侯德榜制碱法,也称为联合制碱法,是由中国化学工程专家侯德榜先生在20世纪40年代创立的一种生产纯碱(碳酸钠)的新方法。这种方法不仅提高了纯碱的产量,还有效利用了副产品,对中国的化工产业产生了深远的影响。

侯德榜制碱法的核心在于将合成氨工业与制碱工业结合起来,通过一系列化学反应,实现了原料的高效利用和废弃物的最小化。具体过程可以分为以下几个步骤:

1. 氨的制备:首先通过氮气和氢气在催化剂的作用下合成氨。

\[N_2 + 3H_2 \xrightarrow{催化剂} 2NH_3\]

2. 二氧化碳的吸收:然后将氨溶解于水形成氨水,再通入二氧化碳气体,生成碳酸氢铵。

\[NH_3 + H_2O + CO_2 \rightarrow NH_4HCO_3\]

3. 碳酸氢钠的析出:将上述溶液加热或加入氯化钠饱和溶液,促使碳酸氢钠从溶液中结晶析出。

\[NH_4HCO_3 + NaCl \rightarrow NaHCO_3↓ + NH_4Cl\]

4. 碳酸钠的制备:最后将碳酸氢钠加热分解得到纯碱(碳酸钠)和水。

\[2NaHCO_3 \xrightarrow{\Delta} Na_2CO_3 + H_2O + CO_2↑\]

通过这种方法,侯德榜不仅解决了传统苏尔维法制碱过程中存在的许多问题,如氯化钙废渣处理难题等,而且显著提高了原料利用率,减少了环境污染,为中国乃至世界化工行业的发展做出了巨大贡献。