《氨碱法制纯碱》课件.pptVIP

* 武汉软件工程职业学院 制作成员：潘勇 高中星 易建国 郭丹 胡慧女 2010年6月于武汉软件工程职业学院 氨碱法制纯碱 纯碱 Na2CO3 资料来源： 重庆三峡学院化学与环境工程学院 精品课程 中州大学化工工艺学 精品课程 《化工工艺学》曾之平 王扶明主编 目前世界上重要的制碱方法 氨碱法 联合法制碱 天然碱加工 氨碱法的主要过程 石灰石的煅烧和石灰乳、二氧化碳的制备 盐水的制备与精制 盐水吸氨 氨盐水的碳酸化 重碱的过滤 重碱的煅烧 重碱的分解 氨的回收 氨碱法生产纯碱 氨碱法示意流程 氨碱法的主要过程 原料：食盐、石灰石；氨为媒介。 CaO+ H2O → Ca(OH)2 石灰乳制备 2NH4Cl + Ca(OH)2 → 2NH3↑﹢H2O↑+ CaCl 2 氨的回收 NH4HCO3 → NH3↑ ﹢ H2O↑ ﹢ CO2 ↑ （NH4）2CO3 → 2NH3↑ ﹢ H2O↑ ﹢ CO2 ↑ 母液中NH4HCO3和（NH4）2CO3的分解 2NaHCO3 → Na2CO3 ﹢ 2H2O↑ ﹢ CO2 ↑ NH4HCO3 → NH3↑ ﹢ H2O↑ ﹢ CO2 ↑ (NH4）2CO3 → 2NH3↑ ﹢ H2O↑ ﹢ CO2 ↑ 碳酸氢钠的煅烧 NaCl﹢NH3﹢CO2 ﹢H2O →NaHCO3↓+NH4Cl （1）主 2NaCl﹢2NH3 ﹢CO2 ﹢H2O →Na2CO3 ﹢2NH4Cl （2） 3NaCl﹢3NH3 ﹢2CO2 ﹢4H2O → Na2CO3·2H2O﹢3NH4Cl (3） 氨盐水碳酸化 生成碳酸氢钠 盐水溶液在吸氨塔中吸收氨，确保碳酸化过程顺利进行。 氨化 Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2 ↓ Ca2+ + CO32- → CaCO3 ↓ 盐水预处理 CaCO3 → CaO ﹢ CO2 二氧化碳的制备 主要反应和作用 过程名称 氨碱法主要化学反应间的关系 2NaHCO3 Na2CO3 ﹢ 2H2O ﹢ CO2 2NH4Cl + Ca(OH)2 → 2NH3 ﹢ H2O + CaCl 2 NaCl﹢NH3 ﹢ CO2 ﹢ H2O →NH4Cl + NaHCO3 CaCO3 → CaO ﹢ CO2 CaO+ H2O → Ca(OH)2 石灰石的煅烧和石灰乳、二氧化碳的制备 石灰石的煅烧 窑气的精制 石灰乳的制备 石灰石的煅烧 煅烧理论基础 纯二氧化碳和燃料燃烧产物（21%CO2和79% 的N2），一般窑气中二氧化碳含量为40—44% 窑气 SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgCO3、CaSO4等对煅烧过程有害，容易造成炉料结瘤和挂壁，甚至影响蒸氨和苛化 杂质 无烟煤、焦碳（用于竖窑）和气体燃料（回转窑） 原料 900—1200℃。温度高有利于分解，但是太高， 可能熔融；同时还会生成过烧石灰（坚实、不易消化、化学活性极差的块状物。1100-1200℃ 停留数小时）；石灰窑的衬料腐蚀加重，热量消耗增加。 温度 CaCO3 = CaO + CO2 吸热181kJ/mol 反应 大理石、汉白玉（建筑材料）、 方解石、白垩（质地松软、极易粉碎的均可制造石灰) 原料 特点 煅烧过程 煅烧设备 见图4-2 混料竖窑结构结构特点：窑身用普通砖和钢板，内砌耐火砖，两层之间填装绝热材料，顶部有加料斗，底部有大转盘，转盘中央有风管，风管顶有风帽。 混料竖窑优点：生产能力大；上料下灰完全机械化；窑气中CO2含量高；热利用率高；所产石灰质量高。 下部（1/4），预热进窑空气，并冷却石灰，回收能量和保护窑箅子。 冷却区 中部（1/2），完成石灰石的分解（不超过1200℃）。 煅烧区 上部（1/4），利用煅烧区上升的热窑气，将石灰石和燃料预热和干燥。 预热区 特 点 分区 图4-2 石灰窑简图 窑气的精制 窑气：含固体粉末和煤末和煤焦油。 压缩机：只允许含尘量低于10mg/m3的气体通过。 方法：冷却、除尘同时进行的洗涤法。 装置：填料塔和筛板塔。 石灰乳的制备 特点 项目 见图4-3 消化流程 消化机（卧式回转圆筒） 消化设备 石灰内杂质含量、石灰石煅烧温度和时间，消化用水温度、石灰粒度和气孔率对消化过程均有不同程度的影响。 50—80 ℃。 消化条件 CaO + H2O =