无机物工艺及设备

　　《无机物工艺及设备》是根据教育部近期制定的《中等职业学校化学工艺专业教学标准》，由全国石油和化工职业教育教学指导委员会组织编写的全国中等职业学校规划教材。主要内容包括硫酸、硝酸、纯碱、尿素、硝酸铵、磷肥、钾肥、复合肥料等大宗无机物产品的生产。每种产品的生产为一个项目，下设若干任务，包括了解产品的性质、规格及用途、人身健康危害及防护、生产原料及生产方法，掌握各生产工序的基本原理、工艺条件的选择和工艺流程等工艺知识，熟悉各生产工序主要设备的结构特点和维护要点，掌握各工序系统的操作要点、主要异常现象及处理。在每个项目的后还设一个任务，了解各产品生产过程的“三废”处理、能量回收和防腐。

　　杨雷库，陕西省石油化工学校，主任高级讲师，2004年7月毕业于西北大学化工学院，获化学工艺硕士。1992年至今一直在陕西省石油化工学校任教，担任合成氨、化学工艺学、化学反应器、化工分离等课程的教学工作。多年讲授化学反应器课程，先后使用过《无机反应工程》（朱炳辰编）、《基本有机工厂装备》（赵杰民编）、《化学反应器》（刘宝鸿编）等教材，熟悉该门课程理论体系，并且一直从事中职化学工艺专业教材改革研究，这些都是编好该教材的基础。

项目一硫酸的生产1
任务一了解硫酸产品1
一、硫酸的性质1
二、硫酸产品的规格及用途1
三、硫酸的健康危害及防护2
四、硫酸的生产原料及生产方法3
思考与练习4
任务二掌握硫铁矿焙烧工艺知识4
一、硫铁矿焙烧的化学反应4
二、硫铁矿沸腾焙烧工艺条件的选择5
三、硫铁矿沸腾焙烧的工艺流程6
思考与练习7
任务三熟悉硫铁矿焙烧炉7
一、硫铁矿焙烧炉的结构特点7
二、硫铁矿焙烧炉的维护要点8
三、硫铁矿焙烧的其他设备简介8
思考与练习11
任务四懂得硫铁矿焙烧系统操作11
一、硫铁矿焙烧系统的操作要点 11
二、硫铁矿焙烧炉操作的异常现象及处理13
三、硫铁矿焙烧系统的安全操作事项13
思考与练习13
任务五掌握炉气净化与干燥工艺知识14
一、炉气净化与干燥的原理与方法14
二、炉气净化与干燥工艺条件的选择15
三、炉气净化与干燥的工艺流程16
思考与练习18
任务六熟悉炉气净化与干燥塔设备18
一、炉气净化与干燥塔设备的结构特点18
二、炉气净化与干燥塔设备的维护要点18
思考与练习19
任务七懂得炉气净化与干燥系统操作19
一、炉气净化与干燥系统的操作要点19
二、炉气净化与干燥系统操作的异常现象及处理20
三、炉气净化与干燥系统的安全操作事项20
思考与练习21
任务八掌握二氧化硫转化工艺知识21
一、二氧化硫转化的化学反应21
二、二氧化硫转化工艺条件的选择23
三、二氧化硫转化的工艺流程24
思考与练习25
任务九熟悉二氧化硫转化器25
一、二氧化硫转化器的结构特点25
二、二氧化硫转化器系统的维护要点26
思考与练习26
任务十懂得二氧化硫转化系统操作26
一、二氧化硫转化系统的操作要点 26
二、二氧化硫转化系统操作的异常现象及处理27
三、二氧化硫转化系统的安全操作事项27
思考与练习28
任务十一掌握三氧化硫吸收工艺知识28
一、三氧化硫吸收的化学反应 29
二、三氧化硫吸收工艺条件的选择29
三、三氧化硫吸收的工艺流程30
思考与练习31
任务十二熟悉三氧化硫吸收塔31
一、三氧化硫吸收塔的结构特点31
二、三氧化硫吸收塔系统的维护要点31
思考与练习32
任务十三懂得三氧化硫吸收系统操作32
一、三氧化硫吸收系统的操作要点32
二、三氧化硫吸收系统操作的异常现象及处理33
三、三氧化硫吸收系统的安全操作事项33
思考与练习33
任务十四了解硫酸生产过程综合利用、“三废”治理和设备防腐34
一、烧渣和矿尘的综合利用34
二、污水和污酸处理35
三、尾气的处理和利用35
四、热能的综合利用36
五、设备防腐36
思考与练习37
任务十五了解其他含硫原料生产硫酸的方法37
一、硫黄制硫酸38
二、冶炼气制硫酸38
三、石膏制硫酸38
思考与练习39
项目二磷肥的生产40
任务一了解磷肥产品40
一、磷肥的分类、规格及用途40
二、磷肥的生产原料和生产方法42
三、磷肥生产过程物料的健康危害及防护44
思考与练习45
任务二掌握普通过磷酸钙生产工艺知识45
一、普通过磷酸钙性质及生产的化学反应46
二、普通过磷酸钙生产工艺条件的选择47
三、普通过磷酸钙生产的工艺流程48
思考与练习51
任务三熟悉普通过磷酸钙生产主要设备51
一、普通过磷酸钙生产主要设备的结构特点51
二、普通过磷酸钙生产主要设备的维护要点53
思考与练习53
任务四懂得普通过磷酸钙生产主要设备操作54
一、立式混合器和回转式化成室的操作要点 54
二、立式混合器和回转式化成室操作的异常现象及处理54
思考与练习55
任务五掌握钙镁磷肥生产工艺知识56
一、钙镁磷肥生产的化学反应56
二、钙镁磷肥生产工艺条件的选择57
三、钙镁磷肥生产的工艺流程57
思考与练习59
任务六熟悉钙镁磷肥生产主要设备59
一、高炉的结构特点59
二、高炉的维护要点60
思考与练习61
任务七懂得钙镁磷肥生产主要设备操作61
一、高炉的操作要点61
二、高炉操作的异常现象及处理62
思考与练习62
任务八磷肥生产的防腐与废物处理63
一、磷肥生产装置的腐蚀与防腐63
二、磷肥生产装置的“三废”处理64
思考与练习65
项目三硝酸的生产67
任务一了解硝酸产品67
一、硝酸的性质67
二、硝酸产品的规格及用途67
三、硝酸的健康危害及防护67
四、硝酸的生产原料和生产方法68
思考与练习69
任务二掌握氨的催化氧化工艺知识69
一、氨的催化氧化反应69
二、氨催化氧化工艺条件的选择71
三、氨催化氧化的工艺流程72
思考与练习73
任务三熟悉氨氧化炉73
一、氨氧化炉的结构特点73
二、氨氧化炉的维护要点74
思考与练习75
任务四掌握一氧化氮氧化工艺知识76
一、一氧化氮的氧化反应76
二、一氧化氮氧化工艺条件的选择77
思考与练习78
任务五掌握氮氧化物吸收工艺知识78
一、氮氧化物吸收的化学反应78
二、氮氧化物吸收工艺条件的选择80
三、一氧化氮氧化和氮氧化物吸收的工艺流程81
思考与练习82
任务六熟悉氮氧化物吸收塔82
一、氮氧化物吸收塔的结构特点82
二、氮氧化物吸收塔设备的维护要点83
思考与练习83
任务七懂得稀硝酸生产系统操作84
一、稀硝酸生产系统的操作要点84
二、稀硝酸生产系统操作的异常现象及处理 86
三、稀硝酸生产系统的安全操作事项87
思考与练习88
任务八了解稀硝酸生产综合回收、尾气处理和设备防腐88
一、硝酸生产的尾气处理88
二、稀硝酸生产的能量综合回收利用89
三、稀硝酸生产的催化剂铂回收90
四、稀硝酸生产设备的防腐91
思考与练习91
任务九掌握硝酸镁法浓缩稀硝酸工艺知识91
一、硝酸镁法浓缩稀硝酸的基本原理92
二、硝酸镁法浓缩稀硝酸工艺条件的选择93
三、硝酸镁法浓缩稀硝酸的工艺流程93
思考与练习94
任务十熟悉硝酸镁法浓缩稀硝酸主要设备94
一、硝酸浓缩塔95
二、硝酸镁蒸发器95
思考与练习96
任务十一懂得硝酸镁法浓缩稀硝酸系统操作96
一、硝酸镁法浓缩稀硝酸系统的操作要点96
二、硝酸镁法浓缩稀硝酸系统操作的异常现象及处理97
三、硝酸镁法浓缩稀硝酸系统的安全操作事项98
思考与练习98
任务十二了解直接法和超共沸酸精馏法生产浓硝酸99
一、直接法生产浓硝酸99
二、超共沸酸精馏法生产浓硝酸100
思考与练习100
项目四硝酸铵的生产101
任务一了解硝酸铵产品101
一、硝酸铵的性质101
二、硝酸铵的用途102
三、硝酸铵的健康危害及防护102
四、硝酸铵的生产原料和生产方法102
思考与练习102
任务二掌握硝酸和氨中和工艺知识103
一、硝酸和氨的中和反应103
二、硝酸和氨中和工艺条件的选择103
三、硝酸和氨中和的工艺流程104
思考与练习106
任务三熟悉硝酸和氨中和设备106
一、硝酸和氨中和设备的结构特点107
二、硝酸和氨中和设备的维护要点109
思考与练习109
任务四懂得硝酸和氨中和器操作109
一、硝酸和氨中和器的操作要点109
二、硝酸和氨中和器操作的异常现象及处理110
思考与练习110
任务五掌握硝酸铵溶液蒸发工艺知识和熟悉主要设备111
一、硝酸铵溶液蒸发的基本原理111
二、硝酸铵溶液蒸发的工艺流程和主要设备111
思考与练习114
任务六熟悉硝酸铵熔融液结晶造粒工艺114
一、硝酸铵熔融液结晶造粒的工艺流程114
二、硝酸铵熔融液结晶造粒的主要设备115
思考与练习117
任务七懂得硝酸铵溶液加工主要设备操作117
一、硝酸铵溶液蒸发器和硝酸铵结晶造粒器的操作要点117
二、硝酸铵溶液蒸发器和硝酸铵结晶造粒器操作的异常现象及处理118
三、硝酸铵溶液蒸发器和硝酸铵结晶造粒器的安全操作事项119
思考与练习119
任务八了解硝酸铵生产中的“三废”处理和设备防腐119
一、硝酸铵生产中的“三废”处理119
二、硝酸铵生产设备的防腐119
思考与练习120
项目五纯碱的生产121
任务一了解纯碱产品121
一、纯碱的性质121
二、纯碱产品的规格和用途121
三、纯碱的健康危害及防护122
四、纯碱的生产原料及生产方法122
思考与练习123
任务二掌握石灰石煅烧及石灰乳制备工艺知识123
一、石灰石煅烧及石灰乳制备的化学反应123
二、石灰石煅烧和石灰乳制备工艺条件的选择124
三、石灰石煅烧和石灰乳制备的工艺流程125
思考与练习126
任务三熟悉立式石灰窑和石灰化灰机126
一、立式石灰窑126
二、石灰化灰机128
思考与练习129
任务四懂得立式石灰窑和石灰化灰机操作129
一、立式石灰窑的操作要点129
二、立式石灰窑操作的异常现象及处理130
三、立式石灰窑的安全操作事项131
四、石灰化灰机的操作要点131
五、石灰化灰机操作的异常现象及处理132
思考与练习132
任务五掌握精盐水制备工艺知识132
一、溶盐132
二、盐水精制的原理和工艺流程133
思考与练习135
任务六熟悉精盐水制备主要设备135
一、化盐桶135
二、盐水澄清桶135
三、洗泥桶136
四、除钙塔137
思考与练习139
任务七懂得精盐水制备系统操作139
一、精盐水制备系统的操作要点139
二、精盐水制备系统操作的异常现象及处理140
三、精盐水制备系统的安全操作事项140
思考与练习140
任务八掌握精盐水氨化工艺知识141
一、精盐水氨化的基本原理141
二、精盐水氨化工艺条件的选择142
三、精盐水氨化的工艺流程143
思考与练习144
任务九熟悉精盐水吸氨塔144
一、精盐水吸氨塔的结构特点144
二、精盐水吸氨塔的维护要点145
思考与练习145
任务十懂得精盐水氨化操作145
一、精盐水氨化的操作要点145
二、精盐水氨化操作的异常现象及处理146
思考与练习146
任务十一掌握氨盐水碳酸化工艺知识147
一、氨盐水碳酸化的基本原理147
二、氨盐水碳酸化工艺条件的选择147
三、氨盐水碳酸化的工艺流程148
思考与练习149
任务十二熟悉氨盐水碳化塔149
一、氨盐水碳化塔的结构特点150
二、氨盐水碳化塔的维护要点150
思考与练习150
任务十三懂得氨盐水碳化塔操作151
一、氨盐水碳化塔的操作要点151
二、氨盐水碳化塔操作的异常现象及处理152
三、氨盐水碳化塔的安全操作事项152
思考与练习152
任务十四熟悉重碱过滤机和重碱过滤工艺流程153
一、转鼓式真空过滤机153
二、重碱真空过滤的工艺流程155
思考与练习155
任务十五懂得重碱转鼓式真空过滤机操作156
一、重碱转鼓式真空过滤机的操作要点156
二、重碱转鼓式真空过滤机操作的异常现象及处理156
三、重碱转鼓式真空过滤机的安全操作事项157
思考与练习157
任务十六掌握重碱煅烧工艺知识157
一、重碱煅烧的基本原理158
二、重碱煅烧工艺条件的选择158
三、重碱煅烧的工艺流程159
思考与练习160
任务十七熟悉内热式蒸汽重碱煅烧炉160
一、内热式蒸汽重碱煅烧炉的结构特点160
二、内热式蒸汽重碱煅烧炉的维护要点161
思考与练习161
任务十八懂得内热式蒸汽重碱煅烧炉操作161
一、内热式蒸汽重碱煅烧炉的操作要点161
二、内热式蒸汽重碱煅烧炉操作的异常现象及处理163
三、内热式蒸汽重碱煅烧炉的安全操作事项163
思考与练习163
任务十九掌握氨回收工艺知识163
一、蒸氨的化学反应164
二、蒸氨工艺条件的选择164
三、蒸氨的工艺流程165
思考与练习167
任务二十熟悉蒸氨塔167
一、蒸氨塔的结构特点167
二、蒸氨塔的维护要点168
思考与练习169
任务二十一懂得蒸氨塔操作169
一、 蒸氨塔的操作要点169
二、蒸氨塔操作的异常现象及处理170
三、蒸氨塔的安全操作事项170
思考与练习170
任务二十二了解联合制碱法171
一、联合制碱法的特点171
二、联合制碱法总工艺流程172
思考与练习173
任务二十三联合制碱法中制碱和制铵工艺条件的选择173
一、压力173
二、温度173
三、母液成分174
思考与练习175
任务二十四掌握氯化铵结晶工艺知识175
一、氯化铵结晶的基本原理175
二、氯化铵结晶工艺条件的选择176
三、氯化铵结晶的工艺流程177
思考与练习179
任务二十五熟悉氯化铵结晶器179
一、氯化铵结晶器的结构特点179
二、氯化铵结晶器的维护要点180
思考与练习181
任务二十六懂得氯化铵结晶器操作181
一、氯化铵结晶器的操作要点181
二、氯化铵结晶器操作的异常现象及处理181
三、氯化铵结晶器的安全操作事项182
思考与练习182
任务二十七掌握洗涤法精制原盐工艺知识182
一、洗涤法精制原盐的基本原理182
二、洗涤法精制原盐的工艺流程和螺旋洗盐机183
思考与练习184
任务二十八熟悉母液吸氨的工艺流程和喷射吸氨器184
一、母液吸氨的工艺流程184
二、喷射吸氨器的结构特点185
思考与练习186
项目六尿素的生产187
任务一了解尿素产品187
一、尿素的性质187
二、尿素产品的规格及用途188
三、尿素的健康危害与防护189
四、尿素的生产原料及生产方法189
思考与练习190
任务二掌握尿素合成与高压分离工艺知识190
一、尿素合成与高压分离的基本原理191
二、尿素合成工艺条件的选择192
三、高压分离工艺条件的选择193
四、尿素合成与氨汽提的工艺流程193
思考与练习194
任务三熟悉尿素合成主要设备195
一、尿素合成主要设备的结构特点195
二、尿素合成主要设备的维护要点197
思考与练习198
任务四懂得尿素合成塔、汽提塔与甲铵冷凝器操作199
一、尿素合成塔的操作要点199
二、汽提塔与甲铵冷凝器的操作要点199
三、尿素合成塔、汽提塔与甲铵冷凝器操作的异常现象及处理200
思考与练习200
任务五掌握未反应物分离回收工艺知识201
一、未反应物分离回收的基本原理201
二、未反应物分离回收工艺条件的选择202
三、未反应物分离回收的工艺流程202
思考与练习204
任务六熟悉未反应物分离回收主要设备204
一、中压分解分离器和中压吸收塔的结构特点204
二、中压分解分离器和中压吸收塔的维护要点205
思考与练习206
任务七懂得未反应物分离回收主要设备操作206
一、未反应物分离回收主要设备的操作要点206
二、未反应物分离回收主要设备操作的异常现象及处理208
思考与练习208
任务八掌握尿素溶液加工工艺知识209
一、尿素溶液加工的方法209
二、尿素溶液加工工艺条件的选择209
三、尿素溶液加工的工艺流程209
思考与练习211
任务九熟悉尿素溶液加工主要设备211
一、尿素溶液加工主要设备的结构特点211
二、尿素溶液加工主要设备的维护要点213
思考与练习214
任务十懂得尿素溶液加工主要设备操作214
一、尿素溶液加工主要设备的操作要点214
二、尿素溶液加工主要设备操作的异常现象及处理215
思考与练习216
任务十一尿素生产装置节能、设备腐蚀与防腐和“三废”处理217
一、尿素生产装置的节能217
二、尿素生产设备的腐蚀与防腐217
三、尿素生产的“三废”处理219
思考与练习220
项目七钾肥的生产222
任务一了解钾肥产品222
一、常用钾肥的性质222
二、钾肥的产品规格和施用223
三、钾肥的健康危害与防护224
四、钾肥的生产原料及生产方法224
思考与练习224
任务二掌握氯化钾生产工艺知识225
一、氯化钾的生产原理225
二、氯化钾生产的工艺流程225
思考与练习227
任务三熟悉氯化钾生产主要设备227
一、氯化钾生产主要设备的结构特点227
二、氯化钾生产主要设备的维护要点230
思考与练习232
任务四懂得氯化钾生产主要设备操作232
一、氯化钾生产主要设备的操作要点232
二、氯化钾生产主要设备操作的异常现象及处理234
思考与练习235
任务五熟悉硫酸钾生产工艺235
一、硫酸钾的生产方法235
二、曼海姆法硫酸钾生产的基本原理及工艺流程236
三、曼海姆炉结构简介237
思考与练习237
项目八复混肥的生产238
任务一了解复混肥238
一、复混肥的特点238
二、复混肥养分含量的表示方法239
三、复混肥的生产原料和生产方法239
四、复混肥的发展趋势240
思考与练习240
任务二掌握磷酸铵生产工艺知识240
一、磷酸和氨的中和反应240
二、磷酸和氨中和工艺条件的选择241
三、磷酸铵生产的工艺流程241
思考与练习243
任务三熟悉磷酸铵生产主要设备243
一、转鼓氨化粒化器的结构特点243
二、转鼓氨化粒化器的维护244
思考与练习245
任务四懂得磷酸铵生产中转鼓氨化粒化器操作245
一、磷酸铵生产中转鼓氨化粒化器的操作要点245
二、磷酸铵生产中转鼓氨化粒化器操作的异常现象及处理247
三、磷酸铵生产中转鼓氨化粒化器的安全操作事项247
思考与练习247
任务五掌握硝酸磷肥生产工艺知识248
一、硝酸分解磷矿粉的化学反应248
二、硝酸分解磷矿粉工艺条件的选择248
三、硝酸磷肥生产的工艺流程249
思考与练习250
任务六熟悉冷冻法硝酸磷肥生产的中和器250
一、冷冻法硝酸磷肥生产的中和器结构特点250
二、冷冻法硝酸磷肥生产的中和器维护要点251
思考与练习251
任务七懂得冷冻法硝酸磷肥生产的中和器操作252
一、冷冻法硝酸磷肥生产的中和器操作要点252
二、冷冻法硝酸磷肥生产的中和器操作异常现象及处理252
思考与练习253
任务八掌握复混肥生产工艺知识253
一、复混肥生产的化学反应253
二、复混肥生产工艺条件的选择255
三、复混肥生产的工艺流程256
思考与练习257
任务九熟悉复混肥生产的转鼓造粒机257
一、复混肥生产的转鼓造粒机结构特点257
二、复混肥生产的转鼓造粒机维护要点259
思考与练习260
任务十懂得复混肥生产的转鼓造粒机操作260
一、复混肥生产的转鼓造粒机操作要点260
二、复混肥生产的转鼓造粒机操作异常现象及处理261
三、复混肥生产的转鼓造粒机的安全操作事项261
思考与练习261
任务十一了解掺混肥和液体肥料261
一、掺混肥261
二、液体肥料262
参考文献263