氨碱法生产纯碱的工艺过程.pptx
（2）氨基甲酸铵水解 NH2COOˉ+H2O=HCO3ˉ+NH3
（3）复分解析出碳酸氢钠结晶 HCO3ˉ+Na+=NaHCO3
（二）氨盐水碳化的工艺条件 1.碳化度
式中 TNH3——溶液中总氨的浓度 在适宜的氨盐水组成条件下，R值越大，则NH3转
变成NH4HCO3越完全，NaCl的利用率U（Na）越高。
低温有利盐水吸收NH3，也有利于降低氨气夹带的水 蒸气含量，降低对盐水的稀释程度。但温度也不宜太 低，否则会生成（NH4）2CO3 ·H2O、NH4HCO3等 结晶堵塞管道和设备。实际生产中进吸收塔的气温一 般控制在55~60℃
为了防止和减少吸氨系统的泄露，加速蒸氨塔中 CO2和NH3的蒸出，提高蒸NH3效率和塔的生产能力， 减少蒸汽用量，吸氨操作是在微负压条件下进行，其 压力大小以不妨碍盐水下流为限。
（一）碳酸化工艺流程的组织
大规模生产系统中，常采用“塔组”进行多塔 生产与操作。每组中有一塔作为清洗塔，并将预 碳化液分配给几个制碱塔碳化制碱。塔的编组有 多种形式：二塔组合，三塔组合，四塔组合，最 多的有八塔组合。塔组合数的多少和方法原则上 应注意：清洗他能清垢干净，换塔次数少，碳化 制碱时间长。
2NaHCO3（s） ↔Na2CO3（s）+CO2(g)+H2O(g) △H=128.5kJ/mol
部分杂质会发生如下反应:
(NH4)2CO3(s) ↔2NH3(g)+CO2(g)+H2O(g) NH4HCO3(s) ↔NH3(g)+CO2(g)+H2O(g) NH4Cl+NaHCO3 ↔NH3+CO2+NaCl(s)+H2O(g)
（一）氨盐水碳酸化的基本原理
总化学反应过程：
NaCl+NH3+CO2+H2O↔NaHCO3↓+NH4Cl
碳酸化目的在于获得产率高、质量好的碳酸氢钠 结晶。同时要求结晶颗粒大而均匀，便于分离，以 减少洗涤用水量，从而降低蒸氨负荷和生产成本。
1.氨盐水碳酸化的反应机理
复杂反应体系，分三步进行
（1）氨盐水与CO2反应生成氨基甲酸铵 2NH3+CO2=NH2COOˉ+NH4+
（三）影响NaHCO3结晶的因素
温度
在碳化塔内进行的碳化反应是放 热反应，使进塔液温度有30℃沿 塔下降的过程逐步升高至 60~65℃。一般液体在塔内的停 留时间为1.5~2h，出塔温度约为 20~28℃。碳化过程的温度控制： 塔内的温度分布应为上、中、下 依次为低、高、低为宜。
添加晶种
过程中溶液达到饱和甚至稍微 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。应用此 方法需注意以下两点： 1.加晶种的部位和时间； 2.加入晶种的量要适当。
两者相互影响，即氨溶解在水中的浓度越大，则盐的 溶解度越小。氨是一种在水中溶解度很大的物质，但在 有NaCl存在的盐水中，其溶解度有所降低，表现在氨盐 水表面的平衡分压较纯水上方氨的平衡分压大。
（三）氨盐水制备过程中的热效应
吸氨过程中放出大量的热量，反应放热较多，这些热 量如果不及时移除系统，将导致溶液温度升高而影响 NH3的吸收，严重时会使吸氨的过程停止。
（一）氨盐水制备的化学反应
NH3(g)+H2O↔NH4OH(aq) 2NH3(g)+CO2(g)+H2O ↔(NH4)2CO3(aq)
△H=-35.2kJ/mol △H=-95.2kJ/mol
副反应主要是气体与残余钙镁离子反应生成碳 酸盐和复盐沉淀的反应。
（二）盐和氨在同一水溶液体系中的相互影响
重碱煅烧炉出来的尾气称为炉气，其中CO2的浓度可达 到90%以上。重碱经煅烧以后所得的纯碱量与原重碱的 比值称为烧成率。
内热式蒸汽煅烧炉结构
内热式蒸汽煅烧炉操作条件
（1）温度 炉内温度一般应控制在160~190℃， 不得低于150℃ （2）蒸汽 一般蒸汽压力应大于25kg/ c㎡ （2.5MPa）为宜 （3）反碱量 将一部分热成品碱返回与重碱混合， 使其水分将至6%~8%为宜 （4）存灰量 在稳定运行时，炉内所具有的物料 量即为存灰量。存灰量的多少，标志着物料在炉内 的停留时间的长短。
因此，吸氨过程中的工艺和设备主要是以冷却方式和 效果为出发点。其冷却效果越好，则氨的吸化
吸氨不足，导致NaCl分解不完全， 造成NaCl损失
吸氨太多，多余的NH4HCO3随 NaHCO3一同形成结晶而降低氨 的利用率 理论上NH3/NaCl之比应为1:1 （摩尔比） 生产实践中NH3/NaCl的比为 1.08~1.12，即氨过量，补偿碳 化过程的氨损失
（一）氨回收的基本原理
加热段反应：
NH4OH↔NH3+H2O NH4HCO3 ↔NH3+CO2+H2O （NH4）2CO3(s) ↔2NH3+CO2+H2O
溶解于母液中的NaHCO3和Na2CO3发生如下反应：
NaHCO3+NH4Cl ↔NH3+CO2+H2O+NaCl Na2CO3+2NH4Cl ↔2NH3+CO2+H2O+2NaCl
（二）碳化塔的操作控制条件
1.碳化塔的结构 如右图所示
2.碳化塔的操作控制要点 （1）碳化塔液面高度应控制在距塔顶0.8~1.5m处。 液面过高，尾气带液严重并导致出气管堵塞;液面过 低，则尾气带出的NH3和CO2量增大，降低了塔的生 产能力。 （2）氨盐水进塔温度约为30~50℃，塔中部温度升 到60℃左右，中部不冷却，但下部要冷却，控制塔 底温度在30℃一下，保证结晶析出。 （3）碳化塔进气量与出碱速度要匹配，否则如果出 碱过快而进气量不足时，反应区下移，导致结晶细 小，产量下降。反之，则反应区上移，塔顶NH3及 CO2的损失增大。 （4）碳化塔低出碱温度要适当。 （5）倒塔和运行时间要适宜。
真空分离 离心分离
优点：能连续操作， 生产能力大，适合 连续大规模自动化
生产
缺点：滤出的重碱 含水量较高
优点：流程简单， 动力消耗低，滤出 的固体重碱含水量
少
缺点：对重碱的粒 度要求高，生产能 力低，氨耗高，国 内厂家较少采用
转鼓式真 空过滤机
重碱是一种不稳定的化合物，在常温常压下即能自行 分解，随着温度的升高而分解速度加快，化学反应为：
（3）复分解析出碳酸氢钠结晶 HCO3ˉ+Na+=NaHCO3
（二）氨盐水碳化的工艺条件 1.碳化度
式中 TNH3——溶液中总氨的浓度 在适宜的氨盐水组成条件下，R值越大，则NH3转
变成NH4HCO3越完全，NaCl的利用率U（Na）越高。
低温有利盐水吸收NH3，也有利于降低氨气夹带的水 蒸气含量，降低对盐水的稀释程度。但温度也不宜太 低，否则会生成（NH4）2CO3 ·H2O、NH4HCO3等 结晶堵塞管道和设备。实际生产中进吸收塔的气温一 般控制在55~60℃
为了防止和减少吸氨系统的泄露，加速蒸氨塔中 CO2和NH3的蒸出，提高蒸NH3效率和塔的生产能力， 减少蒸汽用量，吸氨操作是在微负压条件下进行，其 压力大小以不妨碍盐水下流为限。
（一）碳酸化工艺流程的组织
大规模生产系统中，常采用“塔组”进行多塔 生产与操作。每组中有一塔作为清洗塔，并将预 碳化液分配给几个制碱塔碳化制碱。塔的编组有 多种形式：二塔组合，三塔组合，四塔组合，最 多的有八塔组合。塔组合数的多少和方法原则上 应注意：清洗他能清垢干净，换塔次数少，碳化 制碱时间长。
2NaHCO3（s） ↔Na2CO3（s）+CO2(g)+H2O(g) △H=128.5kJ/mol
部分杂质会发生如下反应:
(NH4)2CO3(s) ↔2NH3(g)+CO2(g)+H2O(g) NH4HCO3(s) ↔NH3(g)+CO2(g)+H2O(g) NH4Cl+NaHCO3 ↔NH3+CO2+NaCl(s)+H2O(g)
（一）氨盐水碳酸化的基本原理
总化学反应过程：
NaCl+NH3+CO2+H2O↔NaHCO3↓+NH4Cl
碳酸化目的在于获得产率高、质量好的碳酸氢钠 结晶。同时要求结晶颗粒大而均匀，便于分离，以 减少洗涤用水量，从而降低蒸氨负荷和生产成本。
1.氨盐水碳酸化的反应机理
复杂反应体系，分三步进行
（1）氨盐水与CO2反应生成氨基甲酸铵 2NH3+CO2=NH2COOˉ+NH4+
（三）影响NaHCO3结晶的因素
温度
在碳化塔内进行的碳化反应是放 热反应，使进塔液温度有30℃沿 塔下降的过程逐步升高至 60~65℃。一般液体在塔内的停 留时间为1.5~2h，出塔温度约为 20~28℃。碳化过程的温度控制： 塔内的温度分布应为上、中、下 依次为低、高、低为宜。
添加晶种
过程中溶液达到饱和甚至稍微 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。应用此 方法需注意以下两点： 1.加晶种的部位和时间； 2.加入晶种的量要适当。
两者相互影响，即氨溶解在水中的浓度越大，则盐的 溶解度越小。氨是一种在水中溶解度很大的物质，但在 有NaCl存在的盐水中，其溶解度有所降低，表现在氨盐 水表面的平衡分压较纯水上方氨的平衡分压大。
（三）氨盐水制备过程中的热效应
吸氨过程中放出大量的热量，反应放热较多，这些热 量如果不及时移除系统，将导致溶液温度升高而影响 NH3的吸收，严重时会使吸氨的过程停止。
（一）氨盐水制备的化学反应
NH3(g)+H2O↔NH4OH(aq) 2NH3(g)+CO2(g)+H2O ↔(NH4)2CO3(aq)
△H=-35.2kJ/mol △H=-95.2kJ/mol
副反应主要是气体与残余钙镁离子反应生成碳 酸盐和复盐沉淀的反应。
（二）盐和氨在同一水溶液体系中的相互影响
重碱煅烧炉出来的尾气称为炉气，其中CO2的浓度可达 到90%以上。重碱经煅烧以后所得的纯碱量与原重碱的 比值称为烧成率。
内热式蒸汽煅烧炉结构
内热式蒸汽煅烧炉操作条件
（1）温度 炉内温度一般应控制在160~190℃， 不得低于150℃ （2）蒸汽 一般蒸汽压力应大于25kg/ c㎡ （2.5MPa）为宜 （3）反碱量 将一部分热成品碱返回与重碱混合， 使其水分将至6%~8%为宜 （4）存灰量 在稳定运行时，炉内所具有的物料 量即为存灰量。存灰量的多少，标志着物料在炉内 的停留时间的长短。
因此，吸氨过程中的工艺和设备主要是以冷却方式和 效果为出发点。其冷却效果越好，则氨的吸化
吸氨不足，导致NaCl分解不完全， 造成NaCl损失
吸氨太多，多余的NH4HCO3随 NaHCO3一同形成结晶而降低氨 的利用率 理论上NH3/NaCl之比应为1:1 （摩尔比） 生产实践中NH3/NaCl的比为 1.08~1.12，即氨过量，补偿碳 化过程的氨损失
（一）氨回收的基本原理
加热段反应：
NH4OH↔NH3+H2O NH4HCO3 ↔NH3+CO2+H2O （NH4）2CO3(s) ↔2NH3+CO2+H2O
溶解于母液中的NaHCO3和Na2CO3发生如下反应：
NaHCO3+NH4Cl ↔NH3+CO2+H2O+NaCl Na2CO3+2NH4Cl ↔2NH3+CO2+H2O+2NaCl
（二）碳化塔的操作控制条件
1.碳化塔的结构 如右图所示
2.碳化塔的操作控制要点 （1）碳化塔液面高度应控制在距塔顶0.8~1.5m处。 液面过高，尾气带液严重并导致出气管堵塞;液面过 低，则尾气带出的NH3和CO2量增大，降低了塔的生 产能力。 （2）氨盐水进塔温度约为30~50℃，塔中部温度升 到60℃左右，中部不冷却，但下部要冷却，控制塔 底温度在30℃一下，保证结晶析出。 （3）碳化塔进气量与出碱速度要匹配，否则如果出 碱过快而进气量不足时，反应区下移，导致结晶细 小，产量下降。反之，则反应区上移，塔顶NH3及 CO2的损失增大。 （4）碳化塔低出碱温度要适当。 （5）倒塔和运行时间要适宜。
真空分离 离心分离
优点：能连续操作， 生产能力大，适合 连续大规模自动化
生产
缺点：滤出的重碱 含水量较高
优点：流程简单， 动力消耗低，滤出 的固体重碱含水量
少
缺点：对重碱的粒 度要求高，生产能 力低，氨耗高，国 内厂家较少采用
转鼓式真 空过滤机
重碱是一种不稳定的化合物，在常温常压下即能自行 分解，随着温度的升高而分解速度加快，化学反应为：
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氨碱法生产纯碱的工艺过程 PPT
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
低温有利盐水吸收NH3，也有利于降低氨气夹带的水 蒸气含量，降低对盐水的稀释程度。但温度也不宜太 低，否则会生成（NH4）2CO3 ·H2O、NH4HCO3等结 晶堵塞管道和设备。实际生产中进吸收塔的气温一般 控制在55~60℃
为了防止和减少吸氨系统的泄露，加速蒸氨塔中 CO2和NH3的蒸出，提高蒸NH3效率和塔的生产能力， 减少蒸汽用量，吸氨操作是在微负压条件下进行，其 压力大小以不妨碍盐水下流为限。
二、氨盐水制备工艺流程的组 织及操作控制要点
三、碳酸化过程的原理及工艺 条件优化
（一）氨盐水碳酸化的基本原理 总化学反应过程：
NaCl+NH3+CO2+H2O↔NaHCO3↓+NH4Cl
碳酸化目的在于获得产率高、质量好的碳酸氢钠 结晶。同时要求结晶颗粒大而均匀，便于分离，以 减少洗涤用水量，从而降低蒸氨负荷和生产成本。
生产与操作。每组中有一塔作为清洗塔，并将预 碳化液分配给几个制碱塔碳化制碱。塔的编组有 多种形式：二塔组合，三塔组合，四塔组合，最 多的有八塔组合。塔组合数的多少和方法原则上 应注意：清洗他能清垢干净，换塔次数少，碳化 制碱时间长。
（二）碳化塔的操作控制条件
1.碳化塔的结构 如右图所示
2.碳化塔的操作控制要点 （1）碳化塔液面高度应控制在距塔顶0.8~1.5m处。 液面过高，尾气带液严重并导致出气管堵塞;液面过 低，则尾气带出的NH3和CO2量增大，降低了塔的生 产能力。 （2）氨盐水进塔温度约为30~50℃，塔中部温度升 到60℃左右，中部不冷却，但下部要冷却，控制塔 底温度在30℃一下，保证结晶析出。 （3）碳化塔进气量与出碱速度要匹配，否则如果出 碱过快而进气量不足时，反应区下移，导致结晶细 小，产量下降。反之，则反应区上移，塔顶NH3及 CO2的损失增大。 （4）碳化塔低出碱温度要适当。 （5）倒塔和运行时间要适宜。
氨碱法生产纯碱的工艺过程32页PPT
55、 为 中 华 之 36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
氨碱法生产纯碱的工艺过程
03
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。
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
氨碱法纯碱生产工艺
氨碱法纯碱生产工艺也称为索尔维法，是比利时科学家索尔维于1892年创立的。
其纯碱生产工艺主要包括以下步骤：
1.盐水精制：为了除去粗盐水中的钙、镁等杂质，需要进行盐水精制。
通过加入氢氧化钠、氯化钡等物质，使杂质成为沉淀物过滤除去。
然后将盐水加热，除去其中的溶解物，得到精制的饱和盐水。
2.吸氨：氨碱法的核心步骤之一是使盐水饱和氨化。
通过加压使氨气溶解在饱和盐水中，制成氨盐水。
3.碳酸化：将氨盐水与二氧化碳反应，生成碳酸氢钠结晶，然后经过滤、洗涤、煅烧等工序，得到纯碱产品。
此时的滤液中含有氯化铵，加入食盐使它结晶析出，经过滤、干燥即得氯化铵产品。
在整个工艺过程中，还需要对各个步骤产生的废液、废气等进行处理，以达到环保要求。
此外，氨碱法生产纯碱时，设备的选择和操作条件的控制也都十分重要，它们直接影响到产品的质量和产量。
氨碱法生产纯碱工艺
母液 TI:90~103℃
过滤机 TI:100℃
PIC:30Kpa 转速:6000r/min
碳酸化液 TI:90~103℃
碳酸化塔(治碱) TI:60~30℃
PI:0.80Mpa
钠碳 酸 氢
废液
自动化控制点一览表
• 控制点
• 项目
• 石灰窑煅烧温度
• 温度控制点 • 碳酸化塔制碱温度
• 蒸氨塔温度
二氧化碳流向
水
FI:5m3/m2
灰乳流向
洗涤塔
PI:0.3~0.4Kpa TI:80~140℃
TI:30~35℃ FIC:240m3/min
压缩机 PIC:980Kpa
氨流向
二氧化碳
二氧化碳
TI:30~35℃ FIC:200m3/min
冷却塔 TIC:20℃
水 灰乳
TI:94~96℃
预灰桶 TI:94~96℃
• 5m3/m2
• 自动化控制仪表 • 热电偶温度计 • 热电偶温度计 • 热电偶温度计
• 压力表 • 压力表 • 压力表 • LZD电远转型转子流量计 • LZD电远转型转子流量计
• LZD电远转型转子流量计
设备一览表
序号 位号
设备名称
个数
技术参数
实际尺寸
作用
总个过程在负压的条件下
进行，底圈静止液封高度
NH3+NaCl+H2O+CO2N H4Cl+NaHCO3
自动化控制点
石灰石 焦炭
PI: 5Kpa FI:570dm 3
石灰窑 TIC: 940~1200℃ PI:2.5kpa
TI:
55~6 5℃
氧化钙
化灰桶 TI:122.4℃
化工工艺纯碱工艺PPT课件
第17页/共243页
消费预测： 2005—2010年国内消费增长率预计为6·5%； 2010—2015年预计为2·8%； 2005—2010年以纯碱出口量增加到180万t计算,进口量按30万t计,2010年 我国对纯碱的需求量将达到1 700万t。 以上分析结果显示,今后5~10年,我国纯碱生产能力还需要增加500万t/a左 右才能满足国内消费及出口的需求。因此我国纯碱工业仍有一定的发展 空间。
3NaCl+3NH3+2CO2+4H2O→Na2CO3·2H2O+3NH4C1
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(2)盐水吸氨
水和盐水吸收二氧化碳是很困难的，在 没有氨存在时，CO2几乎不溶解在盐水中。 为了使反应能很好进行，必须要先将氨溶解 在盐水中，然后再进行碳酸化。盐水吸氨是 在吸氨塔中进行的。
第30页/共243页
•
CO
2
的
来源：①大部分△由煅烧石灰石 ②一部分由重碱煅烧而来。
得
到
；
【石灰石煅烧】 CaCO3 = CaO+ CO2
石灰窑中煅烧来的CaO供“氨回收”反应用：
【石灰乳制备】CaO + H2O = Ca(OH)2
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一．氨碱法的主要过程 氨碱法生产纯碱是以食盐和石灰石为原料，以氨为媒介物，进行一系列化学反应和工 艺过程而制得的。 (1)氨盐水碳酸化 NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3 +NH4C1
2NaHCO3 →Na2CO3+H2O↑+CO2 ↑ 此时重碱中所含的NH4HCO3、(NH4)2CO3也一起分解：
NH4HCO3→NH3↑+H2O+CO2↑ (NH4)2CO3→2NH3↑+H2O+CO2↑ 放出的二氧化碳气因其在煅烧炉中产生，故名为炉气，冷却除去其中的NH3和部分 H2O后，经压缩机压缩，回到碳酸化塔中。
消费预测： 2005—2010年国内消费增长率预计为6·5%； 2010—2015年预计为2·8%； 2005—2010年以纯碱出口量增加到180万t计算,进口量按30万t计,2010年 我国对纯碱的需求量将达到1 700万t。 以上分析结果显示,今后5~10年,我国纯碱生产能力还需要增加500万t/a左 右才能满足国内消费及出口的需求。因此我国纯碱工业仍有一定的发展 空间。
3NaCl+3NH3+2CO2+4H2O→Na2CO3·2H2O+3NH4C1
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(2)盐水吸氨
水和盐水吸收二氧化碳是很困难的，在 没有氨存在时，CO2几乎不溶解在盐水中。 为了使反应能很好进行，必须要先将氨溶解 在盐水中，然后再进行碳酸化。盐水吸氨是 在吸氨塔中进行的。
第30页/共243页
•
CO
2
的
来源：①大部分△由煅烧石灰石 ②一部分由重碱煅烧而来。
得
到
；
【石灰石煅烧】 CaCO3 = CaO+ CO2
石灰窑中煅烧来的CaO供“氨回收”反应用：
【石灰乳制备】CaO + H2O = Ca(OH)2
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一．氨碱法的主要过程 氨碱法生产纯碱是以食盐和石灰石为原料，以氨为媒介物，进行一系列化学反应和工 艺过程而制得的。 (1)氨盐水碳酸化 NaCl+NH3+CO2+H2O→NaHCO3 +NH4C1
2NaHCO3 →Na2CO3+H2O↑+CO2 ↑ 此时重碱中所含的NH4HCO3、(NH4)2CO3也一起分解：
NH4HCO3→NH3↑+H2O+CO2↑ (NH4)2CO3→2NH3↑+H2O+CO2↑ 放出的二氧化碳气因其在煅烧炉中产生，故名为炉气，冷却除去其中的NH3和部分 H2O后，经压缩机压缩，回到碳酸化塔中。
氨碱法生产纯碱的工艺过程
整理课件
为了防止和减少吸氨系统的泄露，加速蒸氨塔中 CO2和NH3的蒸出，提高蒸NH3效率和塔的生产能力， 减少蒸汽用量，吸氨操作是在微负压条件下进行，其 压力大小以不妨碍盐水下流为限。
整理课件
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（一）氨盐水碳酸化的基本原理
总化学反应过程：
NaCl+NH3+CO2+H2O↔NaHCO3↓+NH4Cl
整理课件
缺点：对重碱的粒 度要求高，生产能 力低，氨耗高，国 内厂家较少采用
转鼓式真 空过滤机
整理课件
重碱是一种不稳定的化合物，在常温常压下即能自行 分解，随着温度的升高而分解速度加快，化学反应为：
2NaHCO3（s） ↔Na2CO3（s）+CO2(g)+H2O(g) △H=128.5kJ/mol
（3）复分解析出碳酸氢钠结晶 HCO3ˉ+Na+=NaHCO3
整理课件
（二）氨盐水碳化的工艺条件 1.碳化度
式中 TNH3——溶液中总氨的浓度 在适宜的氨盐水组成条件下，R值越大，则NH3转
变成NH4HCO3越完全，NaCl的利用率U（Na）越高。
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（三）影响NaHCO3结晶的因素
温度
添加晶种
灰乳蒸馏段发生下列反应： 2NH4Cl+Ca(OH)2 ↔2NH3+H2O+CaCl2 Ca(OH)2+CO2 ↔CaCO3+H2O
整理课件
（二）氨回收的工艺条件的优化
• 温度
• 压力
塔底维持在 110~170℃
塔顶在 80~85℃
塔下部压力与 所用蒸汽压力 相同或接近
塔顶压力为负 压
• 灰乳的用 量
四重碱煅烧工艺流程的组织及操作控制要点内热式蒸汽煅烧炉结构内热式蒸汽煅烧炉操作条件1温度炉内温度一般应控制在160190不得低于1502蒸汽一般蒸汽压力应大于25kgc25mpa为宜将一部分热成品碱返回与重碱混合使其水分将至68为宜在稳定运行时炉内所具有的物料量即为存灰量
为了防止和减少吸氨系统的泄露，加速蒸氨塔中 CO2和NH3的蒸出，提高蒸NH3效率和塔的生产能力， 减少蒸汽用量，吸氨操作是在微负压条件下进行，其 压力大小以不妨碍盐水下流为限。
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（一）氨盐水碳酸化的基本原理
总化学反应过程：
NaCl+NH3+CO2+H2O↔NaHCO3↓+NH4Cl
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缺点：对重碱的粒 度要求高，生产能 力低，氨耗高，国 内厂家较少采用
转鼓式真 空过滤机
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重碱是一种不稳定的化合物，在常温常压下即能自行 分解，随着温度的升高而分解速度加快，化学反应为：
2NaHCO3（s） ↔Na2CO3（s）+CO2(g)+H2O(g) △H=128.5kJ/mol
（3）复分解析出碳酸氢钠结晶 HCO3ˉ+Na+=NaHCO3
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（二）氨盐水碳化的工艺条件 1.碳化度
式中 TNH3——溶液中总氨的浓度 在适宜的氨盐水组成条件下，R值越大，则NH3转
变成NH4HCO3越完全，NaCl的利用率U（Na）越高。
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（三）影响NaHCO3结晶的因素
温度
添加晶种
灰乳蒸馏段发生下列反应： 2NH4Cl+Ca(OH)2 ↔2NH3+H2O+CaCl2 Ca(OH)2+CO2 ↔CaCO3+H2O
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（二）氨回收的工艺条件的优化
• 温度
• 压力
塔底维持在 110~170℃
塔顶在 80~85℃
塔下部压力与 所用蒸汽压力 相同或接近
塔顶压力为负 压
• 灰乳的用 量
四重碱煅烧工艺流程的组织及操作控制要点内热式蒸汽煅烧炉结构内热式蒸汽煅烧炉操作条件1温度炉内温度一般应控制在160190不得低于1502蒸汽一般蒸汽压力应大于25kgc25mpa为宜将一部分热成品碱返回与重碱混合使其水分将至68为宜在稳定运行时炉内所具有的物料量即为存灰量
纯碱生产—氨碱法生产纯碱工艺流程
✓出现结合氨，对碳化不利。
✓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。
✓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。
氨碱法制纯碱ppt课件
生产方法。 • 1961年在大连建成了我国第一座联碱车间，现在
已经成为制碱工业的主要技术支柱和方法之一。 • 原料：食盐，氨，二氧化碳。 • 产品：纯碱，氯化铵。 • 优点：原料利用率，质量好，成本低，连续生产。
9
联合法原则工艺流程：
10
任务一 石灰石煅烧及石灰乳制备
一、石灰石煅烧
作用：产物二氧化碳用于氨盐水碳化；
结构设置： 1.吸氨塔分为数段， 尾气处为理什：么洗？掉含氨 尾2气.塔中间的液氨体管道做 成U形，为什么？
初步吸氨 温度？
保持较高温度（50 ℃） 对氨和沉的足积进够物多一大经次步1体常吸吸.便积清收收于理更操充作，分，
（沉淀充不分多利于用0位.1差g/，L）节省 动力 2.防止压力变化时气
冷却氨体澄盐倒清水压桶，现象 提高吸收效率
的发展水平。自2003年起，我国纯碱工业在世界上稳居6个第一 。
4
5
• 二、工业生产方法 • 生产历史：天然碱，草木灰→ 1791年路布兰法→1861年氨碱法（苏维尔法）
→1942联合制碱法（侯德榜） • (一)路布兰法 • 化学反应：
2NaCl+ H2SO4=Na2SO4+2HCl Na2SO4+2C =Na2S+2CO2 Na2S+CaCO3 = Na2CO3 + CaS • 缺点：原料利用低，质量差，成本高，间歇生产。
理论上NH3/NaCl之比应为1:1(mol比)。 而生产实践中NH3/NaCl的比为1.08～1.12。
24
2.温度的选择 ➢ 低稀温释有程利度盐。水吸NH3，也有利于降低氨气夹带的水蒸气含量，降低对盐水的 ➢ 但和温设度备也。不宜太低，否则会生成(NH4)2CO3·2H2O，NH4HCO3等结晶堵塞管道 盐水进吸氨塔之前用冷却水冷至25～30℃， 氨气进吸收塔的气温一般控制在55～60℃， 氨盐水最后离塔时的温度为60～65℃ 3.吸收塔内压力 • 为了防止和减少吸氨系统的泄漏，吸氨操作是在微负压条件下进行，其压力
已经成为制碱工业的主要技术支柱和方法之一。 • 原料：食盐，氨，二氧化碳。 • 产品：纯碱，氯化铵。 • 优点：原料利用率，质量好，成本低，连续生产。
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联合法原则工艺流程：
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任务一 石灰石煅烧及石灰乳制备
一、石灰石煅烧
作用：产物二氧化碳用于氨盐水碳化；
结构设置： 1.吸氨塔分为数段， 尾气处为理什：么洗？掉含氨 尾2气.塔中间的液氨体管道做 成U形，为什么？
初步吸氨 温度？
保持较高温度（50 ℃） 对氨和沉的足积进够物多一大经次步1体常吸吸.便积清收收于理更操充作，分，
（沉淀充不分多利于用0位.1差g/，L）节省 动力 2.防止压力变化时气
冷却氨体澄盐倒清水压桶，现象 提高吸收效率
的发展水平。自2003年起，我国纯碱工业在世界上稳居6个第一 。
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• 二、工业生产方法 • 生产历史：天然碱，草木灰→ 1791年路布兰法→1861年氨碱法（苏维尔法）
→1942联合制碱法（侯德榜） • (一)路布兰法 • 化学反应：
2NaCl+ H2SO4=Na2SO4+2HCl Na2SO4+2C =Na2S+2CO2 Na2S+CaCO3 = Na2CO3 + CaS • 缺点：原料利用低，质量差，成本高，间歇生产。
理论上NH3/NaCl之比应为1:1(mol比)。 而生产实践中NH3/NaCl的比为1.08～1.12。
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2.温度的选择 ➢ 低稀温释有程利度盐。水吸NH3，也有利于降低氨气夹带的水蒸气含量，降低对盐水的 ➢ 但和温设度备也。不宜太低，否则会生成(NH4)2CO3·2H2O，NH4HCO3等结晶堵塞管道 盐水进吸氨塔之前用冷却水冷至25～30℃， 氨气进吸收塔的气温一般控制在55～60℃， 氨盐水最后离塔时的温度为60～65℃ 3.吸收塔内压力 • 为了防止和减少吸氨系统的泄漏，吸氨操作是在微负压条件下进行，其压力
纯碱生产工艺流程 ppt课件
《生产领域产品质量管理与监督》课程
2
常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系
氨碱法生产纯碱反应原理2
所用的氯化钠溶液中或多或少地含有Ca2+、
Mg2+等杂质离子，它们在氨化或碳酸化过程中会
生成CaCO3、Mg(OH)2、MgCO3及其它不溶性复盐， 堵塞设备与管道，影响传热和成品质量。故盐水
在进入吸氨塔前必须除去这些杂质。
《生产领域产品质量管理与监督》课程
纯碱生产工艺流程
常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系
氨碱法生产纯碱反应原理1
氨盐水碳酸化生成碳酸氢钠沉淀 NaCl + NH3 + CO2 +H2O → NaHCO3 + NH4Cl 这一过程在碳酸化塔中进行。
由于NaCl水溶液不能吸收CO2，故如上式所 示，NH3与CO2同时通入时CO2的吸收率是很低 的。因此，必须先用NaCl溶液吸收NH3，再吸收 CO2。吸氨是在吸氨塔中完成。
精制方法是加入碱性物质如NaCO3和NaOH等。 使Mg2+生成Mg(OH)2沉淀，使Ca2+生成CaCO3沉淀。
Mg2+ + 2OH → Mg(OH)2↓ Ca2+ + CO32- → CaCO3↓ 生成的沉淀可借沉降法除去。沉淀除去Ca2+、
Mg2+以后的盐水，称为精制盐水。
《生产领域产品质量管理与监督》课程
《生产领域产品质量管理与监督》课程
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常州工程职业技术学院制药与生物工程技术系
侯氏制碱法2
NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓