【正文】 28~29%。 ? 水合法流程如圖 . 圖 聯(lián)合制堿法生產(chǎn)純堿和氯化銨 (略 ) ? 氨堿法宜于大規(guī)模生產(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良，經(jīng)濟(jì)合理。該步結(jié)晶主要生成一水碳酸鈉，然后如上法除去水分，同樣可得重質(zhì)純堿。 ? 結(jié)晶法：根據(jù)含不同結(jié)晶水的堿的結(jié)晶條件，可直接將輕灰和碳酸鈉溶液送入結(jié)晶器，在 105176。 ? 水合法：先在 150~170176。所以生產(chǎn)中要再加工使其成為堆積密度為 ~。C 石灰消化時(shí)間/ks 8 7 6 5 4 3 2 1 0 (7)重質(zhì)純堿的制造 ? 外熱式煅燒爐煅燒母液制的純堿密度約 ,蒸汽煅燒爐制得的約 。因可能有煅燒不完全的石灰，所以化灰機(jī)出口要將未消化的石灰選出返回石灰窯。石灰消化時(shí)間與煅燒溫度關(guān)系如圖。石灰乳密度越大，粘度越大。 20 40 60 80 100 溫度 /176。但太稠了粘度大，易堵塞管道。 石灰乳的制備 ? 煅燒石灰石得到的 CaO先與水反應(yīng)生成氫氧化鈣 ? CaO(s) + H2O = Ca(OH)2(aq) ? 實(shí)際生產(chǎn)中氫氧化鈣是過飽和的，是溶液與未溶解固體的混合物，稱為石灰乳。 ? 工業(yè)生產(chǎn)要求燃料充分燃燒使窯氣內(nèi) yCO%, yO2%。C。 (6)制 CO2和石灰乳 ? CO2是由煅燒石灰石得到的 ? CaCO3(s) = CaO(s) +CO2(g) ? 反應(yīng)簡單但工業(yè)過程并不容易。 ? (2)料液入口處 ? 加母液處與逸出的高濃度氨接觸， pNH3 p*NH3 ? 因而有部分蒸出的氨溶于母液。 圖 ? 實(shí)際操作過程中還應(yīng)注意以下兩部位： ? (1)加熱段與石灰乳蒸餾段連接處 ? 因加熱后液體基本無游離氨，平衡氨分壓接近零。C。蒸氨塔底部保持 110117176。 ? 蒸氨塔結(jié)構(gòu)如圖 。蒸氨過程的實(shí)際分析要用 NH3－ H2O－ CO2三組分相圖來進(jìn)行，在去除結(jié)合氨階段可用書中簡化兩組分體系來分析。蒸氨過程的主要反應(yīng)如下： ? NH4HCO3 = NH3(g) + CO2(g) + H2O(g) ? NaHCO3 + NH4Cl = NH3(g) +CO2(g) + H2O(g) + NaCl(s) ? Na2CO3 + 2NH4Cl = 2NH3(g) +CO2(g) + H2O(g) + 2NaCl(s) ? 后兩反應(yīng)很少，不能有效回收結(jié)合氨，還要注入石灰乳產(chǎn)生下列反應(yīng)： ? 2NH4Cl + Ca(OH)2 = 2NH3(g) + H2O(g) + CaCl2(s) ? 過濾后重堿母液組成如表 ,體系簡化的 NH3－ H2O體系平衡如圖 。因此要將母液中的氨鹽分解以回收氨。 ? 蒸汽煅燒爐返堿量、蒸汽耗量與含水量關(guān)系如圖。煅燒設(shè)備有外熱或內(nèi)熱沸騰爐等。原因是：爐內(nèi)水分含量高時(shí)，煅燒時(shí)容易結(jié)疤。 煅燒過程得到的 CO2濃度高，要回收用于碳酸化過程。組成隨時(shí)間變化如圖 。這是因?yàn)闇囟壬?，反?yīng)速度增長很快。C左右已能滿足常壓操作溫度要求，但實(shí)際操作溫度較高，達(dá)到 160~190176。 pCO2 T/176。 ? 煅燒反應(yīng) ? 2NaHCO3(s)=Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) ? 平衡 CO2分壓如下表 ? 溫度 / 176。請(qǐng)同學(xué)們復(fù)習(xí)化工原理學(xué)過的過濾過程。 (4) 過濾和煅燒 ? 碳化塔底的母液僅含 4550%的晶漿，煅燒分離前需要過濾。往往一塔生產(chǎn)，另一塔清洗。同時(shí)冷卻速度不宜過快，過快可能形成結(jié)晶漿，難于過濾分離。 ? 溫度條件中注意碳化塔中部溫度高些。C左右，中部不冷卻，但下部要冷卻，控制塔底溫度在 30176。 圖 ? 氨鹽水進(jìn)塔溫度約 30~50176。提出下列問題供大家思考： ? 為什么濃度高的 CO2(鍛燒來 )從底部通入，而濃度低的CO2(窯氣來 )從中部送入？ 圖 當(dāng)氨鹽比為 1:1且原鹽水飽和時(shí)，碳酸化度與CO2平衡分壓的關(guān)系如圖 。CO2分壓高有利于碳酸化反應(yīng)，溫度低一點(diǎn)有利于結(jié)晶。但實(shí)際濃度條件的選擇及如何滿足氣相分壓的要求必須有熱力學(xué)計(jì)算，要保證一定產(chǎn)量必須有動(dòng)力學(xué)計(jì)算。通常生產(chǎn)中保持 R=180~190%. 氨鹽水碳酸化反應(yīng)是放熱反應(yīng)，放熱量不大，但是要注意冷卻才能保證反應(yīng)正常進(jìn)行。 ? 析出碳酸氫鈉 ? Na+ + HCO3－ = NaHCO3 (s) ? 反應(yīng)到一定時(shí)間后，氨基甲酸銨的水解是控制步驟，所以塔中要保持足夠的溶液量使反應(yīng)時(shí)間充分。主要反應(yīng)如下： ? CO2 + NH3 = H+ + NH2COO－ ? NH3 + H+ = NH4+ ? CO2 + 2NH3 = NH4+ + NH2COO－ ? 還有水化反應(yīng) ? CO2 + H2O = H2CO3 ? CO2 +OH = HCO3－ ? 由于水化反應(yīng)速度慢，且溶液中氨的濃度比 OH－ 離子濃度大很多，所以主要生成氨基甲酸銨。 ? 操作壓力略低于大氣壓，減少氨損失和循環(huán)氨引入。上部各段都有溶液冷卻循環(huán)以保證塔內(nèi)溫度。 圖 ? 吸氨的主要設(shè)備是吸氨塔，其結(jié)構(gòu)如圖 。 ? 若溶液中 CO2濃度增大，反應(yīng)右移可使氨平衡分壓下降，從而使氣相中 pCO2增加。C 。使塔中部溫度為60 176。溫度升高，氨分壓增加，對(duì)吸收過程是不利的。 圖 ? (2) 吸氨 ? 吸氨過程的主要反應(yīng)為： ? NH3 + H2O = NH4OH ? ?H = ? 2NH3 +CO2 +H2O = (NH4)2CO3 ? ?H = ? 反應(yīng)放熱較多，每 kg氨吸收成氨鹽水可放熱4280kJ. 如不及時(shí)移走，可使系統(tǒng)溫度升高 95176。 ? 氣體從塔底經(jīng)菌帽齒縫后與溶液充分接觸，在上部用水洗滌后排空。 ? 用產(chǎn)品堿除鈣雖損耗了部分產(chǎn)品，但沒有氯化銨生成，對(duì)后續(xù)工序碳酸化有利。因?yàn)樵谖瞻焙吞妓峄^程中，可能生成氫氧化鎂和碳酸鈣沉淀，使管道堵塞或影響產(chǎn)品質(zhì)量。主要分為石灰鍛燒制CO鹽水預(yù)處理、吸收制氨鹽水、碳酸化、氨的回收、鍛燒制純堿等系統(tǒng)。 在