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年产60万吨烧碱膜法除硝工艺流程设计

摘要：烧碱膜法制碱是当今氯碱工业中崛起的新技术，本文介绍了烧碱膜法除硝工艺流程的特点，并且通过对现有的生产方法进行比较，确定了烧碱膜法除硝工艺流程在发展空间上的优势。文中系统的介绍了烧碱膜法除硝工艺流程的生产工艺，对盐水精制、电解、蒸发、片碱工段做了工艺流程的设计和选择。根据要求的年产60万吨的需求对电解槽进行物料衡算为电解槽选型提供依据，碱液蒸发工段进行了详细的物料、热量衡算，确定了所选工艺下的碱液处理量。通过查阅文献期刊，选择出最先进同时也是最适合该年产量的氯工程n-BiTAC电解槽。蒸发工段中根据碱液由32%蒸发浓缩到片碱的要求设计出满足其蒸发需要的双效逆流蒸发流程，同时对主体设备的结构和材料进行设计、选材。设计出一套蒸发室为直径2.9m高2.814m，加热室为直径1.5m高4m的强制外循环蒸发器。最后根据查阅的文献和计算结果参照93标准绘制出带控制点工艺流程图和设备图。

关键词：精制盐水；烧碱膜法；除硝工艺流程；蒸发器

 

目  录

摘要 I

Abstract Ⅱ

引言 1

第一章  工艺路线的选择 2

第二章  精制盐水工段 3

2.1 精盐水指标 3

2.2 原盐质量 3

2.3 淡盐水脱氯及过碱量控制 4

2.4 粗盐水含量、温度以及流量 4

2.5 精制剂的配制 4

2.6 助沉剂配制 5

2.7 精制反应时间 5

2.8 炭素管过滤器性质及工作要求 5

2.9 树脂塔的操作要点 5

2.9.1 树脂塔最大流量 5

2.9.2 盐水温度 5

2.9.3 盐水pH值 6

2.9.4 树脂塔压差控制 6

第三章  电解工段的物料衡算 7

3.1烧碱膜法交换原理 7

3.2电解槽内物料衡算 7

3.2.1计算依据 7

3.2.2计划任务 7

3.2.3电解槽选型 7

3.2.4物料衡算 8

第四章  电解液蒸发 11

4.1蒸发概论 11

4.1.1碱液蒸发的基本概念 11

4.1.2烧碱膜法碱液蒸发的特点 11

4.2蒸发流程及设备类型选择 11

4.2.1蒸发流程 11

4.2.2蒸发设备 13

4.3蒸发工艺计算 14

4.3.1蒸发水量的计算 14

4.3.2各效传热温度差的计算 15

4.3.3各效物料、热量衡算 17

4.3.4各效所需传热面积的计算 19

4.3.5试差计算 19

第五章  固碱工艺 25

5.1固碱流程选择 25

5.2固碱热量、物料衡算 25

5.2.1降膜蒸发器 25

5.2.2降膜浓缩器 26

5.3烧碱膜法固碱种类 27

第六章  主要设备选型和设计 29

6.1电解槽选型及依据 29

6.2蒸发设备的计算 31

6.2.1蒸发器加热管数及加热室直径的计算 31

6.2.2蒸发器循环管的计算 32

6.2.3蒸发器分离室的计算 32

6.2.4接管尺寸的计算 33

结论 35

致谢 36

参考文献 37

 

引言

烧碱膜法制碱是当今氯碱工业中崛起的新技术，烧碱膜法除硝工艺流程不仅质量好，能耗低，而且从根本上解决了由石棉隔膜法制碱造成的石棉绒对水质的污染和对操作人员健康的影响。它可用于棉纺、化纤、医药、造纸和食品工业，近年来，市场对烧碱膜法除硝工艺流程的需求明显上升，特别是纺织业，对烧碱膜法除硝工艺流程及其联产品氯气的需求迅速增加。烧碱膜法制碱技术具有国际先进水平，被国家确定为化工重点发展的七大工程之一。同时符合国家提倡的企业“做大、做强、做优”及“高新技术产业化、传统产业高新技术化、优化企业产品结构”的产业政策，通过采用新技术、新工艺，提高产品质量，降低原料消耗，减少“三废”排放，实现清洁生产和循环经济。

本次设计的课题是每年60万吨烧碱膜法除硝工艺流程电解、蒸发、片碱工段的工艺设计，通过查阅相关资料得知，我国烧碱膜法制碱技术从国外引进到部分技术国产化只有短短十几年，和国外相比有较大差距。本次设计对电解、蒸发、片碱工段作了工艺流程的选择，并结合氯碱工业的经验数据对蒸发工段作了物料衡算、热量衡算以及主体设备的选型和设计，确定了在所选工艺下的盐水耗用量，蒸汽耗量，主体设备结构。

通过此次设计，全面培养和检查了我综合运用所学知识提高理论联系实际的能力和素质，巩固和加深了基础知识和基本技能训练。通过进行初步设计的学习和训练，从而将所学的知识由感性认识提高到理性认识，为以后工作奠定基础。 由于自身能力所限，设计中的疏漏在所难免，敬请各位老师能给予批评和指正。

 

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