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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AB 74

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NaHCO3 121

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NH3 123

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-CL 134

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DS 172

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-CD 184

9.5.5 蒸馏气体冷却器RG-RH 187

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DT 190

9.6.3 淡液蒸馏塔CC 190

9.6.4 淡液蒸馏塔CC的操作方法 192

9.8.1 蒸馏塔DS 194

9.8 设备构造 194

9.7 杂水中NH3的回收 194

9.8.2 预灰桶PLM 198

9.8.3 蒸馏预热器RH 200

9.8.4 蒸馏气体冷凝器RH-CD 207

9.8.5 蒸馏气体冷却器RG-RH 211

9.8.6 闪发器DT和淡液蒸馏塔CC 211

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DCB 232

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、O2 411

25.2.2 塔器气体中的CO2 411

25.2 纯碱部分的车间分析 411

25.2.3 尾气中NH3 412

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NH3 413

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ρ 414

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ε 418

25.3.16 碳酸钙〔CaCO3〕 418

25.3.14 过滤FL的烧成率？FL 418

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