联碱法

氨压缩机
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。

联碱法生产纯碱的原理及过程联碱法是一种常用的生产纯碱的方法，其原理是通过氨气与二氧化碳的反应生成碳酸氢铵，再经过加热分解得到氨气和二氧化碳，最后通过吸收二氧化碳生成纯碱。

下面将详细介绍联碱法生产纯碱的过程。

通过氨气发生器产生氨气。

氨气发生器中加入氨气原料，如氨水和石灰石，经过加热分解反应产生氨气。

该反应可表示为：CaO + NH3 → Ca（OH）2 + NH3↑。

然后，将产生的氨气与二氧化碳进行反应生成碳酸氢铵。

氨气和二氧化碳在一定的温度和压力下反应，生成固体碳酸氢铵。

该反应可表示为：2NH3 + CO2 → (NH4)2CO3。

接着，将碳酸氢铵进行加热分解。

碳酸氢铵在高温下分解为氨气和二氧化碳，生成氨气和二氧化碳的反应可表示为：(NH4)2CO3 → 2NH3↑ + CO2↑ + H2O。

将产生的二氧化碳通过吸收剂吸收，生成纯碱。

吸收剂通常使用饱和的氢氧化钠溶液。

氢氧化钠溶液中的NaOH与二氧化碳反应生成碳酸钠溶液，该反应可表示为：NaOH + CO2 → NaHCO3。

通过上述过程，最终得到的产物为纯碱（碳酸钠）。

纯碱的纯度取决于各个步骤中的反应条件和操作技术。

联碱法生产纯碱的过程中需要注意以下几个问题。

首先，氨气和二氧化碳的反应需要在一定的温度和压力下进行，通常在300-350°C 和30-50 atm条件下反应。

其次，碳酸氢铵的加热分解需要控制适当的温度和时间，以避免过度分解或不完全分解。

此外，吸收二氧化碳的过程中需要控制饱和度和温度，以保证产物的纯度。

总的来说，联碱法生产纯碱的原理是通过氨气与二氧化碳反应生成碳酸氢铵，再经过加热分解得到氨气和二氧化碳，最后通过吸收二氧化碳生成纯碱。

这种方法在工业生产中广泛应用，能够高效地生产出高纯度的碳酸钠。

通过不断的优化和改进，联碱法生产纯碱的工艺已经相当成熟，为工业生产提供了可靠的方法。

氨碱法和联碱法引言氨碱法和联碱法是工业生产中常用的两种制碱方法。

本文将深入探讨这两种制碱方法的原理、流程以及优缺点，并分析其在实际应用中的适用范围和特点。

氨碱法原理氨碱法是以氨为主要原料生产碱的一种方法。

其主要原理是通过将氨气与二氧化碳反应生成碳酸铵，再经过加热脱水分解得到氢氧化铵，最后通过加热分解得到氢氧化钠。

其反应方程式如下：NH3(g) + CO2(g) + H2O(l) → NH4HCO3(s)NH4HCO3(s) → NH3(g) + H2O(g) + CO2(g)流程1.氨气与二氧化碳在碱液中反应生成碳酸铵。

2.将碳酸铵加热进行脱水分解，生成氢氧化铵。

3.氢氧化铵经过加热分解，生成氢氧化钠。

优缺点优点1.原料易得：氨气广泛存在于空气中，二氧化碳也是常见气体。

2.反应条件温和：氨碱法反应温度较低，不需要高温反应。

3.产品纯度高：氨碱法制备的氢氧化钠纯度较高。

缺点1.产能较低：氨碱法生产的碱产量相对较低。

2.能耗较高：制备碳酸铵和氢氧化钠的过程需要大量能源。

联碱法原理联碱法是一种以盐类为主要原料生产碱的方法。

其原理是将氯化钠与氢氧化钠按一定比例充分反应，生成氢氧化钠和氯化氢，然后通过氯化氢的再生和氢氧化钠的重结晶来获得高纯度的氢氧化钠。

其反应方程式如下：NaCl(s) + NaOH(aq) → Na2O(s) + HCl(g)2HCl(g) + H2O(l) → Cl2(g) + 2H2O(l)流程1.氯化钠与氢氧化钠按一定比例反应生成氢氧化钠和氯化氢。

2.氯化氢通过再生装置进行氯化氢的再生。

3.氢氧化钠通过重结晶来获得高纯度的氢氧化钠。

优缺点优点1.可大规模生产：联碱法可以实现氢氧化钠的大规模生产。

2.产能高：相对于氨碱法，联碱法的碱产量更高。

3.产品品质稳定：通过重结晶装置可以得到高纯度的氢氧化钠。

缺点1.原料需求量大：联碱法的原料需求量较大，生产成本较高。

2.反应条件苛刻：联碱法需要在高温高压条件下进行反应。

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。

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。

母 液中生成重碱，遗留下其他成分，将溶液冷却，析出重碱结晶，过滤分离，进
行 干燥煅烧分解出二氧化碳和水，从而制得纯碱。
一水碳酸钠法
以天然碱矿为原料，将天然碱粉碎、煅烧得到碳酸氢钠后溶解、精制，从而得
到 一水碳酸钠晶体，再次煅烧后得到重质纯碱。
倍半碳酸钠法
以天然碱矿中最常见的倍半碳酸钠为原料，经粉碎、溶解、除杂后进行蒸发、
图 1：纯碱所处产业链
1.1. 制备方法优缺各异，合成碱法为主
纯碱的生产工艺较多，主要可分为天然碱法和合成碱法，其中合成碱法又包括氨碱法和联碱 法。当前我国纯碱产能所使用工艺以氨碱法和联碱法为主，二者占比相近，根据百川盈孚 ， 在我国 2020 年纯碱有效产能中，氨碱法、联碱法、天然碱法制纯碱产能占总产能比例分 别 为 48.9%、46.0%、5.09%。
其他, 10%
天然碱法, 23%
氨碱法,40%
联碱法,27%
美国、土耳其和中国是主要的天然碱法生产国。根据 Ciner 年报，当前全球天然碱储量主要 分布于美国、土耳其、博茨瓦纳、墨西哥和中国，其中美国和土耳其分别以 230 亿吨及 8.4 亿吨的储量位居前二。根据 Ciner，世界上最大的天然碱矿床位于美国怀俄明州西南部的格 林河流域，占世界储量的 95%，第二大天然碱矿床位于土耳其安卡拉的喀山，第三大天然碱 矿床则位于土耳其安卡拉的贝帕扎里。而随着墨西哥主要产能因环境因素在 1994 年停产， 当前天然碱法纯碱产量主要由美国和土耳其贡献。
9-13
9-13
10-14
10-14
废液
氯化铵（副产品）
（含大量氯化钙、氯化钠）
原料价格低，产品纯度高 原料利用率高，副产品有
较高价值
原材料利用率低，废液中 产品质量较差，母液内部

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（其中二氧化碳来自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。

三种制碱方法得工艺流程图纯碱主要得生产工艺分为三种：天然碱法、氨碱法、联碱法。

三种制碱工艺中，氨碱法对环境污染较大，且消耗大量得自然资源,原盐得利用率较低，生产得副产品氯化钙用途较小，大部分作为废渣处理；联碱法较氨碱法污染较小,原盐利用率较高，且与合成氨工业相互匹配，且副产品氯化铵可以用作生产复合肥得原料,在我国大规模生产有很好得适用性；天然碱法不仅对环境污染较小，且相比较成本低30—40%。

下面介绍一下这三种制碱工艺得工艺流程.天然碱法天然碱加工法采用大自然碱矿物为原料来制取纯碱。

天然碱得加工方法主要有鹵水碳化法、一水碳酸钠法、倍半碳酸钠法。

卤水碳化法就是用天然碱湖水得卤水为原料。

通过碳酸化过程，先把卤水中碳酸钠与其她钠盐转化成碳酸氧钠,再把碳酸氢钠从溶液中结晶出来，再过滤、煅烧得到纯碱。

一水碳酸钠法用天然碱为原料.先粉碎再煅烧,碳酸氧钠分解之后再进行溶解、精制,得到一水碳酸钠结晶体,再经锻烧得到重质纯碱。

倍半碳酸钠法就是以天然碱矿中最常见得组分倍半碳酸钠为主要原料。

先将天然倍半碱矿粉碎，再加水溶解,去掉泥沙后再用活性炭脱去溶液中有机物杂质，再过滤、蒸发、结晶、煅烧可得纯碱产品。

倍半天然碱法工艺流程图如下：氨碱法氨碱法，又称索尔维制碱法,就是由于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。

其主要工艺流程如下：1、煅烧石灰石制得石灰与二氧化碳，石灰消化后得到石灰乳.ﻫ２、把盐水制备成氨盐水。

3、碳化氨盐水，制得重碱。

4、把重碱进行过滤与洗涤。

5、煅烧重碱即可得到纯碱成品与二氧化碳.6ﻫ、把母液中存在得氨进行蒸馏回收。

联碱法：联碱法又称侯氏制碱法,就是我国化学工程专家侯德榜于１94３年创立得.就是将氨碱法与合成氨法两种工艺联合起来，同时生产纯碱与氯化铵两种产品得方法。

原料就是食盐水、氨气与二氧化碳－合成氨厂用水煤气制取氢气时得废气。

纯碱产品能源消耗限额及计算⽅法（联碱法）纯碱产品能源消耗限额及计算⽅法（联碱法）1 范围本⽅法规定了联合制碱法纯碱（联合制碱法以下简称联碱）单位产品能源消耗(能源消耗以下简称能耗)限额的核算范围、基本要求及核算⽅法。

本⽅法适⽤于联合制碱法纯碱⽣产企业进⾏能耗的计算、控制和考核。

2 规范性引⽤⽂件下列⽂件中的条款通过本⽅法的引⽤⽽成为本⽅法的条款。

凡是注⽇期的引⽤⽂件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适⽤于本⽅法，然⽽，⿎励根据本⽅法达成协议的各⽅研究是否可使⽤这些⽂件的最新版本。

凡是不注⽇期的引⽤⽂件，其最新版本适⽤于本⽅法。

GB/T 210-2004⼯业碳酸钠GB 2587热设备能量平衡通则GB/T 2589 综合能耗计算通则GB/T3484 企业能量平衡通则GB 8222 企业设备电能平衡通则GB/T 12497 三相异步电动机经济运⾏GB/T 13466 交流电⽓传动风机(泵类、空⽓压缩机)系统经济运⾏通则GB/T 13462 电⼒变压器经济运⾏GB 20052 三相配电变压器能效限定值及节能评价值3 术语和定义下列术语和定义适⽤于本⽅法。

3.1纯碱产品综合能耗在报告期内纯碱产品⽣产全部过程中的能源消耗总量，包括主要⽣产系统、辅助⽣产系统和附属⽣产系统的能源消耗量和损失量，但不包括基建、技改等项⽬建设消耗的、⽣产界区内回收利⽤的能源量和向外输出的能源量。

特别规定，供界区外装置使⽤的蒸汽冷凝⽔不作为向外输出的能量进⾏统计。

3.2纯碱单位产品综合能耗⽤轻质碳酸钠单位产品表⽰的综合能耗，包括主要⽣产系统消耗的能源量，以及分摊到该产品的辅助⽣产系统、附属⽣产系统的能耗量和体系内的能耗损失量。

3.3纯碱单位产品交流电耗⽤纯碱单位产品表⽰的主要⽣产系统⽤电量，即⼯艺耗电量；⽤纯碱单位产品表⽰的整个⽣产过程所消耗的交流电量，即综合耗电量。

3.4 纯碱⽣产界区从原盐、电⼒、蒸汽、氨、⽔、⼆氧化碳等原材料和能源经计量进⼊⼯序开始，到成品纯碱计量⼊库为⽌的整个联碱产品⽣产过程。

联碱法纯碱生产探索摘要：随着行业的发展和技术进步，大型高效的联碱法是今后碱厂的配置方向和主流，可以为今后高品质产品生产奠定基础，不断满足如光伏、电子碳酸锂等高端客户的市场需求。

基于此，本文笔者就联碱法纯碱生产进行简要探讨。

关键词：联碱法；节能；纯碱生产；1 相关技术概述联碱法纯碱生产中氯化铵冷冻工序是主要能耗工序，联碱行业为降低冷冻工序的能耗，从各方面采取措施进行节能降耗的改进，其中降低投入氯化铵冷冻工序的氨Ⅰ母液温度，是最主要的节能降耗手段，其直接影响氯化铵冷冻工序的能耗。

传统的氨Ⅰ母液冷却工艺是先将来自吸氨的热氨Ⅰ母液送水冷与冷却水换热，水冷基本均采用列管换热器，换热后氨Ⅰ母液温度降至38～40℃，再经过母换器与母Ⅱ液换热，换热后氨Ⅰ母液温度降至28～30℃，然后再送去冷析结晶系统冷冻工序进行降温，从而析出氯化铵结晶。

该工艺缺陷在于因氨Ⅰ母液固定铵浓度与温度的关系，使得氨Ⅰ母液温度只能降至氯化铵结晶临界析出温度，其若进一步降温易造成母换器换热管结晶堵塞，影响运行，从而使得进入冷析结晶系统的氨Ⅰ母液温度较高，势必增加后续结晶工段的冷冻负荷，不能有效、合理地利用低位冷量，增加冷冻系统的冰机负荷，加大了系统的设备投资和维修保养费用；由于增加了系统的冷冻负荷，势必增加系统的运行费用，尤其是能源的大量消耗。

所以，通过技术创新，我公司研究一种联碱法纯碱生产中氨Ⅰ母液冷却新型工艺，采用了结晶器内部循环与换热器外部循环结合的工艺，通过增加换热器管内及管外循环量，提高管内外流速，降低氯化铵母液的过饱和度这一技术手段，实现将氯化铵母液温度降低到结晶临界点（即20～22℃）以下，较传统工艺降低了6～8℃，同时解决了冷却器堵塞这一问题，做到了冷热量充分利用之目的，从而降低联碱法氯化铵生产中冷冻工序的能耗，达到能源合理利用，实现节约能源的目的。

2 具体生产工艺分析本工艺技术主要研究内容是针对现有技术的不足，提供一种新的、可降低系统冷冻负荷、减少设备投资费用和能耗的联碱法纯碱生产过程中结晶工段氨Ⅰ母液冷却工艺。

11
7.1.4 天然碱加工
• 天然碱：指含有 Na2CO3 和 NaHCO3 等可溶性盐 天然碱：指含有Na • • • • • • • •
类的矿物。 类的矿物。 天然碱主要矿物为： 倍半碳酸钠(Na 倍半碳酸钠(Na2CO3.NaHCO3.2H2O) 十水碱晶体(Na 十水碱晶体(Na2CO3.10 H2O) 少量的NaCl、 少量的NaCl、Na2SO4。 天然碱加工法： 天然碱加工法： 1、倍半碳酸钠法 将天然碱经过预处理后，再煅烧即可得到纯碱。 将天然碱经过预处理后，再煅烧即可得到纯碱。 Na2CO3.NaHCO3.2H2O→Na2CO3+CO2+H2O
填料、催化剂及染料等； 填料、催化剂及染料等； • 3、冶金工业用于选矿； 冶金工业用于选矿； • 4、陶瓷工业用于耐火材料和釉。 陶瓷工业用于耐火材料和釉。
2
7.1 纯碱的制造方法
7.1.1 吕布兰法
• 人类使用碱，最早是取自天然碱和草木灰(K2CO3)。 人类使用碱，最早是取自天然碱和草木灰(K • 英法七年战争(1756-1763年)，法国植物碱来源断绝。 英法七年战争(1756-1763年 法国植物碱来源断绝。 • 1775年，法国科学院悬赏征求制造纯碱的方法，法国人 1775年 法国科学院悬赏征求制造纯碱的方法， •
•
21
7.4.2 母液吸氨
• 氨的消耗定额为每吨纯碱0.3吨 氨的消耗定额为每吨纯碱0 • 溶液吸氨后使溶液中的NH4+浓度提高，为碳酸 溶液吸氨后使溶液中的NH 浓度提高， • • •
化提供条件。 化提供条件。 1、 吸氨的化学反应 (1) 吸氨反应 NH3+H2O→ NH4OH－35.2 kJ OH－35. 2NH4OH+CO2→(NH4)2CO3+H2O－24.6 kJ 24. 生成的(NH 生成的 (NH4)2CO3 能除去溶液中的 Ca2+ ， Mg2+ 能除去溶液中的Ca 等离子 (NH4)2CO3+Mg2+→MgCO3↓+2NH4+ (NH4)2CO3+Ca2+→CaCO3↓+2NH4+

侯德榜联合制碱法的原理
侯德榜联合制碱法是一种制碱方法，它的原理是利用氯化钠和二氧化碳反应生成碳酸氢钠，再通过加热分解得到碳酸钠，最终得到纯碱。

这种制碱方法的优点在于，它可以利用廉价的氯化钠作为原料，而且制碱过程中产生的二氧化碳可以回收利用，减少了对环境的污染。

此外，这种方法还可以在较低的温度下进行，节约了能源。

侯德榜联合制碱法的具体步骤如下：
将氯化钠和二氧化碳混合，使它们充分反应生成碳酸氢钠。

这个反应式可以表示为：
NaCl + CO2 + H2O → NaHCO3 + HCl
接着，将碳酸氢钠加热分解，得到碳酸钠和水。

这个反应式可以表示为：
2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
将得到的碳酸钠进行纯化，得到纯碱。

侯德榜联合制碱法的原理虽然简单，但是它的应用却非常广泛。

在化工、制药、纺织等行业中，碱是一种非常重要的原料，而侯德榜联合制碱法可以生产出高纯度的碱，满足各种行业的需求。

侯德榜联合制碱法是一种简单、环保、经济的制碱方法，它的原理是利用氯化钠和二氧化碳反应生成碳酸氢钠，再通过加热分解得到碳酸钠，最终得到纯碱。

这种方法的应用非常广泛，对于各种行业来说都是非常重要的。

联合制碱法原理方程式
联合制碱法化学方程式是：NaCl(饱和)+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。

然后再对生成物加热，2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑，条件为加热。

联合制碱法又称侯氏制碱法,是我国化学工程专家侯德榜于1943年发明的。

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氨气时的废气。

联合制碱法与索尔维相比，具有以下优点：
1.最大的优点是使食盐的利用率提高到96%以上。

2.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。

3.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。

氨碱法和联碱法
氨碱法和联碱法是两种常见的工业生产方法，用于制备氨水和纯碱。

下面将详细介绍这两种方法的原理、流程和应用。

一、氨碱法
1. 原理
氨碱法是利用氨与二氧化碳反应生成碳酸铵，再通过加热分解得到氨水的方法。

具体反应式为：
NH3 + CO2 → NH4HCO3
NH4HCO3 → NH3 + H2O + CO2
2. 流程
（1）制备饱和氨水：将液态氨通入水中，直至水溶液中气体饱和，即可得到饱和氨水。

（2）吸收二氧化碳：将饱和氨水通过吸收器，在其中通入二氧化碳，
使其与氨反应生成碳酸铵。

（3）分解碳酸铵：将得到的碳酸铵加热分解，释放出纯净的氨水。

3. 应用
（1）制备肥料：由于产生的废弃物可以作为肥料使用，因此该方法被广泛用于制备农业肥料。

（2）制备药品：由于该方法可以获得高纯度的氨水，因此被用于制备制药中的原料。

二、联碱法
1. 原理
联碱法是利用氢氧化钠和氢氧化铵反应生成纯碱的方法。

具体反应式为：
NaOH + NH4OH → NaNH4COO + H2O
NaNH4COO → Na2CO3 + NH3 + H2O
2. 流程
（1）混合溶液：将氢氧化钠和氢氧化铵加入同一容器中，混合均匀。

（2）沉淀分离：将得到的沉淀分离出来，得到NaNH4COO。

（3）加热分解：将NaNH4COO加热分解，释放出纯净的纯碱。

3. 应用
（1）制备玻璃：由于纯碱是制备玻璃的重要原料之一，因此该方法被广泛用于玻璃行业。

（2）制备肥料：产生的废弃物可以用作肥料使用，因此该方法也被广泛用于制备农业肥料。

侯氏制碱法解读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。

联合制碱法原料
联合制碱法，也被称为“侯氏制碱法”，是一种以食盐、氨和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两种产品的制碱方法。

其反应方程式可以归纳为以下两步反应：
1.将二氧化碳通入氨水的氯化钠饱和溶液中，使溶解度较小的碳酸氢钠从溶液
中析出。

2.过滤得到碳酸氢钠晶体，NaHCO3热稳定性很差，受热容易分解。

根据NH₄Cl在常温下的溶解度比NaCl大，而在低温下却比NaCl溶解度小的原理，在（5 ℃~10 ℃）向母液加入NaCl，则NH₄Cl析出，得到化肥，提高了NaCl的利用率。

此外，联合制碱法还被用于合成氮肥。

其原料包括天然气、氨气和二氧化碳。

其中，天然气是氢源，通过催化剂的作用，甲烷可以与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳。

这些反应产生的氢气用于合成氨气。

而氨气是合成氮肥的关键组成部分。

它与二氧化碳反应生成尿素。

尿素是一种重要的氮肥，广泛应用于农业生产中。