小，所以会形成沉淀。
（思考一下：把碳酸氢钠沉淀过滤以后，滤液中主要存在的离子有哪些？）由于氯化铵在常温时的溶解度比氯化钠大，而在低温时却比氯化钠溶解度小，在较低的温度下向滤液中加入磨细的食盐粉末，可使氯化铵单独结晶出来。
在第二步中，生成的碳酸钠就是我们俗称的纯碱，可用于制烧碱、制发酵粉、洗涤剂等。
最后，我们可以总结出联合制减法的优缺点。
优点：①原料利用率高。
实验利用率可达96~97%。
②省掉了氨碱法中的石灰石与焦炭两种原料。
联合制碱法原理方程式
联合制碱法原理方程式
联合制碱法是一种通过合成氯化钠和氢氧化钠来制取氢氧化钠的化学方法。
其原理是在氯化钠溶液中通入氯气，使氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和水，然后再用氯化钠溶液与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和氢氧化钠的混合溶液，最后通过蒸发和结晶等操作分离出氢氧化钠。
该反应的化学方程式如下：
2NaOH + Cl2 → NaCl + NaClO + H2O
将氯气通入氢氧化钠溶液中，氯气与氢氧化钠发生以下反应：
Cl2 + 2NaOH → NaCl + NaClO + H2O
然后，将氯化钠溶液与氢氧化钠溶液混合，反应生成氯化钠和氢氧化钠的混合溶液：
NaCl + NaClO + 2NaOH → 3NaCl + H2O
通过蒸发和结晶等操作，将氯化钠和氢氧化钠分离，得到纯净的氢氧化钠。
联合制碱法的优势在于可以同时制取氯化钠和氢氧化钠，提高了生产效率。
而且通过该方法制取的氢氧化钠纯度较高，适用于各种化工和制药工艺中。
在实际生产中，联合制碱法需要控制反应条件和操作参数，以确保
反应的顺利进行和产物的纯度。
例如，需要控制氯气的通入速度和浓度，以及反应温度和压力等因素。
同时，还需要合理设计反应设备和操作流程，以提高生产效率和产品质量。
联合制碱法是一种通过合成氯化钠和氢氧化钠来制取氢氧化钠的化学方法。
该方法的原理是通过氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和水，然后再用氯化钠溶液与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠和氢氧化钠的混合溶液，最后通过蒸发和结晶等操作分离出氢氧化钠。
该方法具有高效、高纯度的特点，在化工和制药工艺中有广泛应用。
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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
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。