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2024-10-28
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侯氏制碱法
侯氏制碱法又称联合制碱法。氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来,同时生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。原料是食盐、氨和二氧化碳-合成氨厂用水煤气制取氨气时的废气。
发明原理

HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/98102.htm"\t"http://baike.baidu.com/view/_blank"氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/117884.htm"\t"http://baike.baidu.com/view/_blank"碳酸氢铵,这是第一步。第二步是:HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/117884.htm"\t"http://baike.baidu.com/view/_blank"碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/149389.htm"\t"http://baike.baidu.com/view/_blank"氯化铵和HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/151507.htm"\t"http://baike.baidu.com/view/_blank"碳酸氢钠沉淀。根据NH4Cl在常温时的HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/22899.htm"\t"http://baike.baidu.com/view/_blank"溶解度比NaCl大,而在低温下却比NaClHYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/22899.htm"\t"http://baike.baidu.com/view/_blank"溶解度小的原理,在278K~283K(5℃~10℃)时,向HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/1102429.htm"\t"http://baike.baidu.com/view/_blank"母液中加入食盐细粉,而使NH4Cl单独结晶析出供做HYPERLINK"http://baike.baidu.com/view/536764.htm"\t"http://baike.baidu.com/view/_blank"氮肥。
化学原理
总反应方程式:
NaCl+CO2+NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl(可作氮肥)
2NaHCO3=加热=Na2CO3+H2O+CO2↑(CO2循环使用)
(在反应中NaHCO3沉淀,所以这里有沉淀符号,这也正是这个方法的便捷之处)
即:①NaCl(饱和溶液)+NH3(先加)+H2O(溶液中)+CO2(后加)=NH4Cl+NaHCO3↓(NaHCO3能溶于水,但是侯氏制碱法向饱和碳酸钠溶液中通入氨气,由于碳酸钠溶液饱和,生成的碳酸氢钠溶解度小于碳酸钠,所以碳酸氢钠以沉淀析出)
(先添加NH3而不是CO2:CO2在NaCl中的溶解度很小,先通入NH3使食盐水显碱性,能够吸收大量CO2气体,产生高浓度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶体。)
②2NaHCO3(加热)=Na2CO3+H2O+CO2↑
优点
保留了氨碱法的优点,消除了它的缺点,使食盐的利用率提高到96%;NH4Cl可做氮肥;可与合成氨厂联合,使合成氨的原料气CO转化成CO2,革除了CaCO3制CO2这一工序,减少可能造成的环境污染。
注:纯碱就是碳酸钠(Na2CO3)
在制碱过程中向滤出NaHCO3晶体后的NH4Cl溶液中加熟石灰以回收氨,使之循环使用:
2NH4Cl+Ca(OH)2(加热)=CaCl2+2NH3↑+2H2O
不足之处
侯氏联合制碱法也存在不足。较氨碱法而言,它的用氨量较大,在有些情况下不适用。

二、氨碱法
(索尔维制碱法)
他以食盐(氯化钠)、石灰石(经煅烧生成生石灰和二氧化碳)、氨气为原料来制取纯碱。先使氨气通入饱和食盐水中而成氨盐水,再通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠沉淀和氯化铵溶液。其化学反应原理是:NaCl+NH3+H2O+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl
将经过滤、洗涤得到的NaHCO3微小晶体,再加热煅烧制得纯碱产品。2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑放出的二氧化碳气体可回收循环使用。含有氯化铵的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热,所放出的氨气可回收循环使用。CaO+H2O=Ca(OH)2,2NH4Cl+Ca(OH)2=CaCl2+2NH3↑+2H2O其工业生产的简单流程如图所示。
反应分三步进行:
NH3+CO2+H2O===NH4HC
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