一.硫酸
1.制取二氧化硫（沸腾炉）
燃烧硫或高温处理黄铁矿，制取二氧化硫
S+O2═点燃═SO2
4FeS2+11O2═高温═8SO2+2Fe2O3
2.接触氧化为三氧化硫（接触室）
2SO2+O2═2SO3（用五氧化二钒做催化剂该反应为可逆反应）
3.用98.3%硫酸吸收
SO3+H2SO4═H2S2O7（焦硫酸）
4.加水（吸收塔）
H2S2O7+H2O═2H2SO4
主要方程式4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2
2SO2+O2=2SO3
SO3+H2O=H2SO4
环境污染so2的废气排放导致酸雨
注意事项：在接触氧化阶段，SO2在一定温度（400～500℃）和催化剂存在的条件下，被空气中的O2氧化为SO3。由于在常压下SO2转化为
SO3的转化率已经很高，而且催化剂要求较高的反应温度，所
以一般不采用高压、低温的反应条件。
在三氧化硫的吸收阶段，反应的本质是SO3与H2O化合生成
H2SO4。但由于用H2O吸收SO3会形成不利于吸收的酸雾，
所以工业上用98.3％的硫酸来吸收SO3，然后再稀释成所需浓
度的硫酸。
在制硫酸是，矿石需要粉碎：空气足量：沸腾炉出来的SO2需
经过除尘、洗涤、干燥等：接触式在工作过程中，利用热交换
器原理。
尾气处理：一般采用氨水吸收法。
二.硝酸
原理主要方程式
氨氧化法制硝酸,
工业制法原料:NH3 ,水,空气.
主要反应为：4NH3 + 5O2 =催化剂+强热= 4NO + 6H2O [氧化炉中]；反应条件：800度高温，催化剂铂铑合金作用下）
2NO + O2 = 2NO2 [冷却器中]；
3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO [吸收塔]；
4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3 [吸收塔]。
三盐酸
原理主要方程
工业上生产盐酸的主要方法是使氯气跟氢气直接化合，
然后用水吸收生成的氯化氢气体。氯化氢是在合成塔里合成的。
H2+Cl2=2HCl（反应条件：点燃）
然后用水吸收
在合成塔内完成
环境污染
在氯气和氢气的反应过程中，有毒的氯气被过量的氢气所包围，使氯气得到充分反应，防止了对空气的污染。在生产上，往往采取使另一种原料过量的方法使有害的、价格较昂贵的原料充分反应
四纯碱制法
原理主要方程式
侯氏制碱法又名联合制碱法
（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3
（2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓
（3）2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑
即：①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓
②2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2
五烧碱制法
原理主要方程式
（1）过滤海水
（2）加入过量氢氧化钠，去除钙、镁离子，过滤
Ca2++2OH-==== Ca(OH)2↓（Ca(OH)2微溶，可出现浑浊现象）
Mg2++2OH-==== Mg(OH)2↓
（3）利用反渗透膜法生产技术出去盐水中的SO4 2-
（4）加入过量碳酸钠，去除钙离子、过量钡离子，过滤
Ca2++ CO32-==== CaCO3↓
Ba2++ CO32-==== BaCO3↓
（5）加入适量盐酸，去除过量碳酸根离子
2H+ +CO32-==== CO2↑ + H2O
（6）加热驱除二氧化碳
（7）送入离子交换塔，进一步去除钙、镁离子
（8）电解
2NaCl + 2H2O ==电解== H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH
高三化学—— 化工生产专题 松江区教师进修学院附属立达中学夏登峰 [教学背景] 【教学内容】“化工生产”是高三化学教材第五章非金属元素的最后一节内容，包括氯碱工业、联合制碱工业等。 【意义】化工生产与理论实际关系密切，教材安排非金属元素及其化合物、氧化还原反应、离子互换反应、动态平衡等化学原理、理论等内容之后学习化工生产，学生已有一定的知识储备，对所学知识起到一定的指导作用。学习化工生产为学生后续学习金属及其冶炼打下了基础，同时巩固了已有知识。 【课标要求】对于氯碱工业和联合制碱工业的教学，应注意对原理以及生产流程的设计、比较、改进等相关资源进行充分挖掘和展示，提高学生的感性认识和理论联系实际的能力，激发学生的兴趣和求知欲，落实情感态度和价值观的教育。注意从生产流程的角度引导学生认识化学理论与生产实际的关系，发挥理论的指导作用。引导学生用对比的方法，运用化工生产的基本原理分析索氏制碱法和候氏制碱法异同、氯碱工业的改进，根据实际生产进行相关的计算通过思考、互动，从中理解物料平衡、能源充分利用、绿色化学等思想，感受化学原理应用于实际化工生产的方法和科学技术的发展。 一．[教学目标] 知识与技能 1、氯碱工业原理（B） 2、索氏制碱法原理(A) 3、候氏制碱法和简单流程，并与索氏制碱法作对比(B) 4、化工生产的一些基本原理(充分利用原料、充分利用能量和保护环境)(A) 过程与方法 1、用对比的方法，分析索氏制碱法和候氏制碱法，感受化学原理应用于实际化工生产的方法；产生学习兴趣，懂得化学和生活改善、生产发展、社会进步的关系（A） 2、从电解池的改进中了解技术改革的基本思路，探讨氯碱工业发展的前景（A） 2、通过预习、查找资料等培养自学能力和批评精神（A） 情感态度价值观 1、体验化学工业发展和社会物质文明提高的关系，树立“绿色化学”思想，增强民族自豪感（A） 2、用“充分利用原料、充分利用能量和保护环境”原理分析化工生产优点和缺点，形成合理利用资源、保护环境，确立可持续发展的观念，增强社会责任感（A） 教学重点和难点 重点：氯碱工业原理、候氏制碱法原理 难点：①食盐水的精制、电解槽中离子隔膜的作用、②候氏制碱法生产流程及优点
侯氏联合制碱法 氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是第一步。第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀。根据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。 化学原理 总反应方程式： NaCl + CO2 +NH3+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl（可作氮肥） 2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用）(以加热作为反应条件) (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氯化钠溶液中通入氨气，由于氯化钠溶液饱和，生成的碳酸氢钠溶解度小于氯化钠，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(用无色酚酞溶液检验)，能够吸收大量CO2气体，产生高浓度的HCO3-,才能析出NaHCO3晶体。） 2NaHCO3（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(氮肥不可与碱性物质混用，但可用草木灰检验其纯度)[2]；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。 两个循环： 一：2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑（CO2循环使用）(以加热作为反应条件) 二：向母液中加入食盐细粉，从而使NH4Cl 单独结晶析出供做氮肥。 第二个循环的具体操作： ①通入氨气，冷却后，加入NaCl，使得NH4Cl沉淀。过滤后，得到较纯净的NH4Cl晶体（产物），滤液为饱和食盐水（含有氨气分子），经处理后方可回到第一步循环利用； ②不通氨气，冷却后，加入NaCl，使得NH4Cl沉淀。过滤后，得到NH4Cl 晶体（产物），滤液为饱和食盐水，可直接回到第一步循环利用。
【纯碱工业】 索尔维制碱法与侯氏制碱法（也叫做氨碱法与联碱法） 氨碱法：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???→ 煅烧Na 2CO3＋H2O＋CO2↑放出的CO2气体可回收循环使用。含有NH4Cl的滤液与石灰乳[Ca(OH)2]混合加热，所放出的NH3可回收循环使用。CaO＋H2O→Ca(OH)2，2NH4Cl＋Ca(OH)2＝CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 氨碱法的优点是：原料（食盐和石灰石）便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。 但氨碱法也有许多缺点：首先是两种原料的成分里都只利用了一半—食盐成分里的Na＋和石灰石成分里的CO32 －结合成了Na 2CO3，可是食盐的另一成分Cl －和石灰石的另一成分Ca2＋却结合成了没有多大用途的CaCl 2，因此如何处理CaCl2成为一个很大的负担。氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72％～74％，其余的食盐都随着CaCl2溶液作为废液被抛弃了，这是一个很大的损失。 联合制碱法（又称侯氏制碱法）：它是我国化学工程专家侯德榜（1890～1974）于1943年创立的。是将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氢气时的废气，其化学反应原理是：C＋H2O→CO＋H2 CO＋H2O→CO2＋H2） 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。
07年海南卷） 纯碱是一种重要的化工原料。目前制碱工业主要有“氨碱法”和“联合制碱法”两种工艺。请按要求回答问题： （1）“氨碱法”产生大量CaCl 2废弃物，请写出该工艺中产生CaCl 2的化学方方程式_______。 （2）写出“联合制碱法”有关反应的化学方程式： ； （3）CO 2是制碱工业的重要原料，“联合制碱法”与“氨碱法”中CO 2的来源有何不同_____。 （4）绿色化学的重要原则之一是提高反应的原子利用率。根据“联合制碱法”总反应，列出计算原子利用率的表达式： 原子利用率（%）= 。 答案： （1）2NH 4Cl +(OH)2 CaCl 2 +2NH 3↑+2H 2O （2）NH 3 +H 2O +CO 2 +NaCl ＝NaHCO 3↓+ NH 4Cl 2NaHCO 3Na 2CO 3 +CO 2↑+H 2O （3）前者的CO 2 来自合成氨厂，后者的CO 2 来自煅烧石灰石。 （4）×100％＝100％ 解析： （1） 氨碱法中为回收氨而使石灰乳与副产物氯化铵反应，从而产生大量CaCl 2废渣。2NH 4Cl + Ca(OH)2=CaCl 2+2H 2O+2NH 3↑ （2）联合制碱法的主要化学反应为：NaCl(饱和)+CO 2+NH 3+H 2O=NaHCO 3↓+NH 4Cl 2NaHCO 3 Na 2CO 3+H 2O+CO 2↑ （3）氨碱法的CO 2来源于石灰石的煅烧，“联合制碱法”的CO 2来源于合成氨工业的废气。 （4）联合制碱法原子利用率的表达式：
从原子利用率的表达式可以看出“联合制碱法”使原料得到充分利用，优于氨碱法。联合制碱法的创始人侯德榜早在上世纪初就具有绿色化学的思想观念就更值得我们学习。目前制碱工业采用“氨碱法”工艺的 变为有用的产品，如用它生产“溶雪剂”、“干燥剂”等产品。该题按照绿色化学的原则就应努力将CaCl 2 既考查了教材中的核心知识又考查了对不同生产工艺进行分析比较的能力，而且融合了化学工业最新的发展理念。
开创制碱工业的新纪元——侯德榜发明联合制碱法 在化学工业中，纯碱是一种重要的化工原料，它的化学名称又叫“碳酸钠”，是一种白色的粉末。别小看它，它的用途可大呢！制造肥皂、玻璃、纸张时要用它；纺纱织布时要用它；炼铁、炼钢过程中也少不了它。用它还可以制造出好多好多的化工产品哩！它诞生在化工厂里，是用联合制碱法生产出来的。这个方法由中国化学工业的先驱侯德榜首创，所以也叫“侯氏制碱法”。那末侯德榜是在怎样情况下研究制碱法，又是怎样创立侯氏制碱法的呢？ 事情得从17世纪说起，当时人们在生产玻璃、纸张、肥皂等时已经知道要用纯碱，但那时的碱是从草木灰和盐湖水中提取的，人们还不知道可以从工厂中生产出来。后来法国一位医师路布兰用了4年时间，在1791年首创了一种纯碱制造法，从此纯碱能源源不断地人工厂中生产出来，满足了当时工业生产的需要。可惜这一方法并不完善，还存在着许多缺点，如生产过程中温度很高、工人劳动强度很大、煤用得很多、产品质量也不高等，因此很多人都想改进它。 1862年，比利时有一位化学家叫苏尔维，他提出了一种以食盐、石灰石、氨为主要原料的制碱方法，这方法叫“氨碱法”或“苏尔维制碱法”。由于这个方法产量高、质量优、成本低、能连续生产，所以很快就替代了路布兰的方法。但这个方法都被制造商严格控制住，一点也不让它泄露出来，被他人知道。 20世纪初，当时的中国工业生产也需要纯碱，但自己不会生产，只能依靠进口。第一次世界大战时，纯碱产量大大减少，加上交通受阻，英国一家制造纯碱的公司乘机抬高碱价，甚至不供货给中国，致使中国以碱为原料的工厂只得倒闭、关门。 当时有一位在美国留学的中国学生侯德榜，他学飞很刻苦，成绩优异，在美国学习化学工程已有8年，1921年取得了博士学位，发他听说外车资本家如此卡中国人的脖子时，连肺都要气炸了，他发誓学成回国，以自己已学到的知识报效祖国，振兴中国的民族工业。 1921年10月侯德榜回国了，他任永利碱业公司总工程师，任务是要创建中国第一家制碱工厂。当时要生产出碱，只能按苏尔维制碱法生产。原理说说很简单，可真正要制造出来可就难了。由于技术封锁，侯德榜只能靠自己不断研究、试验、摸索。经过好长时间的努力，终于设计好了流程，安装好了设备，接著就开始试生不。谁知一开始就碰到困难。一天，刚试车不久，高高的蒸氨塔突然晃功得很厉害，并且发出巨响。大家害怕极了，侯德榜见了马上喊停车。一检查，原来所有的管道都被白色的沉淀物堵住了。怎么办？开始他拿大铁钎捅，累得满头大汗，但也无济于事。后来，他想出加干碱的办法，才使沉淀物慢慢掉了下来，终于转危为安。类似这样的故障还有很多很多，每次都被他一一排除掉了。 经过几年的努力，1924年8月13日，中国第一家制碱厂正式投产了。那天工人们早早地来到车间，都想亲眼目睹中国第一批纯碱的诞生。几小时后，不知谁喊了一声：“出来了！”大家眼睛一齐朝出碱口望去。咦？怎么出来的是红白
1 《联合制碱工业》教学设计 上海市回民中学 李君 一、教材分析和学情分析 1、教材分析 本节课主要参考上科版高三年级拓展型课程《化学》（试用本）第五章第三节——化工生产。本节内容包括三个方面：氯碱工业、联合制碱工业和化工生产的一些基本原理。学习本章之前，学生已经完成了中学化学理论部分的学习，以及非金属元素及其化合物的性质，即将要进行化学实验的学习。而这一知识点的学习恰好可以检验同学们能否将学过的理论知识运用到实际生产当中。 2、学情分析 从学生的知识储备、学习特征和困难预测三方面做了学情分析： （1）知识储备：在理论部分学习了化学平衡移动原理和离子互换反应，在元素及其化合物的学习中学习了碳酸钠和碳酸氢钠的性质。 （2）学习特征：高三学生具有一定的分析、归纳、推理的能力。
（3）困难预测：较少接触工业流程图，在对信息进行分析、归纳、推理时存在一定的困难，需要教师做好铺垫工作二、教学目标与重、难点 1三维教学目标 在详细的教材分析和学情分析后，我制定了本节课的教学目标： 知识与技能 （1）理解侯氏制碱法的原理，掌握侯氏法与索氏法的差异。（2）理解化工生产的一些基本原理。 过程与方法 （1）通过有关工业生产讨论的过程，增强理论联系实际、应用化学原理分析、解决化学问题的能力。 （2）初步学会利用图表、数据等信息解决问题的方法。 情感态度与价值观 （1）通过侯氏法与索氏法的比较，加强学生接受科学家不屈不饶的创新精神、爱国主义精神的教育。 （2）在讨论实际生产的过程中，感受原料充分利用的思想。 2、教学重点与难点 中学化学教学中，学生接触的化工生产并不少，比如硝酸工业、硫酸工业、合成氨、氯碱工业等等，但只有纯碱工业详尽地介绍了其发展史并且侯氏制碱法 2
氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是第一步。第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。根据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。 化学原理 侯氏制碱法又名联合制碱法（1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 （2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ （3）2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑ 即：①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓ 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。注：纯碱就是碳酸钠 国外研究情况（1862年至一战前） 碳酸钠用途非常广泛。虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳酸钠，但仍不能满足工业生产的需要。1862年，比利时人索尔维（Ernest Solvay 1838—1922）发明了以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的“索尔维制碱法”（又称氨碱法）。此后，英、法、德、美等国相继建立了大规模生产纯碱的工厂，并组织了索尔维公会，对会员以外的国家实行技术封锁。第一次世界大战期间，欧亚交通梗塞。由于我国所需纯碱都是从英国进口的，一时间，纯碱非常缺乏，一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。1917年，爱国实业家范旭东在天津塘沽创办了永利碱业公司,决心打破洋人的垄断，生产出中国的纯碱。他聘请正在美国留学的侯德榜先生出任总工程师。 侯氏制碱法的产生和发展 1920年，侯德榜先生毅然回国任职。他全身心地投入制碱工艺和设备的改进上，终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。1924年8月,塘沽碱厂正式投产。1926年，中国生产的“红三角”牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。产品不但畅销国内，而且远销日本和东南亚。1937年日本帝国主义发动了侵华战争，他们看中了南京的硫酸铵厂，为此想收买侯德榜，但是遭到侯德榜的严正拒绝。为了不使工厂遭受破坏，他决定把工厂迁到四川，新建一个永利川西化工厂。制碱的主要原料是食盐，也就是氯化钠，而四川的盐都是井盐，要用竹筒从很深很深的井底一桶桶吊出来。由于浓度稀，还要经过浓缩才能成为原料，这样食盐成本就高了。另外，索尔维制碱法的致命缺点是食盐利用率不高，也就是说有30%的食盐要白白地浪费掉，这样成本就更高了，所以侯德榜决定不用索尔维制碱法，而另辟新路。他首先分析了索尔维制碱法的缺点，发现主要在于原料中各有一半的比分没有利用上，只用了食盐中的钠和石灰中碳酸根，二者结合才生成了纯碱。食盐中另一半的氯和石灰中的钙结合生成了氯化钙，这个产物都没有利用上。那么怎祥才能使另一半成分变废为宝呢？他想呀想，设计了好多方案，但是—一都被推翻了。后来他终于想到，能否把索尔维制碱法和合成氨法结合起来，也就是说，制碱用的氨和二氧化碳直接由氨厂提供，滤液
纯碱俗名苏打、石碱、碳酸钠、洗涤碱，化学式为Na2CO3。纯碱是重要的化工原料，广泛用于玻璃、日用化学、化工、搪瓷、造纸、医药、纺织、印染、制革等工业部门以及人们的日常生活，在国民经济中占有重要地位。 制碱工业中通过氨盐水吸收二氧化碳可得到得碳酸氢钠（俗称小苏打），再送煅烧工序，得到的即为轻质纯碱（轻灰）。轻质纯碱溶于水中，达到饱和后结晶生成一水碱，再经煅烧就成为重质纯碱（重灰）。轻重灰最明显的区别是重度堆密度不同，即相同体积重量不一样，轻灰≥500公斤/立方，重灰≥900公斤/立方。轻灰多用于食品，冶炼及玻璃制造，用的最多的是日化洗涤用品。重灰多用于浮法玻璃等高档玻璃的制造。 目前纯碱的生产方法有氨碱法、联碱法、天然碱法、芒硝制碱法、霞石制碱法等，其中最重要、国内最常用的是氨碱法和联碱法。 （一）氨碱法 在很早以前，人们就开始使用天然碱湖中的碱以及海草灰中的碱供洗涤和制造玻璃之用，到18世纪末，随着生产力的发展，天然碱的产量已远不能满足玻璃、肥皂、皮革等工业需要，因此人工制碱的问题就被提出来了。1861年，比利时人索尔维原是一名工人，在煤气厂从事稀氨水的浓缩工作，发现用食盐水吸收氨和二氧化碳时可以得到碳酸氢钠，于是获得用海盐和石灰石为原料制取纯碱的专利，这种方法也就被称之为“索尔维制碱法”。因为在生产过程中需用氨作为媒介，故又称为“氨碱法”。氨碱法主要工艺流程如下：
饱和食盐水氨盐 水沉淀NaHCO3沉淀NH4Cl NaCl CO2（循环使用） Na2CO3产品通NH3过滤洗涤通CO2 Ca(OH)2煅烧NH3（循环使用） 废液CaCl2，NaCl Δ 石灰石CaCO3 CO2 CaO 煅烧 石灰乳 Ca(OH)2 氨碱法制碱工艺的原理如下： NH4Cl NaHCO3H2O CO2NH3NaCl +↓→+++ ↑+→CO2CaO CaCO3，H2O 2CaCl NH32CaO NH4Cl 2++↑→+ H2O CO2CO32Na NaHCO32+↑+→ 但是氨碱法存在着比较严重的缺点，即其对原料NaCl 的利用率低，且大量氯化物以废液形式排弃，不但原料无法完全利用，而且严重污染环境。 （二）联碱法 20世纪初期，德国人Schreib 提出将氨碱法碳酸化母液中所含的氯化铵直接制成固体作为产品出售。1931年德国人Gland 和Lupmann 获得初步结果。1938年我国永利化学工业公司在侯德榜博士领导下从事这项研究，历经数年，获得成功，命名为“候氏制碱法”，因为与氨厂联合，以氨厂的NH3和CO2同时生产纯碱和氯化铵两种产品，故又称“联碱法”。又因在生产过程中NaHCO3母液用于制NH4Cl ，NH4Cl 母液又用于制NaHCO3，过程循环进行，故又称为“循环制碱法”。联碱法制碱工艺副产的氯化铵简称“氯铵”，又称卤砂，是一种速效氮素化学肥料；副产的食品级小苏打，普遍用于食品及饮料加工行业。联碱法制碱主要工艺流程如下：
工业制碱法专题 ( 1 ) 氨碱法( 2 ) 联合制碱法 1.1892年比利时人索尔维以NaCl、CO2、NH3、H2O为原料制得了纯净的Na2CO3，该法又称氨碱法。（1）从理论上看，循环生产是否需要再补充NH3？。 （2）从绿色化学原料的充分利用的角度看，该方法有二个明显的缺陷是： a b 我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺，创造了侯德榜制碱法又叫联碱法。该法是将合成氨工厂生产的NH3及副产品CO2，再与饱和食盐水反应……。该法与氨碱法不同之处有二点： （3）① ② （4）从理论上看，每再生产1mol Na2CO3，再补充的物质及其物质的量分别是。 2. 1892年，比利时人索尔维以NaCl、CO2、H2O、NH3为原料生产Na2CO3,叫索尔维法．其主要步骤是：(1)在NH3饱和的NaCl溶液中通入CO2制得NaHCO3；(2)再将NaHCO3焙烧制得纯碱，CO2循环使用；(3)在析出小苏打的母液中加入生石灰，NH3循环使用．1940年，我国著名化工专家侯德榜先生，冲破了“索尔维”法的技术封锁，并加以改进，用NaCl固体代替生石灰，加入母液使NH4Cl晶体析出，生产出纯碱和氯化铵．这便是举世闻名的“侯氏制碱法”．试回答： (1)在氨饱和NaCl溶液中通入CO2的两步反应方程式为 (2)不能在NaCl溶液中通入CO2制NaHCO3的原因 (3)析出小苏打的母液中加入生石灰的反应方程式是 (4)“侯氏制碱法”与“索尔维法”相比其优点是 3. 1940年，我国化工专家侯德榜以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3，进而生产出纯碱，他的“侯氏制碱法”为世界制碱工业做出了突出贡献。有关反应的化学方程式如下： NH3＋CO2＋H2O NH4HCO3；NH4HCO3＋NaCl NaHCO3↓＋NH4Cl ； 2NaHCO3 Na2CO3＋CO2↑＋H2O （1）“侯氏制碱法”把合成氨和纯碱两种产品联合生产，请写出工业合成氨的化学反应方程式；已知合成氨为放热反应，若从勒夏特列原理来分析，合成氨应选择的温度和压强是（选填字母）。 a．高温b．低温c．常温d．高压e．低压f．常压 （2）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是。
侯氏制碱法解读 氨气与水和二氧化碳反应生成一分子的碳酸氢铵，这是第一步。第二步是：碳酸氢铵与氯化钠反应生成一分子的氯化铵和碳酸氢钠沉淀，碳酸氢钠之所以沉淀是因为它的溶解度较小。根据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。 化学原理 侯氏制碱法又名联合制碱法 （1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 （2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ （3）2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑ 即：①NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓ 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。注：纯碱就是碳酸钠
国外研究情况（1862年至一战前） 碳酸钠用途非常广泛。虽然人们曾先后从盐碱地和盐湖中获得碳酸钠，但仍不能满足工业生产的需要。1862年，比利时人索尔维（Ernest Solvay 1838—1922）发明了以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的“索尔维制碱法”（又称氨碱法）。此后，英、法、德、美等国相继建立了大规模生产纯碱的工厂，并组织了索尔维公会，对会员以外的国家实行技术封锁。第一次世界大战期间，欧亚交通梗塞。由于我国所需纯碱都是从英国进口的，一时间，纯碱非常缺乏，一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。1917年，爱国实业家范旭东在天津塘沽创办了永利碱业公司,决心打破洋人的垄断，生产出中国的纯碱。他聘请正在美国留学的侯德榜先生出任总工程师。 侯氏制碱法的产生和发展 1920年，侯德榜先生毅然回国任职。他全身心地投入制碱工艺和设备的改进上，终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。1924年8月,塘沽碱厂正式投产。1926年，中国生产的“红三角”牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。产品不但畅销国内，而且远销日本和东南亚。1937年日本帝国主义发动了侵华战争，他们看中了南京的硫酸铵厂，为此想收买侯德榜，但是遭到侯德榜的严正拒绝。为了不使工厂遭受
一、氨碱法（又称索尔维法） 它是比利时工程师苏尔维（1838～1922）于1892年发明的纯碱制法。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 氨碱法的优点是：原料（食盐和石灰石）便宜；产品纯碱的纯度高；副产品氨和二氧化碳都可以回收循环使用；制造步骤简单，适合于大规模生产。但氨碱法也有许多缺点：首先是两种原料的成分里都只利用了一半——食盐成分里的钠离子（Na＋）和石灰石成分里的碳酸根离子（CO32－）结合成了碳酸钠，可是食盐的另一成分氯离子（Cl－）和石灰石的另一成分钙离子（Ca2＋）却结合成了没有多大用途的氯化钙（CaCl2），因此如何处理氯化钙成为一个很大的负担。氨碱法的最大缺点还在于原料食盐的利用率只有72％～74％，其余的食盐都随着氯化钙溶液作为废液被抛弃了，这是一个很大的损失。 二、联合制碱法（又称侯氏制碱法） 它是我国化学工程专家侯德榜（1890～1974）于1943年创立的。是将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氢气时的废气。其化学反应原理是：C＋H2O＝CO＋H2 CO＋H2O＝CO2＋H2 联合制碱法包括两个过程：第一个过程与氨碱法相同，将氨通入饱和食盐水而成氨盐水，再通入二氧化碳生成碳酸氢钠沉淀，经过滤、洗涤得NaHCO3微小晶体，再煅烧制得纯碱产品，其滤液是含有氯化铵和氯化钠的溶液。第二个过程是从含有氯化铵和氯化钠的滤液中结晶沉淀出氯化铵晶体。由于氯化铵在常温下的溶解度比氯化钠要大，低温时的溶解度则比氯化钠小，而且氯化铵在氯化钠的浓溶液里的溶解度要比在水里的溶解度小得多。所以在低温条件下，向滤液中加入细粉状的氯化钠，并通入氨气，可以使氯化铵单独结晶沉淀析出，经过滤、洗涤和干燥即得氯化铵产品。此时滤出氯化铵沉淀后所得的滤液，已基本上被氯化钠饱和，可回收循环使用。其工业生产的简单流程如图所示。 联合制碱法与氨碱法比较，其最大的优点是使食盐的利用率提高到96％以上，应用同量的食盐比氨碱法生产更多的纯碱。另外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。
高中化学工业生产之工业制碱法 一、氨碱法（索尔维制碱法） （一）基本操作流程 （二）基本化学思维 1、先用氨气通入饱和食盐水，使之成为氨盐水，在通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠，有沉淀析出 ①③ Cl NH NaHCO CO O H NH NaCl 43223+↓→+++ * 反应中的二氧化碳是碳酸钙煅烧所生成的 ④23CO CaO CaCO +?→?? 2、过滤洗涤得到碳酸氢钠沉淀；同时将滤液作为母液，溶于其中的是氯化铵、氯化钠 ② ↑++?→? ?223232CO O H CO Na NaHCO 3、⑤ 22)(OH Ca O H CaO →+ O H NH CaCl OH Ca Cl NH 2322422)(2+↑+→+ （三）氨碱法（索尔维制碱法）的优缺点： 1、优点： （1）原料便宜（石灰石、生石灰、氯化钠等） （2）产品纯碱较为纯净
（3）副产品二氧化碳、氨气等都可以被循环利用 （4）制造步骤简单、易于操作 （5）可用与大规模生产 2、缺点： （1）氯离子（氯化钠）和钙离子（石灰石）的利用率极低 大多生成氯化钙作为废液排出，虽然没有什么污染但是是一个很大的负担 （2）原料氯化钠的利用率只有72% ~ 74% 二、联合制碱法 （一）基本操作流程 （二）基本化学思维 1、先用氨气通入饱和食盐水，使之成为氨盐水，在通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠，有沉淀析出
① Cl NH NaHCO CO O H NH NaCl 43223+↓→+++ 2、过滤洗涤得到碳酸氢钠沉淀；同时将滤液作为母液，溶于其中的是氯化铵、氯化钠 ② ↑++?→? ? 223232CO O H CO Na NaHCO 3、最后加氯化钠细末的原因： 细粉末状增大接触面积；冷却主要考虑到其溶解度 4、原母液：氯化铵、氯化钠、碳酸氢钠+--+→+4 2333NH CO NH HCO 其中溶液中的铵根离子过多，所以母液中再加入碳酸根生成碳酸氢根，才能最大利用溶液中的碳酸根 （三）联合制碱法的优点： ① 用氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，可以节省了碱厂里用于制取二氧化碳的石灰窑 ② 将碱厂的无用的成分氯离子来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵。 ③ 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。
纯碱的生产工艺（侯氏制碱法） 碳酸钠，俗名苏打、纯碱、洗涤碱，化学式：Na 2CO 3 ，普通情况下为白色粉末， 为强电解质。密度为2.532g/cm3，熔点为851°C，易溶于水，具有盐的通性。是重要的化工原料之一, 用于制化学品、清洗剂、洗涤剂、也用于照相术和制医药品，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。 一、实验目的 1．掌握侯氏制碱法的原理和方法； 2．了解侯氏制碱法的原理应用于实际化工生产中的方法； 3．培养学生对专业知识的应用能力。 二、实验原理 侯氏制碱法的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。要制得纯碱（Na 2CO 3 ），就要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，其中NaHCO3溶解度最小，最终析出大量的晶体。 化学方程式为： （1）NH3+H2O+CO2=NH4HCO3 （2）NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓ （3）2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑ 即：NaCl(饱和)+NH3+H2O+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓ 2NaHCO3（加热）=Na2CO3+H2O+CO2↑ 三、主要试剂及仪器设备 试剂：二氧化碳、浓氨水、粉状氯化钠、95%乙醇； 仪器设备：启普发生器、电子天平、抽滤装置、100 mL锥形的1个、50 mL量筒1个、陶瓷坩埚1个、100mL烧杯5个。 四、实验步骤 1、向100 mL锥形瓶中加入用量筒量取的浓氨水25 mL，再加入10 mL蒸馏水。用电子天平称取10.0 g的粉状氯化钠，加入到氨溶液中，再塞紧塞子，振荡几分钟，使溶解并达到饱和。若全部溶解，再加入少许直至饱和后，过滤未溶解的氯化钠。 2、实验装置如下图所示，照图安装好仪器。{实验装置手绘）用水浴加热盛氨水的
工业生产纯碱 工业生产纯碱： 纯碱（学名碳酸钠）实际上是盐，由于它在水中发生水解作用而使溶液呈碱性。纯碱易溶于水，呈强碱性，能提供 Na+离子。这些性质使它们被广泛地用于制玻璃、肥皂、纺织、印染、漂白、造纸、精制石油、冶金及其他化学工业等各部门中。 碳酸钠在自然界中存在相当广泛。一些生长在盐碱地和海岸附近的植物中含有碳酸钠，可以从植物的灰烬中提取；当冬季来临时，碱湖中所含的碳酸钠结晶析出，经过简单的加工就可以使用。 世界上最早是通过路布兰法实现了碳酸钠的工业生产。其生产原理是： 用硫酸将食盐转变成硫酸钠 NaCl+H2SO4NaHSO4+HCl↑NaCl+NaHSO4Na2SO4+HCl↑ 将硫酸钠与木炭、石灰石一起加热，反应生成碳酸钠和硫化钙 Na2SO4+2C Na2S+2CO2↑Na2S+CaCO3Na2CO3+CaS 存在原料利用不充分、成本较高、设备腐蚀严重等 氨碱法生产硫酸： 氨碱法是由比利时人索尔维发明的，所以，氨碱法也称为索尔维制碱法。氨碱法的原料也是氯化钠和碳酸钙，不同的是它还使用了炼焦的副产品氨。 原料：CaCO3、NaCl、NH3 1．生成碳酸氢钠和氯气铵
将CO2通入含NH3的饱和NaCl溶液中 NH3+CO2+H2O==NH4HCO3NaCl+NH4HCO3==NaHCO3↓+NH4Cl 2．抽取碳酸钠2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O↑ 氨碱法生产原理： 氨碱法的优点：原料便宜易得，氨和部分二氧化碳可循环利用，产品纯度高，步骤简单。氨碱法的缺点：副产物氯化钙的处理问题，氯化钠的利用率低。 联合制碱法： 我国化学侯德榜（下图）改革国外的纯碱生产工艺，生产流程可简要表示如下： （1）上述生产纯碱的方法称联合制碱法或侯德榜制碱法，副产品的一种用途为化肥或电解液或焊药等。
? 高中化学工业生产之工业制碱法 一、氨碱法（索尔维制碱法） （一）基本操作流程 （二）基本化学思维 1、先用氨气通入饱和食盐水，使之成为氨盐水，在通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠，有沉淀析出 ①③ Cl NH NaHCO CO O H NH NaCl 43223+↓→+++ * 反应中的二氧化碳是碳酸钙煅烧所生成的 ④23CO CaO CaCO +?→?? 2、过滤洗涤得到碳酸氢钠沉淀；同时将滤液作为母液，溶于其中的是氯化铵、氯化钠 ② ↑++?→?? 223232CO O H CO Na NaHCO 3、⑤ 22)(OH Ca O H CaO →+ O H NH CaCl OH Ca Cl NH 2322422)(2+↑+→+ （三）氨碱法（索尔维制碱法）的优缺点： 1、优点： （1）原料便宜（石灰石、生石灰、氯化钠等） （2）产品纯碱较为纯净 （3）副产品二氧化碳、氨气等都可以被循环利用
（4）制造步骤简单、易于操作 （5）可用与大规模生产 2、缺点： （1）氯离子（氯化钠）和钙离子（石灰石）的利用率极低 大多生成氯化钙作为废液排出，虽然没有什么污染但是是一个很大的负担 （2）原料氯化钠的利用率只有72% ~ 74% 二、联合制碱法 （一）基本操作流程 （二）基本化学思维 1、先用氨气通入饱和食盐水，使之成为氨盐水，在通入二氧化碳生成溶解度较小的碳酸氢钠，有沉淀析出 ① Cl NH NaHCO CO O H NH NaCl 43223+↓→+++ 2、过滤洗涤得到碳酸氢钠沉淀；同时将滤液作为母液，溶于其中的是氯化铵、氯化钠
② ↑++?→?? 223232CO O H CO Na NaHCO 3、最后加氯化钠细末的原因： 细粉末状增大接触面积；冷却主要考虑到其溶解度 4、原母液：氯化铵、氯化钠、碳酸氢钠+--+→+42333NH CO NH HCO 其中溶液中的铵根离子过多，所以母液中再加入碳酸根生成碳酸氢根，才能最大利用溶液中的碳酸根 （三）联合制碱法的优点： ① 用氨厂的废气二氧化碳，转变为碱厂的主要原料来制取纯碱，可以节省了碱厂里用于制取二氧化碳的石灰窑 ② 将碱厂的无用的成分氯离子来代替价格较高的硫酸固定氨厂里的氨，制取氮肥氯化铵。 ③ 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。
1 工业制碱的原理及应用 教学目标 1、掌握氨碱法和联碱法的原理和流程 2、能说出两种制碱法的区别 3、能对工业进行评价 教学过程（教学案） 1．氨碱法(索尔维制碱法) 向饱和食盐水中通入足量氨气至饱和，然后在加压下通入CO2(由CaCO3煅烧而得)，因NaHCO3溶解度较小，故有下列反应发生： NH3＋CO2＋H2O＝NH4HCO3 NaCl＋NH4HCO3＝NaHCO3↓＋NH4Cl 将析出的NaHCO3晶体煅烧，即得Na2CO3： 2NaHCO3Na2CO3＋CO2↑＋H2O 母液中的NH4Cl加消石灰可回收氨，以便循环使用： 2NH4Cl＋Ca(OH)2CaCl2＋2NH3↑＋2H2O 此法优点：原料经济，能连续生产，CO2和NH3能回收使用．缺点：大量CaCl2用途不大，NaCl利用率只有70%，约有30%的NaCl留在母液中。 2．联合制碱法(侯氏制碱法)
根据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．此法优点：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。 例1 1892年，比利时人索尔维以NaCl、CO2、H2O、NH3为原料生产Na2CO3,叫索尔维法．其主要步骤是：(1)在NH3饱和的NaCl溶液中通入CO2制得NaHCO3；(2)再将NaHCO3焙烧制得纯碱，CO2循环使用；(3)在析出小苏打的母液中加入生石灰，NH3循环使用．1940年，我国著名化工专家侯德榜先生，冲破了“索尔维”法的技术封锁，并加以改进，用NaCl固体代替生石灰，加入母液使NH4Cl晶体析出，生产出纯碱和氯化铵．这便是举世闻名的“侯氏制碱法”．试回答：(1)在氨饱和NaCl溶液中通入CO2的两步反应方程式为 。 (2)不能在NaCl溶液中通入CO2制NaHCO3的原因
侯氏联合制碱法 在工业上纯碱用途极为广泛。而在古代，人们虽曾先后学会了从草木灰提取碳酸钾和从盐碱地及盐湖等天然资源获得碳酸钠，但这远远不能满足工业生产的需要。 1791年和1862年，分别由法国医生路布兰和比利时人索尔维先后开创了以食盐为原料制取碳酸钠的“路布兰制碱法”和以食盐、氨、二氧化碳为原料制取碳酸钠的“索尔维制碱法”(又称氨碱法)。“索尔维法”以其能连续生产、食盐利用率高(70%左右)、产品质量纯净且成本低廉等优点，逐渐取代了“路布兰法”，致使纯碱价格大大下降。英、法、德、美等国相继建立大规模生产纯碱的工厂，并发起组织索尔维公会，对会员国以外的国家实行技术封锁。 第一次世界大战期间，欧亚交通梗塞，我国所需纯碱由于均从英国进口，一时间纯碱非常短缺，一些以纯碱为原料的民族工业难以生存。1917年，爱国实业家范旭东在天津塘沽创办永利碱业公司，决心打破洋人的垄断，生产出中国造的纯碱。并于1920年聘请当时正在美国留学的侯德榜出任总工程师。 为了发展我国的民族工业，侯德榜先生于1921年毅然回国就任。他全身心地扑在制碱工艺和设备的改进上，最后终于摸索出了索尔维法的各项生产技术。1924年8月，塘沽碱厂正式投产。1926年，中国生产的红三角牌纯碱在美国费城的万国博览会上获得金质奖章。产品不但畅销国内，而且远销日本和东南亚。 最为难能可贵的是，在范旭东先生赞同下，侯德榜先生毅然将他
摸索出的制碱方法写成专著，公诸于世。该书1933年由美国化学会出版，轰动了科学界，被誉为首创的制碱名著，为祖国争得了荣誉。 接着侯德榜先生为进一步提高食盐的利用率、改进索尔维制碱法在生产中生成大量CaCl2废弃物这一不足，继续进行工艺探索。1940年完成了新的工艺路线，其要点是在索尔维制碱法的滤液中加入食盐固体，并在30 ℃～40 ℃下往滤液中通入氨气和二氧化碳气，使它达到饱和，然后冷却到10 ℃以下，结晶出氯化铵(一种化肥)，其母液又可重新作为索尔维制碱法的制碱原料。新的工艺不仅提高了食盐的利用率(达98%)，由于把制碱和制氨的生产联合起来，省去了石灰石煅烧产生CO2和蒸氨的设备，从而节约了成本，大大提高了经济效益。1943年，这种新的制碱法被正式命名为“侯氏联合制碱法”。 侯德榜先生 侯德榜先生1890年8月9日生于福建省闽侯县坡尾 村。曾就读于福州英华书院和沪皖两省路矿学堂，1910 年考入清华留美预备学堂，1913年公费赴美留学，先 后获得化学工程学学士、硕士和哲学博士等学位。1921年应邀回国任职。建国后历任第一、二、三届全国人大代表、政协委员、中央经委委员、化工部副部长等职。
化工设备机械基础设计任务书 一、设计题目：联合制碱法工艺流程设计 二、设计内容： 本次设计任务为联合制碱法工艺流程设计，具体如下： 以合成氨厂的产品NH3，副产品CO2为原料，配以NaCl，同时生产纯碱Na2CO3和肥料NH4Cl。联碱法将合成氨厂与碱厂的联合生产，既使两厂的原料得以综合利用，又使两厂的生产加工设备相对简化。 已知参数：1、联合制碱法制的NaHCO3年产量为1万吨；一年安300天计算，工艺处理过程中总的转化率为80%。 2、假设设备2筒体直径为2m，实测厚度为8mm,容器材质为Q235-A,工艺流程中最大工作压力为0.42MPa，焊缝系数为0.85。 工艺流程简图如下：
三、设计要求 1、准备工作查阅资料、手册等有关物性数据。 2、选择设计方案包括工艺流程以及主要设备型式的选择 3、制碱塔的工艺设计计算包括工艺参数的选定、物料衡算、设备工艺尺寸计算。强度、稳定性校核。 4、产物液化气、汽油、航空煤油、柴油的年产量 4、设计论证包括计算结果的反复校核、技术上的可行性、生产上的安全性以及经济上的合理性等。 5、工艺流程简图（2号图）的绘制包括物料流向以及化工参数
测量点的标注。 7、主要设备结构简图（2号图）的绘制包括工艺尺寸技术特性表和接管表。 8、编写设计说明书包括以下几项： （1）封面：（课程设计题目、班级、姓名、学号、指导教师、时间、成绩）； （2）目录； （3）设计任务书； （4）设计方案的说明（包括工艺流程简图）；设计计算与说明；设计论证；设计数据汇总；对设计的评述及有关问题的讨论； （5）参考文献。 （6）附件：工艺流程简图；主要设备结构简图 四、设计流程： 搜集有关物性数据