联碱碳化塔生产装置是纯碱生产的主要装置,其分为机械设备和控制系统两大部分。针对某企业联碱碳化塔长期运行,出现能源消耗高、传质效率偏低、控制系统不够智能化等问题,通过对国内外碳化塔的研究,设计了具有提高结晶质量、节能降耗实时监测的碳化生产装置。本论文的主要工作内容如下:（1）根据联碱碳化塔生产碳酸氢钠的工艺原理和工况,分析了碳酸氢钠结晶的影响因数和碳化塔节能降耗的影响因数,从提高塔内碳酸氢钠结晶的质量因数出发,为了提高碳酸氢钠结晶质量,选择设计一种能提高结晶质量、多段循环的碳化塔结构,从而达到节能降耗的目的。（2）依据以上分析,首先进行碳化塔总体设计,然后对碳化塔进行设计计算,并对碳化塔关键零部件设计,最终对联碱碳化塔生产装置优化设计出一种带螺旋管冷凝器的多段循环碳化塔,并确定了多段循环碳化塔结构与工作原理。（3）对多段循环碳化塔循环部分进行了温度场数值模拟,运用有限元分析软件对循环碳化塔内螺旋管冷凝器加中心筒的结构性能进行分析研究,模拟了螺旋管冷凝器加中心筒的结构对塔体内温度分布和流体速度的影响。以内冷器中心筒+筛板为内部结构的循环碳化塔时,塔内温度从螺旋管冷凝器到塔体的温度小于中心筒内的温度。合理设计了循环碳化塔内部的排布结构。（4）根据多段循环碳化塔的结构设计计算与数值模拟分析,对DCS控制系统进行总体设计,选用科远NT6000控制系统,硬件部分设计根据需要进行测点分配和硬件的选型,软件部分依旧组态流程对算法、数据库、人机界面进行组态。