纯碱厂天然碱生产技能培训教材

PAGE293PAGE《天然碱生产技能培训教材》XX化学XX分公司纯碱厂联合专业组编写二零XX年十月前言《天然碱生产培训教材》是根据XX化学股份有限公司职业技能鉴定关于天然碱生产操作初、中、高级工技术等级鉴定要求组织编写。由于目前国内天然碱生产技术XX碱矿公司为独有的加工工艺，为推进企业技术进步和技术创新，提高员工职业化综合素质，本教材体现职业培训的任务和培养目标，具有职业教育特色，是员工岗位职业技能资格等级培训实用工具书。本教材在内容选择上注意从理论出发，紧密联系生产实际，内容深入浅出、通俗易懂，注重员工实际操作技能理念，通过视图和案例扩展独立分析、解决问题的能力。本教材分上中下三篇：上篇主要介绍“一水碱湿分解多效蒸发法和倍半碱水合法”天然碱生产加工装置和工艺技术；中篇为天然碱加工过程中所使用的主要设备性能、构造、使用与维护说明；是目前天然碱生产加工技术的一本实用教材，是职业技能鉴定建立考试题库、实行规范化鉴定的主要依据。《天然碱生产培训教材》编写组二〇XX年六月目录上篇《天然碱生产加工工艺》第一章天然碱生产基础知识 1第一节纯碱的性质 1第二节蒸发 1第三节干燥 1第四节溶液 1第五节蒸汽 1第六节流体静力学 1第七节流体动力学 1第八节传热 1第九节相平衡 1第十节机械分离和固体流态化 1第十一节用电常识 1第十二节环境保护 1第十三节质量检测 1第二章纯碱生产方法简介 1第一节路布兰法制碱 1第二节氨碱法 1第三节侯氏制碱法 1第四节天然碱制取及加工 1第三章天然碱生产蒸发工艺 1第一节一期蒸发生产工艺流程及操作要点 1第二节二期蒸发工艺流程及操作要点 1第三节三期蒸发生产工艺流程及操作要点 1第四章天然碱生产煅烧工序 1第一节煅烧工序目的及反应原理 1第二节煅烧工序工艺流程简介及设备规格 1第三节煅烧工序开车、停车步骤 1第四节煅烧工序常见故障原因分析及处理 1第五节煅烧工序案例分析 1第五章天然碱生产水合工序 1第一节水合工序目的及反应原理 1第二节水合工序工艺流程简介及设备规格 1第三节水合工序开车、停车步骤 1第四节水合工序常见故障原因分析及处理 1第五节水合工序案例分析 1第六章经济责任目标 1中篇《天然碱生产加工设备》第一章化工机械基础知识 1第一节化工机械常用材料 1第二节阀门 1第三节紧固件 1第四节轴承 1第五节管件 1第六节：密封件 1第七节离心泵 1第八节搅拌设备 1第九节压力容器 1第二章天然碱生产蒸发工序主要设备 1第一节1.蒸发器 1第二节冷却塔和水轮机 1第三节循环泵 1第四节双吸泵 1第五节水环真空泵 1第六节蒸汽喷射泵 1第七节压缩机 1第八节过滤机 1第九节离心机 1第三章煅烧工序设备 1第一节煅烧炉 1第二节斗提机 1第三节刮板机 1第四节离心机 1第五节碱筛 1第六节除尘器 1第七节浆液干燥机 1第四章天然碱生产水合工序主要设备 1第一节水合罐 1第二节流化床 1第三节风机 1第四节减速机 1第五章设备案例及分析 1第一节蒸发设备案例及分析 1第二节煅烧工序设备案例 1第三节水合工序设备案例分析 1中篇《XX化学XX分公司》第一部分职业概况 1第二部分基本要求 1第三部分工作要求 1第四部分．比重表 1上篇《天然碱生产加工工艺》第一章天然碱生产基础知识第一节纯碱的性质一、纯碱及分类纯碱即碳酸钠，是白色粉末成细粒状粉末结晶。分子式：Na2CO3；分子量106.00；其比重2.533（20℃）；溶点845～852℃；工业产品纯度在99%左右。依颗粒大小，堆积密度不同可分为超轻质纯碱、轻质纯碱、重质纯碱。如下表1.1所示：表1.1纯碱的品种及堆积密度品种堆积密度（t/m3）超轻质纯碱轻质纯碱重质纯碱0.30～0.440.45～0.690.80～1.10二、物理性质纯碱易溶于水，温度在35.4℃溶解度最大。此时100g水中可溶49.7gNa2CO3，形成含Na2CO333.2%的水溶液。不同温度下碳酸钠在水中的溶解度也不同，如下表1.2所示：表1.2纯碱溶解度与温度的对照温度℃010203035.46080100105溶解度712.521.540.949.746.445.845.545.2Na2CO3溶于水能与水生成三种水合物如：Na2CO3·H2O一水碳酸钠（一水碱）Na2CO3·7H2O七水碳酸钠Na2CO3·10H2O十水碳酸钠（十水碱）无水及一水碱在水中要放出热量，十水碳酸钠溶于水中则要吸收热量，使溶液变凉。一水碱为最稳定的结晶体。其晶型多为圆形或棒状。十水碱的稳定性次之。通常为大型透明晶，在干燥空气中则风化，逐渐失去结晶水。无水碳酸钠暴露在大气中，常有缓慢的吸收水份和氧化作用。当吸收水份和氧气后，就形成少量的NaHCO3，故有变硬结块现象发生。但超轻灰和重质纯碱则结块的现象减少。它吸收水份和氧气的速度与空气的湿度，温度，氧气浓度成函数关系，也与在空气中暴露的面积有关系。碳酸钠水溶液的粘度：在同一温度下，浓度越高粘度越大。在同一浓度下，温度越高粘度越大。粘度的变化在生产过程中会产生很多影响。我们要对此产生的变化及时进行调整（如压力，温度，吃汽状况，循环泵电流等）。三、化学性质风化:在空气中易风化与酸反应:Na2CO3+2HCl(过量)=2NaCl+H2O+CO2↑Na2CO3(过量)+HCl=NaCl+NaHCO3与碱反应:Na2CO3+Ca(OH)2=2NaOH+CaCO3↓(碳酸钙白色沉淀，难溶于水，但可溶于酸)Na2CO3与NaOH不反应。与盐反应:Na2CO3+BaCl2=2NaCl+BaCO3↓(碳酸钡白色沉淀，难溶于水，但可溶于酸)3Na2CO3+Al2(SO4)3+3H2O=2Al(OH)3↓+3Na2SO4+3CO2↑(氢氧化铝白色沉淀，难溶于水，可溶于酸、碱)与H2O、CO2反应Na2CO3+H2O+CO3=2NaHCO3四、纯碱用途纯碱是重要的化工原料之一，绝大部分用于工业，一小部分为民用。在工业用纯碱中，主要是轻工、建材、化学工业，约占2/3；其次是冶金、纺织、石油、国防、医药及其它工业。玻璃工业是纯碱的最大消费部门，每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。化学工业用于制水玻璃、重铬酸钠、硝酸钠、氟化钠、小苏打、硼砂、磷酸三钠等。冶金工业用作冶炼助熔剂、选矿用浮选剂，炼钢和炼锑用作脱硫剂。印染工业用作软水剂。制革工业用于原料皮的脱脂、中和铬鞣革和提高铬鞣液碱度。还用于生产合成洗涤剂添加剂三聚磷酸钠和其他磷酸钠盐等。食用级纯碱用于生产味精、面食等。【禁配物】强酸、铝、氟!!!纯碱五、储存及运输注意事项储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与酸类等分开存放，切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。起运时包装要完整，装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与酸类、食用化学品等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋，防高温。车辆运输完毕应进行彻底清扫。第二节蒸发一、蒸发概念蒸发是利用加热的方法，使溶液中溶剂不断挥发而析出溶质（晶体）的过程，影响蒸发快慢的因素：温度、湿度、液体的表面积、液体表面上的空气流动等。工业上蒸发采用的热源通常为水蒸汽，而蒸发的物料大多是水溶液，蒸发时产生的蒸汽也是水蒸气。为了易于区别，前者称为加热蒸汽（或生蒸汽），后者称为二次蒸汽。在多效蒸发操作中，可以将二次蒸汽通到另一压力较低的蒸发器作为加热蒸汽，从而提高原来加热蒸汽的利用率，此时，后一蒸发器的加热室就是前一蒸发器产生二次蒸汽的冷凝器。这样将多个蒸发器串联起来，使加热蒸汽在蒸发过程中具有多次的加热效果。溶液也通过各个蒸发器不断的蒸发，称为多效蒸发。如果产生的二次蒸汽不再利用，直接送往冷凝器冷凝，则称为单效蒸发。二、影响蒸发的主要因素影响蒸发的主要因素有三点：其一是与温度高低有关。温度越高，蒸发越快。无论在什么温度，液体中总有一些速度很大的分子能够飞出液面而成为汽分子，因此液体在任何温度下都能蒸发。如果液体的温度升高，分子的平均动能增大，从液面飞出去的分子数量就会增多，所以液体的温度越高，蒸发得就越快；其二是与液面面积大小有关。如果液体表面面积增大，处于液体表面附近的分子数目增加，因而在相同的时间里，从液面飞出的分子数就增多，所以液面面积增大，蒸发就加快；其三是与空气流动有关。当飞入空气里的气分子和空气分子或其他气分子发生碰撞时，有可能被碰回到液体中来。如果液面空气流动快，通风好，分子重新返回液体的机会越小，蒸发就越快。三、真空蒸发使溶液在减压下进行蒸发以降低溶液的沸点，称为真空蒸发。它有以下几个优点：1.可以利用低压蒸汽或废蒸汽作为加热源。2.在减压下溶液的沸点降低，可以提高加热蒸汽和沸腾液体的温差，进而可以相应减小蒸发器的传热面积。3.可用以浓缩不耐高温的溶液。4.由于溶液的沸点较低，蒸发器损失于外界的热量较小。但另一方面，在真空下蒸发需要增设一套抽空的装置以保持蒸发室的真空度，从而消耗额外的能量。保持的真空度愈高，消耗的能量也愈大。同时，随着溶液沸点的降低，其粘度亦随之增大，常使给热系数减小。此外，由于二次蒸汽的温度降低使得冷凝的传热温差相应减小。四、多效蒸发无论在常压、加压或真空下进行蒸发，从溶液中蒸发出1kg的水，都需要消耗不少于1kg的加热蒸汽。因此在大规模的工业生产中，需蒸法大量的水分时，势必要消耗大量的加热蒸汽。为了减少这项消耗，可采用多效蒸发。将加热蒸汽通入一蒸发器，液体受热沸腾，产生二次蒸汽。然后将二次蒸汽引入另一个蒸发器，只要后者的蒸发室压力和溶液沸点均较原来的蒸发器中的低，则引入的二次蒸汽仍能起到加热作用。将多个蒸发器这样连接起来一同操作，即组成一个多效蒸发器。每一蒸发器为一效，通入生蒸汽的蒸发器，称为第一效，利用第一效二次蒸汽的蒸发器称为第二效，以此类推。由于各效（除最后一效）的二次蒸汽都作为下一效蒸发器的加热蒸汽，这就提高了生蒸汽的利用率（又称经济程度），即蒸发同样数量的水W，采用多效时所需的生蒸汽量D将远较单效时小。在理想情况下，双效蒸发器中，1kg加热蒸汽在一效中产生1kg的二次蒸汽，后者在二效中又可蒸发1kg的水，因此，1kg的加热蒸汽在双效中可以蒸发2kg的水，D/W=0.5。同理，在三效中，1kg的加热蒸汽可以蒸发3kg的水，D/W=0.333。但实际上由于热损失、温差损失等原因，单位蒸汽消耗量并不能达到上述数值。根据经验，最小D/W的大致数值如下表1.3：表1.3蒸发1kg水所需要的生蒸汽（D/W）效数单效双效三效四效五效D/W1.10.57多效蒸汽的加料，可有四种不同的方法：1、溶液与蒸汽并流的方法，简称为并流法；2、溶液与蒸汽成逆流的方法，简称为逆流法；3、溶液与蒸汽在有些效间成并流而在有些效间能逆流，简称为错流法；4、每一效都加入原料液的方法，简称为平流法。多效蒸发的优点是可以提高生蒸汽的经济程度，但增加效数，需要增加设备费，当再添一效蒸发器的设备费不能与所省加热蒸汽的收益相抵时，就没有理由再增加效数。故经济问题也是限制效数的重要因素。五、蒸发过程的特点常见的蒸发，实际上是在间壁两侧分别有蒸汽冷凝和液体沸腾的传热过程，所以，蒸发器也是一种换热器。然而与一般传热过程相比，蒸发需要注意一下特点。1、沸点升高蒸发的物料是溶有不挥发溶质的溶液。由拉乌尔定律可知：在相同温度下，其蒸汽压较纯溶剂为低，因此，在相同的压力下，溶液的沸点就高于纯溶剂的沸点。故当加热蒸汽温度一定时，蒸发溶液时的传热温差就比蒸发纯溶剂时为小，而溶液的浓度越大，这种影响也越显著。这是蒸发需要考虑的一个问题。2、节约能源蒸发时汽化的溶剂量最大，需要消耗大量的加热蒸汽。如何充分利用热量，使单位质量的加热蒸汽能除去较多的水分，亦即如何提高加热蒸汽的经济程度，是蒸发需要考虑的另外一个问题。3、物料的工艺特征蒸发的溶液本身常具有某些特征，例如有些物料在浓缩时可能结垢或析出结晶；有些热敏性物料在高温下易分解变质；有些则具有较大的粘度或较强的腐蚀性等。如何根据物料的这些特性和工艺要求，选择适宜的蒸发方法和设备，也是蒸发所必须考虑的问题。第三节干燥一、干燥概念干燥指从湿物料中除去水分或其他湿分的各种操作。如在日常生活中将潮湿物料置于阳光下曝晒以除去水分。在化工生产中，干燥通常指用蒸汽、烟道气以及红外线等加热湿固体物料，使其中所含的水分或溶剂汽化而除去，是一种属于热质传递过程的单元操作。干燥的目的是使物料便于贮存、运输和使用，或满足进一步加工的需要。二、干燥原理在一定温度下，任何含水的湿物料都有一定的蒸汽压,当此蒸汽压大于周围气体中的水汽分压时,水分将汽化。汽化所需热量，或来自周围热气体，或由其他热源通过辐射、热传导提供。含水物料的蒸汽压与水分在物料中存在的方式有关。物料所含的水分，通常分为非结合水和结合水。非结合水是附着在固体表面和孔隙中的水分，它的蒸汽压与纯水相同；结合水则与固体间存在某种物理的或化学的作用力，汽化时不但要克服水分子间的作用力，还需克服水分子与固体间结合的作用力，其蒸汽压低于纯水，且与水分含量有关。在一定温度下，物料的水分蒸汽压p同物料含水量x（每千克绝对干物料所含水分的千克数）间的关系曲线称为平衡蒸汽压曲线，一般由实验测定。当湿物料与同温度的气流接触时，物料的含水量和蒸气压下降，系统达到平衡时，物料所含的水分蒸汽压与气体中的水汽分压相等，相应的物料含水量称为平衡水分。平衡水分取决于物料性质、结构以及与之接触的气体的温度和湿度。通过干燥操作能除去的水分，称为自由水分。第四节溶液一、溶液及相关概念1．溶液：一种或一种以上的物质以分子或离子形式分散于另一种物质中形成的均一、稳定的混合物2.溶质：被溶解的物质（如:用盐和水配置盐水，盐就是溶质）3.溶剂：能溶解其他物质的物质（如:用盐和水配置盐水，水就是溶剂）。两种溶液互溶时，一般把量多的一种叫溶剂，量少的一种叫溶质。两种溶液互溶时，若其中一种是水，一般将水称为溶剂。固体或气体溶于液体，通常把液体叫溶剂。4.固体溶解度：表示在一定的温度下，某物质在100g溶剂里达到饱和状态是所溶解的质量。多数固体的溶解度随温度的升高而增大，但也有少数固体的溶解度随温度的升高而减小。二、溶液性质1.均一性：溶液各处的密度、组成和性质完全一样；2.稳定性：温度不变，溶剂量不变时，溶质和溶剂长期不会分离(透明)；3.混合物：溶液一定是混合物。三、溶液分类饱和溶液：在一定温度、一定量的溶剂中，溶质不能继续被溶解的溶液。不饱和溶液：在一定温度、一定量的溶剂中，溶质可以继续被溶解的溶液。饱和与不饱和溶液的互相转化：不饱和溶液通过增加溶质（对一切溶液适用）或降低温度（对于大多数溶解度随温度升高而升高的溶质适用，反之则须升高温度，如石灰水）、蒸发溶剂（溶剂是液体时）能转化为饱和溶液。饱和溶液通过增加溶剂（对一切溶液适用）或升高温度（对于大多数溶解度随温度升高而升高的溶质适用，反之则降低温度，如石灰水）能转化为不饱和溶液。四、Na2CO3水溶液的特点：1．当Na2CO3水溶液温度>109℃,浓度>26%时，蒸发结晶析出固相为无水碳酸钠（无水碳酸钠不易溶于水）。2.当Na2CO3水溶液温度为35～109℃范围内，浓度26%，析出固相为一水碳酸钠。根据这一特点，应严格控制各效的沸点和浓度，否则可能析出无水碳酸钠，影响一水碱的粒度，重度，也易造成加热器结疤加速的后果。因此蒸发效的沸点>109℃，循环液浓度<26%，才处于稳定区，不析出固相，且加热管壁处也不会有无水碳酸钠生成。若操作不当，致使Na2CO3水溶液>26%，有可能在加热管壁处结疤，不利于操作。3．结晶效一般为真空状态，溶液沸点较低，在35～109℃范围内结晶析出为Na2CO3·H2O，但沸点也不能控制太低，一方面受真空度所限，一方面温度太低，Na2CO3过饱和度增大，析出晶核要小，影响产品质量及加速结疤。故末效沸点通常控制在65～90℃。第五节蒸汽一、闪蒸闪蒸：是指高压的饱和水进入压力较低的容器后由于压力的突然降低使这些饱和水变成一部分容器压力下的饱和水蒸气。1、闪蒸现象物质的沸点是随压力增大而升高，而压力越低，沸点就越低。这样就可以让高压高温流体经过减压，使其沸点降低，进入闪蒸罐。这时，流体温度高于该压力下的沸点。流体在闪蒸罐中迅速沸腾汽化，并进行两相分离。使流体达到气化的设备不是闪蒸罐，而是减压阀。闪蒸罐的作用是提供流体迅速气化和汽液分离的空间。2、形成原因当水在大气压力下被加热时，100℃是该压力下液体水所能允许的最高温度。再加热也不能提高水的温度，而只能将水转化成蒸汽。水在升温至沸点前的过程中吸收的热叫“显热”，或者叫饱和水显热。在同样大气压力下将饱和水转化成蒸汽所需要的热叫“潜热”。然而，如果在一定压力下加热水，那么水的沸点就要比100℃高，所以就要求有更多的显热。压力越高，水的沸点就高，热含量亦越高。压力降低，部分显热释放出来，这部分超量热就会以潜热的形式被吸收，引起部分水被“闪蒸”成蒸汽。二、沸点沸点：液体开始沸腾时的温度，特指液体的蒸汽压等于外部压力时的温度，因此，沸点随压力的减少而降低。三、加热蒸汽和二次蒸汽蒸发需要不断的供给热能，工业上采用的热源通常为水蒸气，称为加热蒸汽。蒸发的物料大多是水溶液，蒸发时产生的蒸汽是水蒸汽，称为二次蒸汽。四、冷凝冷凝是气体或液体遇冷而凝结，如水蒸气遇冷变成水，水遇冷变成冰。五、汽化汽化是指物质由液态转变为气态的相变过程。液体中分子的平均距离比气体中小得多。汽化时分子平均距离加大、体积急剧增大，需克服分子间引力并反抗大气压力做功。因此，汽化要吸热。单位质量液体转变为同温度蒸汽时吸收的热量称为汽化潜热，简称汽化热。汽化热随温度升高而减小，因为在较高温度下液体分子具有较大动能，液相与气相差别减小。在临界温度下，物质处于临界态，气相与液相差别消失，汽化热为零。1、汽化的两种形式汽化有蒸发和沸腾两种形式。它是将物体由液态变为气态的一种过程。蒸发物理学上，把只在物体表面发生的汽化现象叫做蒸发，蒸发在任何温度下都能发生，液体蒸发时需要吸热。动能较大的液体分子能摆脱其他液体分子吸引，逸出液面。故温度越高，蒸发越快，此外表面积加大、通风好也有利蒸发。蒸发过程的汽化热叫蒸发热，与温度有关。蒸发的逆过程是液化，即气相转变为液相。当两种过程达到动态平衡时，气液两相平衡共存，此时的蒸汽叫饱和蒸汽，其压力叫饱和蒸汽压。对同一物质，饱和蒸汽压随温度升高而增大，在p-T图上其间的关系叫汽化曲线。汽化曲线是气、液两相的分界线，曲线上各点表示气、液两相平衡共存的各个状态。沸腾沸腾是在同一温度下液体表面和内部同时进行的剧烈汽化过程，液体沸腾时需要吸热，液体沸腾时的温度叫做沸点，（在标准的大气压下，水的沸点是100℃）。每种液体仅当温度升高到一定值——达到沸点时，且要继续吸热才会沸腾。通常，液体内部和器壁上总有许多小气泡，其中的蒸汽处于饱和状态。随着温度上升，小气泡中的饱和蒸气压相应增加，气泡不断胀大。当饱和蒸气压增加到与外界压力相同时，气泡骤然胀大，在浮力作用下迅速上升到液面并放出蒸汽。这种剧烈的汽化就是沸腾。沸腾与蒸发在相变上并无根本区别。沸腾时由于吸收大量汽化热而保持液体温度不变。沸点随外界压力的增大而升高。沸腾时液体内部和器壁上的小气泡起着汽化核的作用。如果液体过于纯净，缺乏小气泡，则温度高于沸点时仍不沸腾。这种液体称为过热液体。过热液体并不稳定，稍有震动或杂质进入便立即诱发沸腾，温度降回到沸点。带电粒子通过过热液体时，会使在其轨迹附近的分子电离产生汽化核，形成一串气泡，从而显示带电粒子的径迹，增加压力会使沸点升高。2、蒸发与沸腾的异同点不同点：①蒸发只在液体表面发生的汽化现象,而沸腾是在液体表面和内部同时发生的汽化现象；②蒸发可在任何温度下进行，而沸腾在一定温度下进行；③蒸发是平和的汽化现象，而沸腾是剧烈的汽化现象。相同点：蒸发和沸腾都是汽化现象，都要吸收热量。第六节流体静力学一、密度单位体积流体的质量，称为流体的密度，以符号ρ表示，单位是kg.m-3。气体的密度随压力、温度而改变。压力不高时气体的密度可按理想气体状态方程计算：ρ=m/Vm——质量，kg；V——体积，m3。二、压力的表示方法流体垂直作用于单位面积上的力，称为压力强度，但习惯上称为压力，法定单位为Pa（帕），即N·m-2。此外还有一些习惯上使用的单位，现列出一些常见的压力单位及其换算关系。1atm(大气压)=101300Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33H2O=760mmHg压力大小常用两种不同的基准表示。一种是以绝对真空为基准，称为绝对压力，简称绝压。一种是以当地大气压为基准，通常由压力表或真空表测出，称为表压或真空度。表压或真空度与绝压的关系为表压=绝压-当地大气压真空度=当地大气压-绝压决定真空度大小有两个因素:一个是真空泵本身能达到的极限真空度和抽速，一个是整个系统的泄漏量。当压力数值用绝压或者真空度表示时，应分别注明，以免混淆。例如200kPa（绝），700mmHg（真空），未注明时即认为是表压。记录真空度或表压时，还要注明当地大气压，若没有注明，则认为是1atm，即101.3kPa。三、流体的静压力静止流体内部任一点的压力，称为该点的静压力。其特点是：①从各方向作用的某一点的静压力相等；②静压力的方向垂直于任一通过该点的作用平面；③在重力场中，同一水平面上各点的静压力相等，高度不同的水平面的静压力随位置的高低而变化。静压力随位置高低变化的公式，可通过分析流体内部的静力平衡得到。第七节流体动力学一、流量流量是指单位时间内流经封闭管道有效截面的流体量，又称瞬时流量。单位时间通过流管内某一横截面的流体的体积，称为该横截面的体积流量，简称为流量，单位是m3/s。单位时间通过流管内某一横截面的流体的质量，称为该横截面的质量流量单位是kg/s。不可压缩的流体作定常流动时，通过同一流管各截面的流量不变。二、流速流体质点在同一流通截面上各点的线速度并不相同，在管壁处为零，距离管壁愈远则流速愈大。工程上通常采用平均速度来表示流体在管路中的速度。以流量除以流通截面积所得的平均速度，简称流速，单位是m/s。以质量流量除以流通量所得到的平均速度为质量流速，单位是kg/m-2。三、黏性流体在运动状态下抵抗剪切变形速率能力的性质，称为粘滞性或简称黏性。黏性是流体的固有属性，是运动流体产生机械能损失的根源。四、质量衡算——连续性方程设流体在所示管路中做连续稳定流动，从截面1—1流入，从截面2—2流出，由质量守恒定律可知，从截面1—1流入的流体质量流量应等于从截面2—2流出的流体质量流量，即ms1=ms21212上式又可以改写为：ρ1u1A1=ρ2u2A2上式称为管内稳定流动时的连续性方程。五、机械能衡算在一流动系统中，涉及到的能量有以下几种形式：内能：是储存在流体内部的能量，主要与流体的温度有关，压力的影响一般可忽略。位能：只是因流体处于地球重力场内而具有的能量，若从基准面提升至其上垂直距离为z处所做的功，1kg流体的位能为gz。动能：这是因为流体运动而具有的能量，等于将流体从静止状态加速到流速u所做的功，1kg流体的动能是u2/2。压力能：将流体压入流动系统时需要对抗压力做功，所做的功便成为流体的压力能输入流动系统；将流体压出流动系统时也需要对抗压力做功，所做的功便成为流体从流动系统输出的压力能,1kg流体流入（出）系统所做的功为P/ρ。热：若管路上连接有加热器或冷却器，流体通过时便吸热或放热。外加功：若管路上安装了泵或鼓风机等流体输送机械，便有能量从外界输入到流动系统。反之，流体也可以通过水力机械等向外界做功而输出能量。1kg流体通过流动系统做接受的外用功用we表示上述所提及的能量可分为两类：一类是机械能，即位能、动能、压力能；另一类包括内能和热。如果撇开内能和热，只考虑机械能，对一连续性管道的两截面，存在下述机械能衡算关系：gz1+u12/2+P1/ρ+we=gz2+u22/2+P2/ρ六、阻力损失化工管路主要由两部分组成：一种是直管,另一种是弯头、三通、阀门等各种管件。无论是直管或管件都对流动有一定的阻力,消耗一定的机械能。直管造成的机械能损失称为直管阻力损失(或称沿程阻力损失)；管件造成的机械能损失称为局部阻力损失。对阻力损失作此划分是因为两种不同阻力损失起因于不同的外部条件，也为了工程计算及研究的方便,但这并不意味着两者有质的不同。此外,应注意将直管阻力损失与固体表面间的摩擦损失相区别。固体摩擦仅发生在接触的外表面,而直管阻力损失发生在流体内部,紧贴管壁的流体层与管壁之间并没有相对滑动。阻力损失表现为流体势能的降低，图表示流体在均匀直管中作定态流动,u1=u2。截面1、2之间未加入机械能,he=0。由机械能衡算式可知：由此可知,对于通常的管路，无论是直管阻力或是局部阻力,也不论是层流或湍流,阻力损失均主要表现为流体势能的降低,即。该式同时表明,只有水平管道,才能以(即p1-p2)代替以表达阻力损失。七、流量的测量对在一定通道内流动的流体的流量进行测量统称为流量计量。流量测量的流体是多样化的，如测量对象有气体、液体、混合流体；流体的温度、压力、流量均有较大的差异，要求的测量准确度也各不相同。因此，流量测量的任务就是根据测量目的，被测流体的种类、流动状态、测量场所等测量条件，研究各种相应的测量方法，并保证流量量值的正确传递。测量流量的仪器种类很多，根据流体力学可以分为两类：1、变压头的流量计：包括测速管、孔板文丘里管2、变截面的流量计：转子计第八节传热一、传热在工业中的应用工业生产中的化学反应过程，通常要求在一定的温度下进行，为此，必须适时地输入或输出热量。此外，在蒸发、蒸馏、干燥等单元操作中，也都需要按一定的速率输入或输出热量。在这种情况下，通常须尽量使其传热优良。还有另一种情况，如高温或低温下操作的设备或管道，则要求保温，以尽可能减少它们和外界的传热。至于热量的合理利用和废热的回收，对降低生产成本、保护生态环境等，都具有重要意义。二、传热的三种基本方式热的传递是由于物体内部或物体之间的温度不同而引起。根据热力学第二定律，热量总是自动地从温度较高的物体传给温度较低的物体；只有在消耗机械功的条件下，才有可能由低温物体向高温物体传热。第一种的传热方式有三种。（1）热传导热量从物体内温度较高的部分传递到温度较低的部分或者传递到与之接触的温度较低的另一物体的过程称为热传导，简称导热，这一过程，物体各部分之间不发生宏观上的相对位移。（2）对流对流是指流体各部分质点发生相对位移而引起的热量传递过程，因此对流只能发生在流体中。在工业生产中经常遇到的是流体流过固体表面时，热能由流体传到固体壁面，或者由固体壁面传入周围流体，这一过程称为对流给热，简给热。当用机械能使流体发生对流（例如搅拌或泵送流体）而传热，称为强制对流给热。当流体内存在温度的不均匀分布而形成密度的差异，也会发生对流而传热，称为自然对流给热。在强制对流给热的同时，一般也伴随有自然对流给热，只是后者的传热速率往往要小得多。（3）辐射辐射是一种以电磁波传播能量的现象。当物体因热而发出辐射能的过程称为热辐射。物体在放热时，热能变为辐射能，一电磁波的形式发射在空间传播，当遇到另一物体，则部分地或全部地被吸收，重新又转变成热能。因此辐射不仅是能量的传播，而且伴有能量形式的转化，这是热辐射区别热传导和对流的特点之一。此外，辐射能可以在真空中传播，不需要任何物质做媒介。物体虽然经常以辐射的方式传递热量，但是，通常只有在高温下辐射才成为主要的传热方式。第九节相平衡在一定的条件下，当一个多相系统中各相的性质和数量均不随时间变化时，称此系统处于相平衡。此时从宏观上看，没有物质由一相向另一相的净迁移，但从微观上看，不同相间分子转移并未停止，只是两个方向的迁移速率相同而已。一个系统可以是多组分的并含有许多相。当相与相间达到物理的和化学的平衡时，则称系统达到了相平衡。相平衡的热力学条件是各相的温度和压力相等，任一组分在各相的化学势相等。一、类型及特点化工热力学研究的两相系统的平衡，有气液平衡、气固平衡、汽液平衡、汽固平衡、液液平衡、液固平衡和固固平衡；相数多于二的系统，有气液固平衡、汽液液平衡等。系统处于相平衡状态时，各相的温度、压力都相同，它们的组成一般不相同。相平衡的研究主要是通过实验测定有关数据，并应用相平衡关联的方法，以探讨平衡时温度T、压力p和各相组成（摩尔分率x、y）之间的关系,借以判断一定条件下相变化过程的方向,并根据偏离相平衡的程度来估计过程推动力的大小。相平衡是传质分离过程和热质传递过程的理论基础之一。二、相律研究相平衡的热力学基础。对于不考虑外场（如重力场、电场、磁场等）作用及表面张力等因素影响的相平衡体系，相律的表达形式为：f=C－p+2式中f、C、p分别为系统的自由度数、独立组分数和相数。f是确定系统的平衡状态所需的独立的强度性质的数目，这些独立的强度性质可在一定的范围内任意变化而不会引起相数的改变。系统的独立组分数C可由下式确定：C=S－R－R′式中S为系统中的化学物质数目；R为系统中实际存在的独立的化学反应数目；R′为除相平衡、化学平衡和各相中ΣBxB=1的条件之外，存在于各物质浓度之间的其他限制条件。三、相图表示平衡系统的相态及相组成与系统的温度、压力、总组成等变量之间的关系的图形。相图都是根据实验测定结果而绘制的。将实验测得平衡条件下的温度、压力和各相组成的数据绘成曲线图，即为相图。如Na2CO3-H2O体系相图，以Na2CO3占的百分比和温度为坐标轴。在0℃以下为Na2CO3水溶液，0～32℃之间为Na2CO3·10H2O的水溶液，32～36℃之间为Na2CO3·7H2O的水溶液，在36℃以上，就是Na2CO3·H2O的水溶液。第十节机械分离和固体流态化物质的分离操作是将混合物中不同物理、化学等属性的物质，根据其颗粒大小、相、密度、溶解性、沸点等表现出的不同特点而将物质分开的一种操作过程。进行物质分离操作的机械设备称为分离机械。分离机械主要应用于化工、制药、轻工、石油、冶金、煤炭、染料、食品、酿造、造纸和环保部门。一、筛分根据固体颗粒大小用筛进行分离的过程称为筛分。筛分原理：筛分过程是在标准筛上进行。标准筛为包括一系列具有不同大小孔眼的筛，筛网用金属丝制成，孔类似正方形。进行筛分时，将几个筛子按筛孔从大到小的次序自上而下叠置起来，最底下置一无孔的盘——底盘。样品加于顶端的筛上，摇动或震动一定的时间。通过筛孔的物料称为筛过物，未能通过的称为筛留物。若得知一种颗粒能通过某一号筛而截留于相邻的另一号孔眼较小的筛上，则此颗粒的直径便可视为等于次两号筛孔宽度的算术平均值，于是可以测出粒径或粒度。二、沉降分离利用非均相混合物在重力场或离心力场中，其中各个不同成分所受到的重力或离心力不同，从而将各个不同成分加以分离的方法称为沉降分离。按混合物所处的立场，可分重力沉降分离和离心沉降分离。离心沉降原理：为使颗粒从气体或液体中分离，利用离心力比利用重力要有效得多。颗粒所受的离心力由旋转而产生，转速愈大，离心力愈大；颗粒所受重力却是固定的，不能提高。因此，利用离心力作用的分离设备不仅可以分离比较小的颗粒，设备的体积亦可缩小。三、过滤过滤是利用多孔介质（称为过滤介质），使液体通过而截留固体颗粒，从而使悬浮液中的固、液得到分离的过程。原始的悬浮液称为虑浆，通过多孔介质的液体称为滤液，被截留住的固体颗粒堆积层称为滤渣或滤饼。驱使液体通过过滤介质的推动力，有重力、压力、离心力。工业上的过滤方法主要有以下两种：1.深层过滤颗粒尺寸比介质的孔道直径小得多，但孔道弯曲细长，颗粒进入之后很容易被截住，更由于流体通过时所引起的挤压与冲撞作用，颗粒紧附在孔道的壁面上。这种过滤是在过滤介质内部进行的，介质表面无滤饼形成。2.滤饼过滤颗粒的尺寸大多数比过滤介质的孔道大，固体物积聚于介质表面，形成滤饼。过滤开始时，很小的颗粒也会进入介质的孔道内，其情况与深层过滤相同，部分特别小的颗粒还会通过介质的孔道不被截留，使滤液仍显浑浊。在滤饼形成之后，它便成为对其后的颗粒起主要截留作用的介质，滤液因此变清。过滤阻力将随滤饼的加厚而渐增，滤液滤出的速率亦渐减，故滤饼积聚到一定厚度后，要将其从介质表面上除去。工业上使用的过滤介质应具有以下特性1.多孔性使液体通过时阻力小，但为了截留住固体颗粒，孔道又不宜过大。2.耐腐蚀性、耐热性以适应各种性质的悬浮液。3.有足够的机械强度过滤时要承受一定的压力，且操作中拆装、移动频繁，故应具有这一特性。四、离心分离利用离心力分离非均相混合物的方法称为离心分离。离心机的主要部件是一个载着物料、高速旋转的转鼓。利用高速旋转的转鼓所产生的离心力，可将悬浮液中的固体微粒沉降或过滤除去。或使乳浊液中两种密度不同的液体分离。离心分离可以分离出用一般沉降或过滤方法不能分离的液体混合物或气体混合物，而且其分离速率也较大。五、固体流态化流态化是一种使固体颗粒层通过与运动的流体接触而具有流体某些表观特性的过程。由于流态化了的颗粒表面能全部暴露于湍动剧烈的流体中，从而强化了传热、传质和化学反应。1.基本概念如果流体自下而上地流过颗粒层，根据流速的不同，会出现下述三种不同情况。（1）固定床阶段如果流体通过颗粒床层的表观速度较低，颗粒空隙中流体的真实速度小于颗粒的沉降速度，则颗粒保持静止不动，颗粒层称为固定床。（2）流化床阶段当流体的表观速度加大到某一数值时，真实速度比颗粒的沉降速度稍大，此时床层内较小的颗粒将松动或“浮起”，颗粒床层高度也有明显增大。但随着床层膨胀，床内孔隙率增大，真实速度又会随着空隙率的增大而减小，直到减至沉降速度为止，此时颗粒悬浮于流体中，床层有一个明显的上界面，这种床层称为流化床。2.流化床中不正常现象（1）腾涌如果床层高度与直径的比值大、气速又高时，气泡就容易相互聚合成大气泡，当气泡直径大到于床径相等时，就将床层分隔成几段，床内颗粒群以活塞推进的方式向上运动，在达到上部后气泡破裂，颗粒又重新回落，这即是腾涌，亦称节涌。腾涌使气固之间的接触状况恶化，加剧颗粒的磨损与带出，使床层受到冲击、发生震动，甚至损坏内部构件。（2）沟流在大直径床层中，由于颗粒堆积不匀或气体初始分布不良，可在床内局部地方形成沟流。此时，大量气体经过局部地区的通道上升，而床层的其余部分仍处于固定床状态（死床）。显然，当发生沟流现象时，气体不能与全部颗粒良好接触，将使工艺过程严重恶化。3.流化床的主要特征（1）类似流体的特征当容器倾斜时，床层上表面将保持水平；两床相通时，它们的床面将自行调至同一水平面；床层中任意两点压差可以用液柱压差计测量；流化床层也像液体一样既有流动性。（2）几乎恒定的压力损失床层一旦流化，全部颗粒处于悬浮状态，则整个床层受力平衡。第十一节用电常识一、直流电和交流电的定义直流电：是指方向和时间不作周期性变化的电流，但电流大小可能不固定，而产生波形。又称恒定电流。所通过的电路称直流电路，是由直流电源和电阻构成的闭合导电回路。交流电：是指大小和方向都发生周期性变化的电流，因为周期电流在一个周期内的运行平均值为零，称为交变电流或简称交流电。二、安全用电与预防措施1. 思想重视自觉提高安全用电意识和觉悟，坚持“安全第一，预防为主”的思想，确保生命和财产安全，从内心真正的重视安全，促进安全生产。2. 不私自拉线与违章使用电器不能私拉私接电线、不能在电线上或其它电器设备上悬挂衣物和杂物、不能私自加装使用大功率或不符合国家安全标准的电器设备，如有需要，应向有关部门提出申请，由专业电工进行安装。3. 不能私拆灯具、开关、插座等电器设备，不要使用灯具烘烤衣物或挪作其它用途；当漏电保护器（俗称漏电开关）出现跳闸现象时，不能私自重新合闸。——由专业人员定期检查及维修电器、电闸及插座4. 确保电器设备良好散热（如电视机、电热开水器、电脑、音响等），不能在其周围堆放易燃易爆物品及杂物、防止因散热不良而损坏设备或引起火灾。5. 带有机械传动的电器、电气设备、必须装护盖、防护罩或防护栅栏进行保护才能使用，不能将手或身体进入运行中的设备机械传动位置，对设备进行清洁时，须确保切断电源、机械停止工作并确保安全的情况下才能进行，防止发生人身伤亡事故。6.湿手或赤脚不要接触开关、插座、插头和各种电源接口，不要用湿布抹照明用具和电器设备。7.移动电器设备时，必须切断电源。8.发现电器设备冒烟或闻到异味（焦味）时，要迅速切断电源，通知电工检查和维修，避免扩大故障范围和发生触电事故。9.发现电线破损要及时更换或用绝缘胶布扎好，严禁用普通医用胶布或其他胶带包扎。10.电气设备的安装、维修应由持证电工负责。11.操作者应十分熟悉设备的总闸和所操作设备的性能。12.操作者在电工维修设备的时侯，不能擅自离开，要进行监护，等待维修完毕后的试车。13.未经有关部门的许可不能擅自进入电房或电气施工现场。14.对规定使用接地的用电器具金属外壳做好接地保护或加装漏电保护器，不要忘记用三线插座、插头和安装接地线。15.珍惜电力资源，养成安全用电和节约用电的良好习惯，当要长时间离开或不使用时，要确定切断电源（特别是电热电器）的情况下才能离开。三、触电急救1.脱离电源：立即拉下电源开关或拔掉电源插头，若无法及时找到或断开电源，可用干燥的竹竿、木棒等绝缘物挑开电线。（1）切勿用手触及带电者；（2）切勿用潮湿的物件搬动电者；（3）切勿用潮湿的工具或金属物拨开电线。2.检查及现场抢救（1）将触电者移到通风干燥处，解开紧身衣服；（2）检查触电者的口腔，清理口腔的粘液，如有假牙，则取下；（3）就地抢救，如呼吸停止，采用口对口人工呼吸抢救，若心脏停止跳动或不规则颤动，可进行人工胸外挤压法抢救，不能无故中断。3.转送医疗机构 （1）打电话呼叫救护车；（2）自己车送医院时，触电者应平躺与车上，不要蜷曲；（3）尽快送往医院，途中应继续抢救。四、电器火灾处理1.立即切断电源，查看有无触电人员，实施抢救；2.用灭火器或车间备用灭火砂将火扑灭；3.无法切断电源时，应用不导电的灭火剂灭火，不要要水及泡沫灭火剂，推荐使用CO2灭火器；4.迅速拨打110或119报警电话。警告：1.电源未切断时，切勿把水浇到电气用具或开关上；2.如果电气用具或插头仍在着火，切勿用手碰及电气用具的开关；3.发现电线段落在地上，不要用手直接去捡。第十二节环境保护能源是人类活动的物质基础，是经济发展的最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础。构建社会主义和谐社会，是党中央从贯彻落实“以人为本”的科学发展观、全面建设小康社会的全局出发而提出的一项重大任务，安全发展则是建设和谐社会的重要方面。目前我国的主要化工环境污染主要是有以下各类：1.二氧化硫2.氮氧化物3粒子状污染物4.酸雨5.一氧化碳6.氟化物7.铅极其化合物。一、分析原因：1.技术水平科技是第一生产力，科技的进步促进了社会经济的发展，提高了人类生活水平，然而，社会经济发展和技术进步的历史也表明,在一定的技术水平和体制条件下,技术对人类的作用是双重的:一方面,使人类更适合自身目的和需要,另一面对生态环境产生重大影响,这反过来抵消人类自身努力的作用。2.群众素质保护环境，需要全人类的共同参与，而公众环境意识的提高，对于可持续发展的实现具有重要的现实意义，不同地区、不同群体的环境意识都是有所差别的，一般来说，生活于发达地区的群众要比落后地区的环保意识强烈，在一些偏远的地区，环境意识淡薄，人们为了获得更高的经济效益而忽略了对生态环境的损害，而在一些较为发达的地区，有些人即使明知自己的行为会对环境造成破坏，由于利益的趋势，仍旧继续实施，这些都给生态环境造成了危害。3．环保力度工业化发展过程中，对生态环境的保护很大程度上要依赖政府的参与，但是在一些基层单位，环境保护工作并未受到重视。二、解决方案：1.发展循环经济，提高资源利用率为节约资源，保护环境，工业化进程中应走资源消耗低，环境污染少的新型工业化道路，而循环经济则是走新型工业化道路的重要模式。循环经济是通过物质的循环利用来提高资源利用效率，减少废弃物的排放，从而实现资源化，减量化，再生化，达到解决资源过度利用造成的短缺以及减少环境污染的目的。2.严格准入条件，依靠科技进步，促进产业优化升级在工业化迅速发展过程中，应进行合理的规划和充分的考察，承接的发达地区转移过来的产业要进行谨慎的选择，在充分发挥本地资源，劳动力等优势的同时，还应考虑到其对资源环境的影响，减少对生态环境造成的损坏。3.依靠政府宏观调控，促进工业化城镇化进程，保障环境质量由于环境资源的公共性，很难使企业将其成本内部化，而上述措施要得以顺利实施，也要依靠政府的政策支持。因此，在工业化进程中，若想保证生态环境转变良好或者不再继续恶化，政府必须发挥其宏观调控作用，保障经济与环境的协调发展。第十三节质量检测一、酸碱指示剂的显色现象酸碱指示剂指的是用于酸碱滴定的指示剂，常用的酸碱指示剂有紫色石蕊试剂、酚酞、甲基橙和甲基红，它们分别的显色范围和显色现象如下表：常用酸碱指示剂显色范围和显色现象指示剂名称原始颜色PH范围酸色中性色碱色紫色石蕊紫色5.0～8.0红色紫色蓝色酚酞无色8.2～10.0无色浅红红色甲基橙橙色3.1～4.4红色橙色黄色甲基红红色4.4～6.2红色橙色黄色二、分析方法1、用准确浓度的盐酸滴定混合液，酚酞做指示剂，酚酞变为微红时，碳酸钠反应刚好生成碳酸氢钠。根据盐酸用量可以算的碳酸钠的量。2、在反应液中再加入甲基橙指示剂，继续用盐酸滴定，甲基橙变色时，混合物中的碳酸氢钠和生成的碳酸氢钠完全反应，根据盐酸用量，可算得原混合物中的碳酸氢钠的量。第二章纯碱生产方法简介第一节路布兰法制碱一、路布兰法制碱的简介17世纪末18世纪初法国王室药剂师路布兰(Le’Blanc)发明的。以食盐为原料，经与硫酸加热处理而得到芒硝(Na2SO4)及盐酸。芒硝再与石灰石、煤粉混合均匀，加入反射炉内熔炼。熔块经冷却、破碎，用水浸渍获黑液，析出十水碳酸钠结晶，经煅烧得纯碱产品。残液再通入二氧化碳窑气)进行碳酸化，得碳酸钙和硫化氢。碳酸钙可以循环再用，硫化氢可以制造硫酸。路布兰法的出现大大推动了初期化学工业的建立和发展。二、主要化学反应用食盐和硫酸反应生成硫酸钠，2NaCl＋H2SO4==Na2SO4＋2HCl然后用焦炭还原硫酸钠制取硫化钠，Na2SO4＋4C==Na2S＋4CO↑最后利用硫化钠与石灰石反应生产出碳酸钠。Na2S＋Ca2CO3==Na2CO3＋CaS三、缺点路布兰法需要高温，设备腐蚀严重，生产工序复杂，产量不高，碳酸钠的纯度也差。第二节氨碱法一、氨碱法的简介氨碱法使生产实现了连续性生产，食盐的利用率得到提高，产品质量纯净，因而被称为纯碱，但最大的优点还在于成本低廉。1867年索尔维设厂制造的产品在巴黎世界博览会上获得铜制奖章，此法被正式命名为索尔维法。此时，纯碱的价格大大下降。消息传到英国，正在从事路布兰法制碱的英国哈琴森公司取得了两年独占索尔维法的权利。1873年哈琴森公司改组为卜内门公司，建立了大规模生产纯碱的工厂，后来，法、德、美等国相继建厂。这些国家发起组织索尔维公会，设计图纸只向会员国公开，对外绝对保守秘密。凡有改良或新发现，会员国之间彼此通气，并相约不申请专利，以防泄露。除了技术之外，营业也有限制，他们采取分区售货的办法，例如中国市场由英国卜内门公司独占。由于如此严密的组织方式，凡是不得索尔维公会特许权者，根本无从问津氨碱法生产详情。多少年来，许多国家要想探索索尔维法奥秘的厂商，无不以失败而告终。后来被更为先进的侯氏制碱法取代。二、主要化学反应比利时人索尔维（ErnestSOlvay,1832-1922）以食盐、氨、二氧化碳为原料，制得了碳酸钠，是为氨碱法（ammOmiasOdaprOcess）。反应分三步进行：NH3+CO2+H2O==NH4HCO3NH4HCO3+NaCl==NaHCO3+NH4Cl2NaHCO3==Na2CO3+CO2+H2O反应生成的CO2可以回收再用，而NH4Cl又可以与生石灰反应，产生NH3，重新作为原料使用：2NH4Cl+CaO==2NH3+CaCl2+H2O第三节侯氏制碱法一、侯氏制碱法（联合制碱法）的简介侯氏制碱法原理，是依据离子反应发生的原理进行的，离子反应会向着离子浓度减小的方向进行。也就是很多初中高中教材所说的复分解反应应有沉淀，气体和难电离的物质生成。要制纯碱，先制得溶解度较小的NaHCO3。再利用碳酸氢钠不稳定性分解得到纯碱。要制得碳酸氢钠就要有大量钠离子和碳酸氢根离子，所以就在饱和食盐水中通入氨气，形成饱和氨盐水，再向其中通入二氧化碳，在溶液中就有了大量的钠离子，铵根离子，氯离子和碳酸氢根离子，这其中NaHCO3溶解度最小，所以析出，其余产品处理后可作肥料或循环使用。二、主要化学反应其化学方程式可以归纳为以下三步反应：(1)NH3+H2O+CO2=NH4HCO3(首先通入氨气，然后再通入二氧化碳）(2)NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓（NaHCO3溶解度最小，所以析出。）(3)2NaHCO3＝Na2CO3＋CO2＋H2O(NaHCO3热稳定性很差，受热容易分解）且利用NH4Cl的溶解度,可以在低温状态下向(2)中的溶液加入NaCl,则NH4Cl析出,得到化肥,提高了NaCl的利用率。三、依据NH4Cl在常温时的溶解度比NaCl大，而在低温下却比NaCl溶解度小的原理，在278K～283K(5℃～10℃)时，向母液中加入食盐细粉，而使NH4Cl单独结晶析出供做氮肥。四、优点侯氏制碱法与索维尔相比，具有以下优点：1、最大的优点是使食盐的利用率提高到96％以上。2、它综合利用了氨厂的二氧化碳和碱厂的氯离子，同时，生产出两种可贵的产品——纯碱和氯化铵。将氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，这样就节省了碱厂里用于制取二氧化碳的庞大的石灰窑；将碱厂的无用的成分氯离子（Cl－）来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵。从而不再生成没有多大用处，又难于处理的氯化钙，减少了对环境的污染，并且大大降低了纯碱和氮肥的成本，充分体现了大规模联合生产的优越性。第四节天然碱制取及加工一、湿分解一步法当卤水中含Na2SO4较少时，将含有的Na2CO3、NaHCO3的溶液用湿分解法将95%NaHCO3转为Na2CO3，然后对碳酸钠水溶液进行蒸发便可制取一水碱，再经煅烧制成一水碳酸钠（二期）。其化学反应式为：NaHCO3=Na2CO3+CO2↑+H2O二、倍半碱生产法将含有Na2HCO3的水溶液直接进行蒸发，得到Na2HCO3·10H2O，经煅烧将Na2HCO3加热分解成Na2CO3制成轻灰，然