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第一节 纯碱工业的发展和现状3

一、世界纯碱工业发展史3

第一篇 绪论3

第一章 纯碱工业概述3

二、中国纯碱工业发展史5

三、世界纯碱工业现状9

一、纯碱16

第二节 纯碱工业产品16

二、氯化铵21

三、烧碱22

四、小苏打24

五、氯化钙26

六、碳酸氢铵28

八、十水碳酸钠29

七、一水碳酸钠29

九、水玻璃30

十、复混肥料31

十一、过氧碳酸钠32

一、纯碱工业设备名称及国际符号33

第三节 纯碱工业设备名称、符号及专用单位33

三、纯碱工业专用单位及换算35

二、中国纯碱工业规模的划分35

参考文献36

一、霞石和霞石制碱过程37

第二节 霞石制碱37

第二章 纯碱生产方法37

第一节 概述37

二、霞石加工产品39

三、霞石制碱与氨碱法比较40

一、湿法（ТИΠХА法）41

第三节 芒硝制碱41

二、干法42

三、循环制碱法（НИУИФ法）44

一、钾钠矿盐生产纯碱及氮钾混肥46

第四节 其他制碱方法46

四、芒硝有机胺制碱46

二、有机胺制纯碱48

三、阿克苏法制纯碱51

五、日本新旭法制纯碱52

四、烧碱碳酸化法制纯碱52

参考文献55

一、食盐的性质57

第一节 食盐57

第三章 制碱原料57

二、资源58

一、石灰石63

第二节 石灰石和二氧化碳63

三、中国工业用盐标准63

二、二氧化碳64

一、天然碱的基本概念65

第四节 天然碱65

第三节 氨65

二、天然碱矿物及矿石66

三、中国常见的几种天然碱矿石及产品的俗称68

五、天然碱矿物性质69

四、天然碱的伴生矿物69

六、天然碱矿物资源分布71

一、芒硝74

第五节 其他制碱原料74

二、霞石75

参考文献76

第一节 氨碱法生产纯碱的主要过程79

第四章 氨碱法制纯碱的理论基础79

第二篇 氨碱法制碱79

一、П.П.Федотьев等人的工作81

第二节 Na+、NH+4∥HCO-3、Cl-、H2O体系相图分析81

二、NaHCO3-NH4HCO3-NH4Cl三固相点的数据85

三、NaHCO3-NH4HCO3二固相线的数据86

一、不同温度的P1母液对氨盐水浓度的要求87

第三节 生产过程条件的相图分析87

四、NaHCO3结晶区的数据87

二、工业上所能达到的氨盐水浓度对碳酸化母液温度的要求88

三、冷却不足时，可提高TNH3/TCl-比来提高钠利用率UNa90

四、氨盐水的最佳氨盐比92

五、盐水精制时生成的结合氨对钠利用率的影响94

参考文献95

一、石灰石煅烧过程中的化学反应96

第一节 石灰石煅烧和石灰消化的工艺过程原理96

第五章 石灰石的煅烧和石灰的消化96

二、竖式石灰窑煅烧过程中区段的划分98

三、影响石灰窑生产能力的因素99

一、工艺流程102

第二节 工艺流程及控制条件102

二、控制条件103

一、碳酸钙的分解率104

第三节 石灰窑的工作指标及其计算104

二、石灰窑的生产能力105

五、石灰窑物料和热量衡算106

四、石灰窑热效率106

三、窑气中二氧化碳含量106

一、混烧竖窑构造的主要要求108

第四节 石灰窑108

二、石灰窑的主要结构109

一、石灰的消化112

第五节 石灰乳的制备112

二、化灰机114

二、窑气的冷却与净化116

一、窑气成分及含尘量116

第六节 窑气的净化与冷却116

四、筛板式泡沫除尘器117

三、填料式窑气洗涤塔117

六、电除尘器119

五、复合筛板洗涤塔119

参考文献120

三、盐水精制方法121

二、精制盐水纯度的要求121

第六章 盐水精制121

第一节 盐水精制的目的及方法121

一、盐水精制的目的121

二、制备粗盐水的设备122

一、粗盐水的制备方法122

第二节 粗盐水的制备122

一、精制过程的原理123

第三节 石灰－纯碱法精制盐水123

二、工艺流程124

四、石灰－纯碱法的优点125

三、工艺控制条件125

一、精制原理126

第四节 石灰－碳酸铵法精制盐水126

二、工艺流程127

一、沉降原理128

第五节 沉降原理及影响沉降的因素128

三、工艺控制条件128

二、影响沉降速度的因素129

二、斜板式澄清桶130

一、道尔式澄清桶130

第六节 盐水澄清设备和盐泥处理130

三、斯堡丁式澄清桶132

六、盐泥处理133

五、其他澄清设备133

四、蜂窝式澄清桶133

一、除钙塔的作用135

第七节 除钙塔135

二、除钙塔的主要结构136

三、除钙塔内吸收NH3和CO2情况137

四、除钙塔工艺计算举例138

五、除钙塔除钙热量衡算计算举例142

二、预防及消除结疤的措施144

一、结疤产生的原因144

第八节 盐水精制过程中的结疤及处理144

参考文献145

一、盐水氨化过程中的化学反应146

第一节 盐水氨化过程的原理146

第七章 精制盐水的氨化146

二、精制盐水氨化过程的吸收速度147

三、精制盐水氨化过程的汽液平衡148

四、精制盐水的氨化效应149

一、吸氨流程的特点150

第二节 工艺流程和控制条件150

五、盐水氨化过程中的传质150

二、工艺流程151

一、概述153

第三节 精制盐水氨化的设备153

三、工艺控制条件153

二、吸氨塔结构的设计原则154

三、吸氨塔的结构155

五、吸氨冷却设备156

四、吸氨净氨器156

六、氨盐水澄清桶及钛泵158

一、查定数据159

第四节 精制盐水氨化过程的物热衡算159

二、物料衡算160

三、热量和换热面积衡算（以1t碱计）161

参考文献162

一、NH3-CO2-H2O体系的汽液平衡和液相中各种组分的浓度分配163

第一节 氨盐水碳酸化工艺过程原理163

第八章 氨盐水碳酸化163

二、氨盐水的碳酸化动力学166

三、NaHCO3的结晶动力学168

一、工艺流程169

第二节 氨盐水碳酸化的工艺流程、工艺条件及操作控制169

二、工艺条件171

三、操作控制要点172

一、各种参数的变化174

第三节 碳酸化塔的工作状况和操作条件174

二、结疤及清洗176

三、硫化物在碳酸化过程中的作用和变化178

一、索尔维碳酸化塔181

第四节 碳酸化塔181

二、筛板式碳酸化塔188

一、物料衡算189

第五节 物料衡算和热量衡算189

三、复合筛板式碳酸化塔189

二、热量衡算和冷却面积计算192

参考文献194

二、过滤过程的理论基础195

一、概述195

第九章 重碱（粗碳酸氢钠）的过滤195

第一节 过滤工艺过程原理和流程195

三、过滤工序的工艺流程197

一、转鼓（滤鼓）式真空过滤机198

第二节 过滤机与真空装置198

二、重碱离心分离与真空过滤的比较206

三、真空装置及吹风装置209

参考文献215

第一节 重碱煅烧的物化基础216

第十章 重碱的煅烧216

第二节 重碱煅烧的工艺流程217

三、热碱回收流程219

二、返碱预混流程219

一、炉气母液洗涤流程219

二、外热式回转煅烧炉220

一、煅烧设备的演变220

第三节 煅烧设备的演变及其结构220

三、无返碱煅烧炉223

四、蒸汽煅烧炉225

五、自身返碱蒸汽煅烧炉227

六、其他辅助设备230

二、返碱量控制233

一、出碱温度233

第四节 煅烧炉的操作控制233

一、物料衡算234

第五节 蒸汽煅烧炉物料和热量衡算实例234

三、炉伸涨度234

四、炉头压力234

二、热量衡算236

第七节 重碱沸腾煅烧240

第六节 工艺设计240

二、重碱沸腾煅烧炉241

一、重碱沸腾煅烧工艺流程241

四、沸腾煅烧炉的特点、存在问题和改进方向242

三、重碱沸腾煅烧工艺控制242

第八节 凉碱装置243

一、回转凉碱炉244

二、流化床凉碱245

一、反应原理246

第九节 重碱湿分解246

二、重碱湿分解工艺流程247

三、分解塔248

第十节 重质纯碱的制造249

四、湿分解操作控制249

一、固相水合法250

二、液相水合法253

四、挤压法254

三、水溶法254

参考文献266

第一节 蒸氨过程的汽液平衡268

第十一章 母液和淡液蒸馏268

二、NH3-CO2-H2O系统269

一、NH3-H2O系统269

第二节 母液蒸氨工艺流程273

二、真空蒸馏流程275

一、典型的正压蒸馏流程275

三、干石灰蒸馏流程276

五、工艺技术评述279

四、固体氯化铵蒸馏流程279

第三节 蒸氨设备282

一、典型综合蒸氨塔283

二、不带冷凝器的蒸氨塔285

三、改良型蒸氨塔287

四、带机械搅拌装置的蒸氨塔289

五、筛板型蒸氨塔290

六、预灰桶293

一、理论塔板295

第四节 蒸氨塔工艺计算295

三、泡罩设计298

二、塔体设计298

四、溢流管设计300

五、流体阻力计算301

二、废液含NH3和过剩灰302

一、蒸馏温度302

第五节 母液蒸馏的操作控制302

一、物料衡算303

第六节 蒸氨塔物料和热量衡算303

三、操作负荷303

四、停、开塔方法303

五、扫塔方法303

二、热量衡算305

第七节 蒸馏废液热量闪发回收307

一、喷射法闪发回收流程308

二、闪发器工艺计算309

第八节 淡液蒸馏311

三、蒸馏废液热量闪发回收操作311

一、淡液蒸馏工艺流程312

三、淡液蒸氨塔设备313

二、淡液蒸馏操作控制313

第九节 蒸氨塔的结垢及其处理316

三、过饱和值的影响317

二、晶态的影响317

一、操作温度的影响317

参考文献318

二、绝热压缩功的计算319

一、等温压缩功的计算319

第十二章 二氧化碳气的压缩319

第一节 二氧化碳气压缩过程原理319

第二节 压缩机的选择320

二、离心式压缩机用于碱工业的优越性321

一、离心式压缩机的基本原理321

第三节 CO2离心式压缩机321

三、中国CO2气离心压缩机323

四、60万吨／年氨碱压缩流程及压缩机选型327

第四节 CO2螺杆压缩机328

一、浓CO2气制碱330

第五节 CO2活塞式压缩机330

四、小型氨碱厂CO2气压缩流程332

三、石灰窑CO2气加压制碱流程332

二、变换气制碱增压机流程332

参考文献335

五、活塞式压缩机的结构及选择335

第一节 反应和反应热336

第十三章 纯碱生产过程的物料平衡和能量平衡汇总336

第二节 氨碱法物料平衡与能量平衡汇总表337

第三节 联碱法物料平衡图344

第四节 热力学考察347

参考文献348

一、基本原理349

第一节 苛化碱液的制备及固液分离349

第十四章 苛化法制烧碱349

二、苛化液的液固分离351

三、工艺流程352

四、苛化过程的调节与控制353

五、主要设备354

一、烧碱液的蒸发356

第二节 烧碱液的蒸发及析出盐的分离356

二、析出盐的分离357

三、工艺流程358

四、蒸发过程的调节与控制359

五、主要设备360

一、熔碱的精制363

第三节 固体烧碱的生产363

二、工艺流程366

四、熔碱锅367

三、熔碱工艺指标和产品规格367

第四节 烧碱设备用材368

五、安全、储存及运输368

第五节 热量平衡370

一、苛化桶的热量平衡371

二、三效逆流蒸发装置的热量平衡373

三、升膜蒸发器的热量平衡376

参考文献377

一、Na2CO3-NaHCO3-H2O体系的相平衡378

第一节 小苏打生产原理378

第十五章 小苏打生产378

二、碳酸钠溶液碳酸化反应的研究380

一、碳酸钠溶液的制备382

第二节 小苏打生产工艺流程和工艺条件382

二、碳酸化及其他工序的流程384

三、主要工艺条件385

一、碳酸化塔的物料衡算和热量衡算387

第三节 小苏打生产的物料衡算与热量衡算387

二、分离及化碱过程的物料衡算389

三、干燥过程物料和热量衡算390

一、碳酸钠溶液制备设备391

第四节 小苏打生产过程的主要设备391

二、碳酸化塔393

参考文献394

三、分离、干燥设备394

二、废气和粉尘395

一、废液废渣395

第十六章 氨碱法生产过程的三废及其治理和综合利用395

第一节 生产废弃物395

一、国外废液废渣排放概况396

第二节 氨碱厂生产过程的环境保护396

二、国内碱厂废液废渣的合理排放397

三、纯碱厂粉尘治理399

一、废液制氯化钙和再制盐402

第三节 废物综合利用生产化工产品402

二、废液晒盐408

四、盐水一次泥制轻质碳酸镁409

三、废液制淡盐水409

第四节 废物综合利用制建筑材料及其他制品411

一、废渣制水泥412

二、废渣制胶凝材料及低温水泥415

三、废渣制碳酸化砖416

四、废渣制钙镁肥419

参考文献422

第一节 联合法制纯碱发展史427

第十七章 联合法制纯碱的理论基础427

第三篇 联合法生产纯碱和氯化铵427

一、相图表示法428

第二节 联合法制纯碱相图分析428

二、Na+、NH+4∥HCO-3、Cl-、NH3、H2O体系的溶解度数据及相图429

一、原则性生产流程430

第三节 生产流程430

二、联合法流程的简化和各种流程的比较433

一、制碱过程的生产条件437

第四节 生产条件437

二、制氯化铵过程的生产条件438

第五节 相图计算439

一、相图组成的计算440

二、氨母液Ⅰ冷析过程的计算442

三、盐析过程的计算443

四、二次吸氨的计算444

五、碳酸化和重碱过滤的计算445

参考文献446

第一节 原盐精制方法447

第十八章 原盐精制447

一、洗涤盐法448

二、再制盐法452

一、螺旋洗盐机453

第二节 原盐精制主要设备453

二、球磨机454

四、立洗桶455

三、分级器455

五、蒸发器456

二、球磨机的转速457

一、洗涤盐质量与产品质量关系457

第三节 原盐精制诸问题探讨457

三、球磨机钢球数量与级配458

六、分级器浮选速度的确定459

五、球磨机的噪声459

四、球磨机的生产率459

一、依据460

第四节 洗涤盐法物料衡算460

二、平衡计算461

参考文献462

一、联合制碱循环过程概述463

第一节 Ⅰ过程原理463

第十九章 联合制碱Ⅰ过程——制碱过程463

二、循环过程的机理467

一、国内主要流程及其操作原理470

第二节 Ⅰ过程的流程及工艺条件470

二、联碱Ⅰ过程的工艺条件474

一、吸氨设备482

第三节 联碱Ⅰ过程的主要设备482

二、碳酸化设备486

第四节 联碱Ⅰ过程的综合工艺流程490

参考文献492

一、循环过程中氯化铵结晶原理493

第一节 Ⅱ过程原理及工艺条件493

第二十章 联合制碱Ⅱ过程——制铵493

二、循环母液的冷再生与热交换506

三、稠厚、分离及晶浆洗涤508

第二节 Ⅱ过程的主要设备515

一、结晶器515

三、母液换热器519

二、外冷器519

五、湿铵沸腾干燥设备520

四、推料式连续离心分离机520

参考文献522

第三节 联碱Ⅱ过程的工艺流程522

第一节 概述523

第二十一章 热法生产氯化铵523

第二节 工艺过程原理525

一、滤过母液脱氨526

二、氯化钠与氯化铵的分离过程528

二、中国中间试验流程和操作条件538

一、国外生产流程和操作条件538

第三节 工艺流程和操作条件538

一、脱氨塔542

第四节 主要设备542

二、蒸发器543

三、结晶器及外冷器、轴流泵545

参考文献546

二、变换气制碱原理548

一、引言548

第二十二章 变换气制碱548

第一节 变换气制碱原理548

三、变换气制碱的特点549

一、变换气制碱工艺流程550

第二节 变换气制碱流程和工艺条件550

三、尾气净化流程及讨论551

二、变换气制碱的工艺条件551

一、碳酸化塔552

第三节 主要设备552

一、影响变换气制碱技术发展的因素553

第四节 变换气制碱技术的发展553

二、尾气净化塔553

三、变换气制碱节能分析554

二、变换气制碱技术的发展554

四、变换气制碱的展望556

参考文献557

一、露天开采561

第一节 旱采561

第四篇 天然碱的开采和加工561

第二十三章 天然碱矿床的开采561

二、井巷开采565

一、溶解开采法简介570

第二节 溶解开采法原理570

二、天然碱溶解开采的原理571

一、建井578

第三节 天然碱溶解开采工艺578

三、采卤581

二、建槽581

参考文献587

一、天然碱加工历史沿革588

第一节 概述588

第二十四章 天然碱加工588

二、天然碱加工技术589

一、天然碱开采590

第二节 天然碱开采与碱液的制备590

二、溶碱592

三、碱液澄清600

四、碱液精制604

一、倍半碱工艺606

第三节 天然碱加工制纯碱606

二、一水碱工艺613

三、碳酸化工艺626

四、碳酸化－蒸发－苛化法联产纯碱、元明粉（芒硝碱）和烧碱工艺644

五、天然碱制纯碱的其他加工方法652

一、以固体天然碱为原料碳酸化法制小苏打653

第四节 天然碱加工制小苏打653

二、溶采苏打石制小苏打655

一、基本原理656

第五节 天然碱加工制烧碱656

二、工艺流程659

一、硅酸钠的性质和用途660

第六节 天然碱制泡花碱660

二、硅酸钠的生产方法和质量标准661

三、天然碱熔融法制硅酸钠664

参考文献667

三、碱厂厂址的选择671

二、碱厂对厂址的要求671

第五篇 公用设施与碱厂设计第二十五章纯碱厂的总图设计671

第一节 厂址选择671

一、引言671

三、碱厂的总体布置672

二、碱厂的组成672

第二节 碱厂的总体布置672

一、总平面布置的原则672

第三节 纯碱厂总图布置实例673

参考文献677

二、粉体原料的消耗定额678

一、概述678

第二十六章 粉体物料的储运678

第一节 粉体物料678

三、纯碱物性679

四、粉体工学在纯碱生产中的地位681

一、原料盐的储运系统683

第二节 原料的储运683

二、石灰石储运系统698

四、在制品的输送706

三、焦炭（白煤）储运系统706

一、纯碱的输送708

第三节 成品的储运708

二、纯碱的筛分与粉碎714

三、纯碱的储存715

四、纯碱的包装720

五、纯碱的散运728

六、纯碱的装卸729

参考文献730

七、氯化铵的储运730

一、工艺用水的要求和来源731

第一节 工艺用水731

第二十七章 供水731

二、水源和净化732

一、水量732

二、工艺用水的需要量732

第二节 冷却水732

三、循环水734

五、循环水的化学处理737

四、冷冻水737

一、锅炉给水的水质738

第三节 锅炉给水738

二、软化水和脱盐水系统的选择739

参考文献741

一、碱厂能耗742

第一节 碱厂的能耗及节能742

第二十八章 供能742

一、碱厂用汽的特点743

第二节 供热743

二、碱厂能量的综合利用和节能743

一、碱厂的用电特点744

第三节 供电744

二、用汽负荷744

三、蒸汽的多级利用744

一、碱厂对自备热电站的要求746

第四节 碱厂热电站746

二、用电负荷746

三、碱厂自备热电站规模的确定747

二、碱厂蒸汽平衡747

参考文献752

一、氨碱生产控制指标753

第一节 生产检验控制指标753

第二十九章 生产检验753

二、联碱生产控制指标760

三、苛化法烧碱生产控制指标764

一、氨碱生产的分析与测定766

第二节 生产控制指标的分析与测定766

二、纯碱产品质量控制分析774

附 食品添加剂用碳酸钠780

三、联碱生产的分析与测定781

四、联碱（氯化铵）成品质量控制分析782

五、苛化法烧碱生产控制指标分析789

六、烧碱成品质量控制分析790

附 食品添加剂用氢氧化钠794

参考文献796

第三十章 生产过程检测与控制797

第一节 概述797

一、纯碱生产过程的特点797

二、控制水平及仪表选型797

三、流量计量检测798

第二节 检测与计量798

一、温度检测798

二、压力检测798

四、液面测量800

六、在线分析测量801

七、控制（调节）阀801

五、物料计量检测801

八、集散控制系统802

第三节 生产过程控制与调节804

一、盐水精制过程的自动控制804

二、盐水氨化过程的自动控制805

三、碳酸化过程的自动控制805

四、重碱煅烧过程的自动控制809

五、蒸馏过程的自动控制810

六、石灰石煅烧工序的自动控制811

七、滤过工序的自动控制812

第四节 生产过程控制优化813

参考文献814

第二节 铸铁、碳素钢在碱厂各种溶液中的腐蚀及影响因素816

第一节 概述816

一、铸铁自身存在的腐蚀潜在因素816

第三十一章 纯碱工业设备及厂房建筑的腐蚀与防护816

二、纯碱厂各种溶液的腐蚀性817

三、各种溶液组分的腐蚀作用817

四、氧的去极化腐蚀820

一、均匀腐蚀822

第三节 纯碱厂腐蚀破坏类型822

二、石墨化腐蚀822

五、流速对溶液腐蚀性的影响822

三、磨损腐蚀823

四、孔蚀824

五、缝隙腐蚀826

六、电偶腐蚀826

第四节 纯碱厂对腐蚀的防护827

一、耐蚀材料的试验与应用827

二、涂料防腐838

三、防腐蚀覆盖层843

四、缓蚀剂及水处理844

五、电化学保护847

六、纯碱工业厂房建筑防腐蚀849

七、防腐保温852

第五节 纯碱工业防腐蚀工作展望852

参考文献853

第三十二章 碱厂生产安全技术855

第一节 碱厂安全卫生工作任务855

第二节 碱厂安全卫生和劳动保护857

一、有毒、有害物质857

二、粉尘污染858

三、噪声危害858

四、放射性危害859

五、火灾与爆炸危险859

七、机械伤人861

第三节 化学工业基本安全生产禁令861

六、触电861

三、防止违章动火六大禁令862

二、进入容器、设备的八个必须862

四、操作工的六个严格862

一、生产区内十四个不准862

一、石灰工序863

第四节 生产工序安全操作要点863

二、盐水精制工序863

五、机动车辆七大禁令863

五、重碱过滤工序864

四、氨盐水碳酸化工序864

六、重碱煅烧工序864

三、盐水氨化工序864

九、洗盐工序865

八、压缩工序865

十、制冷工序865

七、氨的回收工序865

十二、氯化铵干燥工序866

十三、包装工序866

十一、氯化铵结晶工序866

第五节 检修安全技术867

一、设备检修管理制度867

十四、苛化烧碱工序867

二、动火安全868

三、化工设备施工安全869

四、起吊安全869

七、电气检修安全870

六、滑轮与卷扬机操作安全870

八、溶解乙炔气瓶使用安全870

五、高空作业安全870

第六节 危险物品管理871

一、范围与分类871

三、储存保管872

四、使用872

二、装卸运输872

五、报废处理873

参考文献873

附录874

附录1 NaCl在NH3-H2O中的溶解度874

附录2 Na+、NH+4∥HCO-3、Cl-、NH3、H2O体系的溶解度数据875

附录3 饱和水蒸气的蒸汽压878

附录4 饱和湿空气的性质878

附录5 18℃时NaOH在水中的溶解热879

附录6 NaOH水溶液的沸点879

附录8 NaOH和Na2CO3的共同溶解度880

附录9 NaOH溶液脱水时所得到的蒸汽热焓880

附录7 NaOH和Na2CO3的共同溶解度880

附录10 中华人民共和国法定计量单位881

附录11 常用国际单位制（SI）单位量纲和俄文代号883

附录12 中国部分纯碱工业企业介绍885

索引891