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《无机化工工艺学》为国家*普通高等教育“九五”*重点教材，系原教材修订第三版。本次修订为适应拓宽专业、加强基础、培养高素质、有创新能力的优秀化工人才。在内容上力反映世界先进水平，补充了新工艺、新设备和技术上新进展。本教材第三版包括三个分册；上册合成氨、尿素、硝酸、硝酸铵；中册硫酸、磷肥、钾肥；下册纯碱、烧碱、本书为下册。本书内容包括纯碱和烧碱两部分，分别介绍制造纯碱和烧碱的基本原理。工艺计算、主要生产方法、工艺流程及主要设备。纯碱部分介绍了氨碱法、联合制碱法、天然碱加工及其它制碱方法。烧碱部分介绍苛化法和电解法制烧碱（包括隔膜法、水银法、离子交换膜法）以及氯气、氢气、液氯、氯化氮、盐酸的制造。本教材作为化工类高等院校化学工程与工程专业本科生选修课教材，也可供化工等工业部门的工程技术人员及教师参考。

篇纯碱

章绪论1

11碱类产品的性质和用途1

12纯碱工业发展简史3

13我国制碱工业的今昔及展望4

参考文献5

第二章氨碱法生产纯碱6

21氨碱法的主要过程6

22石灰石的煅烧和石灰乳、二氧化碳的制备8

221石灰石的煅烧8

222窑气的精制11

223石灰乳的制备11

23盐水的制备与精制12

231盐水制备12

232钙镁离子的除去13

233盐水除硝16

24盐水吸氨17

25氨盐水的碳酸化18

251Na+,NH+4∥HCO-3,Cl-,H2O体系相图19

252碳酸化过程条件的分析23

253氨盐水的碳酸化动力学26

254NaHCO3的结晶动力学28

255碳酸化工艺流程30

256碳酸化的工艺条件31

257碳酸化塔内各种参数的变化情况33

258碳酸化塔的倒换与清洗35

259硫化物在碳酸化过程中的作用和变化36

2510碳酸化塔的构造37

26重碱的过滤39

261转鼓真空过滤机40

262离心机42

27重碱的煅烧42

271煅烧原理42

272煅烧工艺流程43

273煅烧炉44

274煅烧炉的物料衡算和热衡算以及降低能耗途径46

275凉碱及其装置47

276重质纯碱的制造47

28重碱湿分解48

281Ｎａ２ＣＯ３ＮａＨＣＯ３Ｈ２Ｏ体系的气液平衡49

282Ｎａ２ＣＯ３ＮａＨＣＯ３Ｈ２Ｏ体系的液固平衡49

283重碱湿分解的工艺流程51

29氨的回收52

291蒸氨过程的汽液平衡53

292蒸氨流程与设备55

293蒸氨工艺条件56

294蒸馏塔的热衡算及降低能耗途径58

295蒸馏塔结疤原因及除疤方法58

296蒸馏废液废渣的处理60

参考文献61

第三章联合法制纯碱63

31联合法制碱的相图分析63

311联碱相图63

312原则性流程65

313制碱过程的生产条件69

314氯化铵结晶的条件70

32联合法工艺流程71

33联合法的运作要点73

331循环系统的水平衡73

332钙镁杂质对联合法生产的影响74

34联合制碱法的设备75

35原盐的洗涤77

36用变换气碳酸化制碱78

37氨碱法与联合法的比较79

38氯化铵的肥效79

39热法生产氯化铵80

391生产原理80

392生产流程及生产条件81

参考文献83

第四章天然碱加工与其它制碱方法84

41天然碱的分布及其成因84

411中国天然碱湖84

412中国地下天然碱矿85

42天然碱的开采85

421旱采85

422溶采86

43天然碱用倍半碱法生产纯碱88

44天然碱用一水碱法生产纯碱89

45纯碱和天然碱重碳酸化法生产小苏打90

46天然碱苛化法制烧碱97

461原理及工艺97

462天然碱苛化制烧碱的流程98

47其它制碱方法99

471路布兰法和改良路布兰法制碱99

472芒硝湿法制纯碱及硫酸铵101

473霞石制碱、钾碱及铝氧102

参考文献103

第二篇烧碱

章绪论105

1.1烧碱、氯气和氢气的性质105

1.1.1烧碱105

1.1.2氯气106

1.1.3氢气106

1.2氯碱工业发展简史106

1.2.1苛化法生产烧碱106

1.2.2电解法及发展概况107

1.3氯碱工业的特点108

1.4我国氯碱工业发展概况108

第二章电解法制碱的原理110

2.1电解过程110

2.1.1法拉第定律110

2.1.2法拉第第二定律110

2.1.3电流效率111

2.2槽电压111

2.2.1理论分解电压（V理）111

2.2.2过电位（V过）113

2.2.3电解质溶液中的电压降（ΔV液）114

2.2.4电解槽电路电压降(V液)114

2.2.5电能效率115

2.3电极反应与副反应115

2.3.1电极反应115

2.3.2电极副反应116

第三章电解制烧碱技术118

3.1隔膜法电解118

3.1.1隔膜法制烧碱原理118

3.1.2电极和隔膜材料119

3.1.3隔膜电解槽的结构121

3.1.4隔膜法电解工艺流程，操作条件及主要技术经济指标123

3.2水银法电解126

3.2.1电解室中的反应127

3.2.2解汞室中的反应127

3.2.3水银电解槽的结构128

3.2.4水银电解法工艺流程及操作条件129

3.3离子交换膜法电解130

3.3.1离子膜法制碱原理130

3.3.2离子交换膜的性能和种类131

3.3.3离子膜电解槽的型式132

3.3.4离子膜法电解工艺流程及操作条件136

3.3.5三种氯碱生产电解方法的比较138

第四章氯碱生产过程及工艺流程140

4.1盐水制备与精制140

4.1.1工业原盐的质量要求140

4.1.2盐水的精制140

4.2电解碱液的蒸发142

4.2.1电解液蒸发的目的142

4.2.2蒸发工艺流程143

4.3固体烧碱生产145

4.3.1间歇法锅式熬制固碱145

4.3.2连续法膜式蒸发制固碱145

4.4氯气、氢气的处理147

4.4.1氯气处理147

4.4.2氢气处理148

4.5液氯生产149

4.5.1氯气的液化方法149

4.5.2液化效率149

4.5.3工艺流程149

4.6氯化氢和盐酸的制造150

4.6.1工艺原理150

4.6.2工艺流程152

4.7氯碱生产安全154

参考文献155

无

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前言

本书、二版四个分册分别于1980年、1989年由化学工业出版社出版以来，受到广大读者好评，版获1987年化学工业部高等学校优秀教材奖，第二版获1998年部级化工优秀教材一等奖。各分册连续多次共印刷２９万多册。

无机化学工业是与国民经济建设密切相关的重要行业，随着新世纪的来临，为跟上科学的发展和教学改革的需要，要求修订编写第三版新教材。本教材经国家*批准为普通高等教育“九五”重点教材。本次修订在教材内容上力求反映世界先进水平以及新工艺、新设备、新进展。同时，对我国在该领域的科技成果有所反映。

全书由原来四个分册调整为三个分册：上册合成氨、尿素、硝酸、硝酸铵；中册硫酸、磷肥、钾肥；下册纯碱、烧碱。

全书由大连理工大学陈五平主编，天津大学张鎏主审(并担任上册合成氨审稿)。各篇、章的执笔人和审稿人如下。

各篇执笔人：陈五平修订上册合成氨篇(绪论，原料气制取和终净化，氨的合成，生产综述)以及上册硝酸铵；方文骥修订上册合成氨篇(固体燃料气化，原料气脱硫)以及上册硝酸；俞裕国修订上册合成氨篇(原料气脱碳)；袁一修订上册尿素；孙彦平、刘世斌修订中册硫酸；张允湘修订中册磷肥；吕秉玲修订中册钾肥，下册纯碱；钟本和修订下册烧碱。

各分册审稿人：上海化工研究院研究员沈华民审尿素，原化工部设计院教授级高工于秋蓉审硝酸，大连化学工业公司教授级高工程义镜审直接合成浓硝酸和硝酸铵，南京化学工业公司设计院教授级高工汤桂华审硫酸，郑州工业大学教授许秀成审磷肥，中国科学院盐湖研究所研究员宋彭生审钾肥，原化工部设计院教授级高工王楚审纯碱，中国化工信息中心教授级高工吕彦杰审烧碱。

为了适应拓宽专业、加强基础，培养素质高，有创新能力的优秀化工人才，本书作为化学工程及工艺专业的选修课教材，因此存在学时少、教材内容多的矛盾，建议富有经验的任课教师，根据自己的教学实践，妥善利用本教材安排授课和学生自学。本书也可供科研、设计、生产管理及有关部门的科技人员参考。

在本书修订过程中得到原化工部人事教育司的大力支持，在书稿完成之后，各位审稿人精心审阅，提出了许多中肯的修改意见和建议，有力地提高了书稿质量，编者深表感谢。此外，也得到许多友人各方面的帮助。特此一并致谢。

限于水平，本书仍会有不妥之处，欢迎读者指正。

编者2000年10月

书籍介绍

《无机化工工艺学》为国家教育部普通高等教育“九五”国家级重点教材，系原教材修订第三版。

本次修订为适应拓宽专业、加强基础、培养高素质、有创新能力的优秀化工人才。在内容上力反映世界先进水平，补充了新工艺、新设备和技术上新进展。

本教材第三版包括三个分册；上册合成氨、尿素、硝酸、硝酸铵；中册硫酸、磷肥、钾肥；下册纯碱、烧碱、本书为下册。

本书内容包括纯碱和烧碱两部分，分别介绍制造纯碱和烧碱的基本原理。工艺计算、主要生产方法、工艺流程及主要设备。纯碱部分介绍了氨碱法、联合制碱法、天然碱加工及其它制碱方法。烧碱部分介绍苛化法和电解法制烧碱（包括隔膜法、水银法、离子交换膜法）以及氯气、氢气、液氯、氯化氮、盐酸的制造。

本教材作为化工类高等院校化学工程与工程专业本科生选修课教材，也可供化工等工业部门的工程技术人员及教师参考。