【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的原理，在278k～283k（5℃～10℃）時(shí)，向母液中加入食鹽細(xì)粉，而使nh4cl單獨(dú)結(jié)晶析出供做氮肥。原理侯氏制堿法原理nh3+co2+h2o=nh4hco3nh4hco3+nacl=nahco3↓+nh4cl總反應(yīng)方程式：nacl+co2+h2o+nh3=nahco3↓+nh4cl2nahco3====na2co3+h2o+co2↑（co2循環(huán)使用）侯氏制堿法又名聯(lián)合制堿法（1）nh3+h2o+co2=nh4hco3（2）nh4hco3+nacl=nh4cl+nahco3↓（3）2nahco3（加熱）=na2co3+h2o+co2↑即：①nacl（飽和）+nh3+h2o+co2=nh4cl+nahco3↓②2nahco3（加熱）=na2co3+h2o+co2↑優(yōu)點(diǎn)保留了氨堿法的優(yōu)點(diǎn)，消除了它的缺點(diǎn)，使食鹽的利用率提高到96%；nh4cl可做氮肥；可與合成氨廠聯(lián)合，使合成氨的原料氣co轉(zhuǎn)化成co2，革除了caco3制co2這一工序。注：純堿就是碳酸鈉特點(diǎn)針對(duì)索爾維法生產(chǎn)純堿時(shí)食鹽利用率低，制堿成本高，廢液、廢渣污染環(huán)境和難以處理等不足，侯德榜先生經(jīng)過(guò)上千次試驗(yàn)，在1943年研究成功了聯(lián)合制堿法。這個(gè)新工藝是把氨廠和堿廠建在一起，聯(lián)合生產(chǎn)。由氨廠提供堿廠需要的氨和二氧化碳。母液里的氯化銨用加入食鹽的辦法使它結(jié)晶出來(lái)，作為化工產(chǎn)品或化肥。食鹽溶液又可以循環(huán)使用。為了實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)，在1941一1943年抗日戰(zhàn)爭(zhēng)的艱苦環(huán)境中，在侯德榜的嚴(yán)格指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)了500多次循環(huán)試驗(yàn)，分析了20xx多個(gè)樣品后，才把具體工藝流程定下來(lái)，這個(gè)新工藝使食鹽利用率從70%一下子提高到96%，也使原來(lái)無(wú)用的氯化鈣轉(zhuǎn)化成化肥氯化銨，解決了氯化鈣占地毀田、污染環(huán)境的難題。這方法把世界制堿技術(shù)水平推向了一個(gè)新高度，贏得了國(guó)際化工界的極高評(píng)價(jià)。1943年，中國(guó)化學(xué)工程師學(xué)會(huì)一致同意將這一新的聯(lián)合制堿法命名為“侯氏聯(lián)合制堿法”。所謂“聯(lián)合制堿法”中的“聯(lián)合”，指該法將合成氨工業(yè)與制堿工業(yè)組合在一起，利用了生產(chǎn)氨時(shí)的副產(chǎn)品co2，革除了用石灰石分解來(lái)生產(chǎn)，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)設(shè)備。此外，聯(lián)合制堿法也避免了生產(chǎn)氨堿法中用處不大的副產(chǎn)物氯化鈣，而用可作化肥的氯化銨來(lái)回收，提高了食鹽利用率，縮短了生產(chǎn)流程，減少了對(duì)環(huán)境的污染，降低了純堿的成本。聯(lián)合制堿法很快為世界所采用。侯氏制堿法的原理是依據(jù)離子反應(yīng)發(fā)生的原理進(jìn)行的，離子反應(yīng)會(huì)向著離子濃度減小的方向進(jìn)行。也就是很多初中高中教材所說(shuō)的復(fù)分解反應(yīng)應(yīng)有沉淀、氣體和難電離的物質(zhì)生成。他要制純堿（na2co3），就利用nahco3在溶液中溶解度較小，所以先制得nahco3，再利用碳酸氫鈉不穩(wěn)定性分解得到純堿。要制得碳酸氫鈉就要有大量鈉離子和碳酸氫根離子，所以就在飽和食鹽水中通入氨氣，形成飽和氨鹽水，再向其中通入二氧化碳，在溶液中就有了大量的鈉離子、銨根離子、氯離子和碳酸氫根離子，這其中nahco3溶解度最小，所以析出，其余產(chǎn)品處理后可作肥料或循環(huán)使用。（三）氨合成過(guò)程基本工藝步驟實(shí)現(xiàn)氨合成的循環(huán)，必須包括如下幾個(gè)步驟：氮?dú)湓蠚獾膲嚎s并補(bǔ)入循環(huán)系統(tǒng)；循環(huán)氣的預(yù)熱與氨的合成；氨的分離；熱能的回收利用；對(duì)未反應(yīng)氣體補(bǔ)充壓力并循環(huán)使用，排放部分循環(huán)氣以維持循環(huán)氣中惰性氣體的平衡等。（1）氣體的壓縮和除油（2）氣體的預(yù)熱和合成（3）氨的分離（4）氣體的循環(huán)（5）惰性氣體的排除（6）反應(yīng)熱的回收利用氨合產(chǎn)工藝的選擇考慮氨合成工段的工藝和設(shè)備問(wèn)題時(shí)，必須遵循三個(gè)原則：一是有利于氨的合成和分離；二是有利于保護(hù)催化劑，盡量延長(zhǎng)使用壽命；三是有利于余熱回收降低能耗。氨合成工藝選擇主要考慮合成壓力、合成塔結(jié)構(gòu)型式及熱回收方法。氨合成壓力高對(duì)合成反應(yīng)有利，但能耗高。中壓法技術(shù)比較成熟，經(jīng)濟(jì)性比較好，在15～30pa的范圍內(nèi)，功耗的差別是不大的。合成反應(yīng)熱回收是必需的，是節(jié)能的主要方式之一。本次設(shè)計(jì)選用中壓法（壓力為32mpa）合成氨流程，采用預(yù)熱反應(yīng)前的氫氮混合氣和副產(chǎn)蒸汽的方法回收反應(yīng)熱，塔型選擇見(jiàn)設(shè)備選型部分。生產(chǎn)流程簡(jiǎn)述氣體從冷交換器出口分二路、一路作為近路、一路進(jìn)入合成塔一次入口，氣體沿內(nèi)件與外筒環(huán)隙向下冷卻塔壁后從一次出口出塔，出塔后與合成塔近路的冷氣體混合，進(jìn)入氣氣換熱器冷氣入口，通過(guò)管間并與殼內(nèi)熱氣體換熱。升溫后從冷氣出口出來(lái)分五路進(jìn)入合成塔、其中三路作為冷激線(xiàn)分別調(diào)節(jié)合成塔。二、三、四層（觸媒）溫度，一路作為塔底副線(xiàn)調(diào)節(jié)一層溫度，另一路為二入主線(xiàn)氣體，通過(guò)下部換熱器管間與反應(yīng)后的熱氣體換熱、預(yù)熱后沿中心管進(jìn)入觸媒層頂端，經(jīng)過(guò)四層觸媒的反應(yīng)后進(jìn)入下部換熱器管內(nèi)，從二次出口出塔、出塔后進(jìn)入廢熱鍋爐進(jìn)口，在廢熱鍋爐中副產(chǎn)25mpa蒸氣送去管網(wǎng)，從廢熱鍋爐出來(lái)后分成二股，一股進(jìn)入氣氣換熱器管內(nèi)與管間的冷氣體換熱，另一股氣體進(jìn)入鍋爐給水預(yù)熱器在管內(nèi)與管間的脫鹽，脫氧水換熱，換熱后與氣氣換熱器出口氣體會(huì)合，一起進(jìn)入水冷器。在水冷器內(nèi)管被管外的循環(huán)水冷卻后出水冷器，進(jìn)入氨分離器，部分液氨被分離出來(lái)，氣體出氨分離器，經(jīng)加壓后進(jìn)入循環(huán)氣濾油器出來(lái)后進(jìn)入冷交換器熱氣進(jìn)口。在冷交換器管內(nèi)被管間的冷氣體換熱，冷卻后出冷交換器與壓縮送來(lái)經(jīng)過(guò)新鮮氣濾油器的新鮮氣氫氣、氮?dú)鈺?huì)合進(jìn)入氨冷器，被液氨蒸發(fā)冷凝到5～10℃，被冷凝的氣體再次進(jìn)入冷交，在冷交下部氣液分離，液氨送往氨庫(kù)氣體與熱氣體換熱后再次出塔，進(jìn)入合成塔再次循環(huán)。四、石灰乳制備的原理及工藝條件（一）石灰乳制備的原理cao（s）+h2o=ca（oh）2（s）放熱，體積膨脹的反應(yīng)。（根據(jù)加入水的量）消石灰，細(xì)粉末；石灰膏，稠厚；石灰乳，懸浮液，氨回收需要；石灰水，溶液。（二）飽和鹽水的制備與精制飽和鹽水的制備氨堿法用的飽和鹽水可以來(lái)自海鹽、池鹽、巖鹽、井鹽水和鹽湖水等。nacl在水中的溶解度的變化不大，在室溫下為315kg/m3。工業(yè)上的飽和鹽水因含有鈣鎂等雜質(zhì)而只含nacl300kg/m3左右。制飽和鹽水的化鹽桶桶底有帶嘴的水管，水自下而上溶解食鹽成飽和鹽水，從桶上部溢流而出?；}用的水來(lái)自堿廠各處的含氨、二氧化碳或食鹽的洗滌水。精制鹽水的方法：石灰碳酸銨法和石灰純堿法。（mg2+），反應(yīng)：mg2++ca（oh）2（s）→mg（oh）2（s）+ca2+將分離出沉淀的溶液送入除鈣塔中，用碳化塔頂部尾氣中的nh3和co2再除去ca2+，其化學(xué)反應(yīng)為：2nh3+co2+h2o+ca→caco3（s）+2nh4，除鈣則采用純堿法（三）石灰氨二氧化碳法優(yōu)點(diǎn)：成本低廉，適用于海鹽。缺點(diǎn)：氨損失大，流程較復(fù)雜鹽水精制工藝流程的組織及操作控制要點(diǎn)圖石灰碳酸銨法鹽水精制流程1化鹽桶；2反應(yīng)罐；3一次澄清桶；4除鈣塔；5二次澄清桶；6洗泥桶；7一次鹽泥罐；8二次鹽泥罐圖石灰純堿法鹽水精制流程1化鹽桶；2反應(yīng)罐；3澄清桶；4精鹽水貯槽；5洗泥桶；6廢泥罐；7澄清泥罐；8灰乳貯槽；9純堿貯槽（四）氨鹽水的制備與碳酸化精鹽水吸氨的基本原理與工藝條件的優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)：（g）+h2o（l）=nh4oh（aq）2.（nh4）2co3生成nh3（g）+co2（g）+h2o（l）=（nh4）2co3aq）化學(xué)平衡nh3+h2o=nh4oh=nh4+ohk1=，k2=10，氨在水中主要以nh4oh形式存在。原鹽和氨溶解度的相互影響。↑，nacl↓；nacl↑，nh3↓.由于（nh4）2co3生成，氨的溶解度有所增加。氨鹽水氨的分壓較純氨水低、理論滴度比為吸氨熱效應(yīng)熱效應(yīng)：溶解熱+反應(yīng)熱+冷凝熱；冷卻除熱，過(guò)熱將失去吸氨作用；過(guò)冷，易結(jié)晶堵塞管道，且雜質(zhì)分離困難；溫度控制在70℃左右，精鹽水3045℃。氨鹽水制備的工藝條件優(yōu)化比的選擇，理論上nh3/nacl之比應(yīng)為1：1（mol比）。而生產(chǎn)實(shí)踐中nh3/～。鹽水進(jìn)吸氨塔之前用冷卻水冷至25～30℃，氨氣也先經(jīng)冷卻后再進(jìn)吸氨塔。低溫有利鹽水吸nh3，也有利于降低氨氣夾帶的水蒸氣含量，降低對(duì)鹽水的稀釋程度。但溫度也不宜太低，否則會(huì)生成（nh4）2co32h2o，nh4hco3等結(jié)晶堵塞管道和設(shè)備。實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)吸收塔的氣溫一般控制在55～60℃為了防止和減少吸氨系統(tǒng)的泄漏，吸氨操作是在微負(fù)壓條件下進(jìn)行，其壓力大小以不妨礙鹽水下流為限。（五）氨鹽水碳化的工藝條件，r值越大，則nh3轉(zhuǎn)變成nh4hco3越完全，nacl的利用率u（na）越高。生產(chǎn)上盡量提高r值以達(dá)到提高u（na）的目的，但受多種因素和條件的限制，實(shí)際生產(chǎn)中的碳化度一般只能達(dá)到180%～190%。（六）影響n(yōu)ahco3結(jié)晶的因素nahco3在碳化塔中生成并結(jié)晶成重堿。結(jié)晶的顆粒愈大，則有利于過(guò)濾、洗滌，所得產(chǎn)品含水量低，收率高，煅燒成品純堿的質(zhì)量高。因此，碳酸氫鈉結(jié)晶在純堿生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有決定性的意義。在開(kāi)始時(shí)（即由塔的頂部往下）液相反應(yīng)溫度逐步升高，中部（約塔高的2/3處）溫度達(dá)到；再往下溫度開(kāi)始降低，但降溫速度不易太快，以保持過(guò)飽和度的穩(wěn)定；在塔的下部至接連底部的一段塔高內(nèi)，降溫速度可以稍快一些，因?yàn)榇藭r(shí)反應(yīng)速度已經(jīng)很慢，其過(guò)飽度不大，降低溫度可以提高產(chǎn)率。從保證質(zhì)量，提高產(chǎn)量的角度出發(fā)，塔內(nèi)的溫度分布應(yīng)為上中下依次為低高低為宜。當(dāng)碳化過(guò)程中溶液達(dá)到飽和甚至稍過(guò)飽和時(shí)，并無(wú)結(jié)晶析出，但在此時(shí)若加入少量固體雜質(zhì)，就可以使溶質(zhì)以固體雜質(zhì)為核心，長(zhǎng)大而析出晶體。在nahco3生產(chǎn)中，就是采用往飽和溶液內(nèi)加晶種并使之長(zhǎng)大的辦法來(lái)提高產(chǎn)量和質(zhì)量的。應(yīng)用此方法時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是加晶種的部位和時(shí)間，晶種應(yīng)加在飽和或過(guò)飽和溶液中。二是加入晶種的量要適當(dāng)。（七）碳化塔的操作控制條件。一段進(jìn)氣是將窯氣和爐氣混合后進(jìn)塔。其co2濃度一般在60%左右。為了適應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程和反應(yīng)歷程的需要，后來(lái)改為兩段進(jìn)氣，即從塔底送入濃度90%以上的co2鍋氣，從塔的冷卻段中部送入濃度40%左右co2的窯氣。（該廠使用的碳化塔與索爾維氏碳化塔有所不同，是經(jīng)過(guò)改造的索爾維氏碳化塔）（1）～。液面過(guò)高，尾氣帶液嚴(yán)重并導(dǎo)致出氣管堵塞；液面過(guò)低，則尾氣帶出的nh3和co2量增大，降低了塔的生產(chǎn)能力。（2）氨鹽水進(jìn)塔溫度約30~50176。c，塔中部溫度升到60176。c左右，中部不冷卻，但下部要冷卻，控制塔底溫度在30176。c以下，保證結(jié)晶析出。（3）碳化塔進(jìn)氣量與出堿速度要匹配，否則，如果出堿過(guò)快而進(jìn)氣量不足時(shí)，反應(yīng)區(qū)下移，導(dǎo)致結(jié)晶細(xì)小，產(chǎn)量下降。反之，則反應(yīng)區(qū)上移，塔頂nh3及co2的損失增大。（4）碳化塔底出堿溫度要適當(dāng)。出堿溫度低，nahco3析出量較多，轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)量增加；但溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致冷卻水量大大增加，引起堵塔，縮短制堿周期。（5）倒塔和運(yùn)行時(shí)間要適宜。倒塔周期要嚴(yán)格執(zhí)行，不要出現(xiàn)隨意不規(guī)則操作。在倒塔過(guò)程中，塔內(nèi)的溫度、流量均處于劇烈變化之中，因此，倒塔運(yùn)行時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。重堿的過(guò)濾與煅燒一、重堿過(guò)濾的基本原理碳化取出夜：4045%固相碳酸氫鈉（重堿）。過(guò)濾分離：濕重堿煅燒制純堿，母夜蒸氨工段回收氨。過(guò)濾設(shè)備：過(guò)濾分離在制堿工業(yè)中經(jīng)常采用的有兩類(lèi)，即真空分離和離心分離，相應(yīng)的設(shè)備分別為真空過(guò)濾機(jī)和離心過(guò)濾機(jī)。離心分離設(shè)備流程簡(jiǎn)單，動(dòng)力消耗低，濾出的固體重堿含水量少，但它對(duì)重堿的粒度要求高，生產(chǎn)能力低，氨耗高，國(guó)內(nèi)廠家較少采用。轉(zhuǎn)鼓式真空過(guò)濾器，依次完成吸堿，吸干，洗滌，擠壓，刮卸，吹除過(guò)程。重堿煅燒工藝流程的組織及運(yùn)行1皮帶輸送機(jī)；2圓盤(pán)加料器；3返堿螺旋輸送機(jī)；4；煅燒爐；5出堿螺旋輸送機(jī)；6地下螺旋輸送機(jī)；7喂堿螺旋輸送機(jī)；8斗式提升機(jī)；9分配螺旋輸送機(jī)；10成品螺旋輸送機(jī)；11篩上螺旋輸送機(jī)；12圓筒篩；13堿倉(cāng)；14磅秤；15疏水器；16擴(kuò)容器；17分離器；18冷凝塔；19洗滌塔；20冷凝泵；21洗水內(nèi)熱式蒸汽煅燒爐操作條件：（1）溫度為了使nahco3分解完全，爐內(nèi)溫度一般應(yīng)控制在160～190℃，不得低于150℃。為了避免損壞包裝袋，出爐熱堿應(yīng)冷卻至包裝袋材料允許的溫度后再行包裝，一般包裝溫度在50～100℃。為了避免爐氣中水蒸氣冷凝，爐氣出口至旋風(fēng)除塵器應(yīng)保溫，保證爐氣溫度在108～115℃為宜。（2）蒸汽根據(jù)鍋爐過(guò)熱能力來(lái)確定蒸汽壓力，一般蒸汽壓力應(yīng)大于25kg/cm為宜，過(guò)熱溫度應(yīng)達(dá)到25～50℃，以保障操作溫度和避免蒸汽在總管中冷凝。五、氨的回收一、氨回收的基本原理及工藝條件（一）氨回收的基本原理：循環(huán)利用、節(jié)約成本、減少氨損失。含氨料液：過(guò)濾母液、淡液。游離氨：直接蒸出；結(jié)合氨：加石灰乳蒸出：加熱段：蒸出游離氨；預(yù)灰桶：結(jié)合氨、游離氨；灰乳蒸餾段：，廢液中氨的含量是蒸氨操作效果的重要標(biāo)志。若廢液中氨含量過(guò)高，說(shuō)明氨回收效果不好，造成氨的損失大；若廢液中氨含量過(guò)低，則說(shuō)明加入灰乳過(guò)量，易造成設(shè)備及管道堵塞。（二）蒸氨工藝流程1母液預(yù)熱段；2蒸餾段；3分液槽；4加熱段；5石灰乳蒸餾段；6預(yù)灰桶；7冷凝器；8石灰乳流堰9加石灰乳罐（三）淡液回收淡液蒸餾過(guò)程是直接用蒸汽“汽提”的過(guò)程，熱量和質(zhì)量同時(shí)作用蒸出氨和co2，并回收到生產(chǎn)系統(tǒng)中。在有純堿的淡液中含有的結(jié)合氨量較少，可看成為不含nacl和nh4cl的nh3co2h2o系統(tǒng)，其蒸餾過(guò)程的主要反應(yīng)與前述過(guò)程的加熱段相同。淡液蒸餾塔上部設(shè)有冷卻水箱，分為兩段，下段是淡液，上段是冷卻水。淡液在下段被預(yù)熱，氣體在上段被冷卻，使部分蒸汽冷凝分離，其余氣體濃度提高，便于吸收。六、上機(jī)實(shí)習(xí)上機(jī)實(shí)習(xí)內(nèi)容見(jiàn)下圖（包括鍋爐、管式加熱爐、流化床的模擬操作）：七、實(shí)習(xí)心得雖然只有短暫的三天實(shí)習(xí)時(shí)間，但是我們從當(dāng)初的一知半解到現(xiàn)在熟悉每個(gè)工序，并理解其含義，都是自己每天不斷的摸索和員工耐心的教導(dǎo)息息相關(guān)。在剛過(guò)去的這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多，成長(zhǎng)了很多?？梢哉f(shuō)這短短的三天，不僅僅是在學(xué)習(xí)上邁出的一小步，更是我大學(xué)生活邁出的一大步。通過(guò)這次實(shí)習(xí)，我感覺(jué)到作為一個(gè)從事化工行業(yè)的人來(lái)說(shuō)，自身的責(zé)任重大，關(guān)系自身、家庭與