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第一篇 引言和原料制备1

第一章 引言1

第二章 生产流程9

2.1 纯碱9

2.1.1 NH3的回收12

2.1.2 二氧化碳13

2.2 烧碱13

2.2.1 泥渣、析出盐的洗涤15

2.3 设备名称缩写15

3.1 盐水精制的任务17

第三章 盐水的精制17

3.2 盐水纯度的要求18

3.3 精制方法18

3.3.1 石灰纯碱法18

3.3.2 烧碱纯碱法18

第四章 石灰石的煅烧和石灰的消化21

4.1 引言21

4.2 原料22

4.3 煅烧石灰石23

4.3.1 线CaCO3的分解23

4.3.2 石灰石中的杂质37

4.3.3 热效率和气体组成38

4.4 石灰窑41

4.4.1 石灰窑的选型41

4.4.2 混烧竖窑41

4.4.3 烧油竖窑或烧气竖窑45

4.4.4 回转窑45

4.4.5 窑的台数46

4.5 窑的操作46

4.6 窑的生产能力48

4.7 石灰的消化49

4.7.1 消化过程49

4.7.2 石灰消化设备52

第二篇 纯碱55

第五章 氨的吸收55

5.1 引言55

5.1.1 补充说明56

5.2 氨的物料流程56

5.3 吸收过程的理论59

5.3.1 反应59

5.3.2 NaCl-NH3-CO2-H2O系统60

5.3.3 吸收过程63

5.3.4 吸收的传质过程65

5.3.5 逆流吸收与并流吸收67

5.3.6 反应热的导出68

5.4 吸收装置的配置70

5.4.1 淡液蒸馏气体的吸收74

5.5 设备构造74

5.5.1 吸收塔AB74

5.5.2 尾气洗涤塔和过滤净氨塔77

5.6 冷却器78

5.6.1 外装冷却器78

5.6.2 内装冷却器79

5.7 管道80

5.8 结疤81

第六章 碳酸氢钠结晶析出82

6.1 H2O-NaCl-NH4HCO3-NaHCO3-NH4Cl系统82

6.1.1 主要反应82

6.1.2 正方形相图82

6.2 碳酸氢钠生成和析出的正方形相图92

6.2.1 过程中的状态变化92

6.2.2 转化率96

6.2.3 工业过程的偏离97

6.2.4 影响过程的进程104

6.3.1 棱柱形相图105

6.3 用棱柱形相图精确表示NaHCO3沉淀析出过程105

6.3.2 沉淀过程的棱柱形相图107

6.4 补充饱和过程109

6.5 温度的影响109

6.6 二氧化碳的吸收114

6.6.1 物理吸收和化学吸收114

6.6.2 CO2蒸气压和过饱和度117

6.6.3 化学过程118

6.7 析出NaHCO3121

6.7.1 结晶速度121

6.6.4 温度对CO2吸收的影响121

6.7.2 晶粒大小122

6.7.3 结晶中的NH3123

6.8 改进过程的途径123

6.9 碳化塔的构造和尺寸125

6.9.1 结构型式125

6.9.2 碳化塔的冷却127

6.9.3 碳化塔能力129

6.10 碳化塔的作业129

6.10.1 碳化塔的组合129

6.10.2 清洗塔131

6.10.3 换塔操作133

6.10.4 碳化洗涤塔SB-CL134

6.10.5 气体分配135

6.10.6 制碱塔CL的冷却137

6.10.7 结疤和堵塞138

6.11 塔内反应过程138

6.12 碳化塔作业故障141

第七章 二氧化碳142

7.1 CO2来源和用量142

7.2 含CO2气体的质量144

7.3 气体流程145

7.4 气体净化146

7.5.1 活塞式压缩机148

7.5 压缩机148

7.5.2 透平压缩机151

7.6 压缩气体的冷却151

第八章 碳酸氢钠的过滤152

8.1 悬浮液和粗碳酸氢钠152

8.2 过滤机153

8.3 滤饼洗涤158

8.4 操作要点160

8.5 过滤工序的流程160

8.6 离心机162

9.2 化学变化163

第九章 氨的回收163

9.1 概述163

9.3 溶液的特性164

9.3.1 汽-液平衡164

9.3.2 平衡相图165

9.3.3 NH3-CO2-H2O系统166

9.3.4 NH3-CO2-(蒸馏预热器RH-残留液)系统167

9.3.5 蒸馏塔DS的液体169

9.4 蒸馏流程170

9.5.2 蒸馏塔DS172

9.5.1 温度和压力172

9.5 蒸馏步骤的操作过程172

9.5.3 预灰桶PLM和蒸馏预热器RH的操作177

9.5.4 蒸馏气体冷凝器RH-CD184

9.5.5 蒸馏气体冷却器RG-RH187

9.6 冷凝液的蒸馏(淡液的蒸馏)188

9.6.1 设备的配置188

9.6.2 闪发器DT190

9.6.3 淡液蒸馏塔CC190

9.6.4 淡液蒸馏塔CC的操作方法192

9.8.1 蒸馏塔DS194

9.8 设备构造194

9.7 杂水中NH3的回收194

9.8.2 预灰桶PLM198

9.8.3 蒸馏预热器RH200

9.8.4 蒸馏气体冷凝器RH-CD207

9.8.5 蒸馏气体冷却器RG-RH211

9.8.6 闪发器DT和淡液蒸馏塔CC211

9.8.7 汇总212

9.9. 蒸馏作业213

9.9.1 任务213

9.9.2 结疤214

9.9.3 蒸馏塔DS换塔215

第十章 碳酸氢钠的分解216

10.1 干法分解216

10.1.1 反应216

10.1.2 水分216

10.1.3 分解速度217

10.1.4 炉气组成219

10.1.5 煅烧设备220

10.1.6 炉气的除尘226

10.1.7 煅烧设备操作227

10.1.8 蒸汽煅烧炉的优缺点229

10.2.1 反应230

10.2 湿法分解230

10.2.2 碳酸氢钠悬浮液231

10.2.3 湿法“煅烧”设备DCB232

10.2.4 湿法“煅烧”(DCB)的气体组成和蒸汽消耗量233

10.3 炉气的冷却234

10.4 干法煅烧和湿法“煅烧”的比较236

第十一章 重质纯碱237

11.1 轻质纯碱和重质纯碱237

11.2 重质纯碱的制造237

11.3 挤压纯碱239

12.1 两种调节方式241

第十二章 过程的自动调节241

12.2 一个反应器的调节242

12.3 过程的调节243

12.3.1 直流过程和有回流的过程243

12.4 纯碱生产过程的调节245

12.4.1 生产过程的考察245

12.4.2 流量调节系统图246

12.4.3 制碱塔的调节247

12.4.4 调节的动态过程250

12.4.5 测量值250

13.1 引言253

13.2 石灰石煅烧253

第十三章 生产检验(纯碱)253

13.3 吸收255

13.4 碳酸氢钠结晶析出257

13.5 过滤259

13.6 氨的回收259

13.7 碳酸氢钠的分解263

第十四章 物料平衡和能量平衡(纯碱)266

14.1 引言266

14.2 反应和反应热266

14.3 物料平衡和能量平衡268

14.3.1 石灰石煅烧和二氧化碳269

14.3.2 吸收271

14.3.3 碳酸氢钠析出276

14.3.4 过滤278

14.3.5 NH3的回收280

14.3.6 碳酸氢钠的分解289

第三篇 烧碱293

第十五章 碱液的制备和精制293

15.1 Na2CO3与Ca(OH)2的苛化作用293

15.1.1 反应293

15.1.2 平衡和转化率295

15.1.3 碱性钠的利用率297

15.1.4 过量灰301

15.2 泥和液的分离302

15.3 设备303

15.3.1 溶液制备303

15.3.2 苛化304

15.3.3 泥渣的分离307

15.4 操作310

第十六章 泥渣的处理312

16.1 第二次苛化312

16.2.1 机理313

16.2 泥渣的洗涤313

16.2.2 连接方式317

16.3 返回液318

16.4 设备318

16.4.1 第二次苛化318

16.4.2 泥渣的洗涤318

16.5 泥渣的煅烧322

16.6 操作323

第十七章 烧碱液的蒸发324

17.1 蒸发的目的324

17.2 烧碱液的物理性质(1)325

17.2.1 沸腾情况326

17.2.2 固化点329

17.2.3 其他性质329

17.3 烧碱液的物理性质(2)329

17.3.1 i-ξ图的绘制329

17.3.2 Na2CO3和Na2SO4在NaOH水溶液中的溶解度330

17.4 蒸发334

17.4.1 蒸发器的配置方法334

17.4.2 析出盐的分离339

17.4.3 设备342

17.5 操作347

17.4.4 出厂NaOH溶液347

第十八章 烧碱的熔熬349

18.1 过程的目的349

18.2 能的需要量349

18.3 设备和工艺过程350

18.3.1 管道350

18.3.2 熔碱锅351

18.3.3 新系统354

18.3.4 包装355

18.4 操作356

19.2.1 碱液的制备和精制358

19.2 表格358

19.1 引言358

第十九章 生产检验(烧碱)358

19.2.2 泥渣的处理360

19.2.3 蒸发361

19.2.4 熔碱363

第二十章 物料平衡和能量平衡(烧碱)365

20.1 引言365

20.2 反应和反应热365

20.3 物料平衡和能量平衡366

20.3.1 苛化和泥渣分离366

20.3.2 蒸发369

20.3.3 熔碱370

20.3.4 泥渣的处理370

第四篇 公用设施372

第二十一章 供水372

21.1 冷却用水和工艺用水372

21.2 冷却水373

21.2.1 需要量373

21.2.2 取水和净化374

21.2.3 水的分配374

21.3.1 需要量375

21.3.2 用水量的解决375

21.3 工艺用水375

21.2.4 人工预冷却375

第二十二章 供能377

22.1 能量的需要量377

22.2 蒸汽和电的来源和分配377

22.3 热力学考察381

22.3.1 目的和基本概念381

22.3.2 反应能量382

22.3.3 不可逆性的影响383

22.3.4 能量平衡384

22.3.5 效率388

22.3.6 单元操作和工序390

第二十三章 产品392

23.1 纯碱392

23.1.1 名称392

23.1.2 组成392

23.1.3 Na2CO3物理性质393

23.1.2 Na2CO3水溶液的物理性质393

23.2 烧碱396

23.2.1 名称396

23.2.2 组成396

23.2.4 NaOH水溶液的物理性质397

23.2.3 NaOH的物理性质397

23.3 焓-组成图400

第二十四章 废物405

24.1 废物的种类和数量405

24.1.1 固体废物406

24.1.2 废液(悬浮液)407

24.2 废物利用408

第二十五章 车间分析和化验室分析409

25.1 化学计算数值410

25.2.1 窑气中CO2、CO、O2411

25.2.2 塔器气体中的CO2411

25.2 纯碱部分的车间分析411

25.2.3 尾气中NH3412

25.2.4 总碱度(总滴定，甲基橙滴定MO-滴定)，〔MO〕412

25.2.5 〔CaO〕,氧化钙412

25.2.6 〔Na2CO3+NaHCO3〕(总碱度)413

25.2.7 湿法“煅烧”DCB出液的〔NaHCO3〕413

25.2.8 用奈斯勒试剂测定NH3413

25.2.9 过滤机FL洗水的〔Cl〕413

25.2.10 滤饼413

25.3 纯碱部分化验室分析414

25.3.1 比重ρ414

25.3.2 氯化物〔Cl〕414

25.3.4 碳酸根〔CO3〕415

25.3.3 硫酸根〔SO4〕415

25.3.5 总铵〔NH4总〕416

25.3.6 总钠〔Na总〕417

25.3.7 氢氧化物〔OH〕417

25.3.8 总碱度(总滴定度，甲基橙滴定度)，〔MO〕417

25.3.9 碳酸钠〔Na2CO3〕417

25.3.13 转化率ε418

25.3.16 碳酸钙〔CaCO3〕418

25.3.14 过滤FL的烧成率？FL418

25.3.15 氧化钙〔CaO〕418

25.3.12 氯化铵〔NH4Cl〕418

25.3.11 过量NH4,〔NH4〕-〔Na〕418

25.3.10 碳酸氢钠〔NaHCO3〕418

25.3.17 硫酸钙〔CaSO4〕419

25.3.18 钙〔Ca〕419

25.3.19 纯碱419

25.4 烧碱部分车间分析420

25.4.1 碱性钠〔碱性Na〕420

25.4.2 氢氧化钠〔NaOH〕420

25.4.3 氧化钙〔CaO〕421

25.4.4 总钙〔总Ca〕421

25.4.5 蒸发器内液体浓度(°Be′)421

25.4.6 过量Na2S和O2含量422

25.5 烧碱部分化验室分析423

25.5.1 密度423

25.4.7 熔融烧碱中硫分的测试423

25.5.2 总碱度(滴定度，甲基橙滴定度)，〔MO〕424

25.5.3 氢氧化钠〔NaOH〕424

25.5.4 碱性钠〔碱性Na〕,〔Na2O〕424

25.5.5 硫酸根〔SO4〕425

25.5.6 氧化钙〔CaO〕425

25.5.7 氯化钠〔NaCl〕425

25.5.10 碳酸钠〔Na2CO3〕426

25.2.11 烧碱成品426

25.5.9 总钙〔总Ca〕426

25.5.8 转化率ε(苛化率)426

25.6 原料和废料的化验室分析428

第二十六章 碱厂的设计429

26.1 选择厂址429

26.2 各部门及其构成429

26.3 各部门的相互位置431

26.4 管线432

26.5 建筑物432

26.6 设备重量433

参考文献436