【正文】 ....................................... 26 各效總傳熱系數(shù)的假定 ........................................................................... 26 各效蒸發(fā)面積的計(jì)算 ..................................................................................... 26 物料衡算和能量衡算 ......................................................................................... 27 物料衡算 ................................................................................................ 27 能量衡算 .................................................................................................. 27 4 片堿工段主體設(shè)備設(shè)計(jì) ......................................................................................... 29 各效蒸汽的體積流量 ......................................................................................... 29 各效加熱蒸氣上升速度 ..................................................................................... 29 液膜厚度的確定 ................................................................................................ 30 攀枝花學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 目錄 III 蒸汽接管 .......................................................................................................... 30 冷凝水出口接管 ................................................................................................ 31 料液進(jìn)出管口的確定 ......................................................................................... 31 封頭及法蘭的選用 ............................................................................................ 33 U 形膨脹節(jié) ....................................................................................................... 33 管板的設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 34 支座的設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 35 蒸汽冷凝器的設(shè)計(jì) ........................................................................................... 35 折流板的設(shè)計(jì)選用 ........................................................................................... 36 折流板的布置 ....................................................................................... 36 折流板的選用 ....................................................................................... 37 防沖板的位置和尺寸 ....................................................................................... 37 液體分布器 ..................................................................................................... 38 除沫器 ............................................................................................................ 38 分離室的高度 H .............................................................................................. 38 三效主體設(shè)備設(shè)計(jì) ........................................................................................... 38 總的燃燒熱 ........................................................................................... 39 HTS 物性確定 ....................................................................................... 39 設(shè)備一覽表 ..................................................................................................... 41 5 設(shè) 計(jì) 評 述 ......................................................................................................... 42 6 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................ 43 7 致 謝 .................................................................................................................. 45攀枝花學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 1 概述 1 1 概述 氯堿工業(yè)及其重要性 工業(yè)上用電解飽和 NaCl 溶液的方法來制取 NaOH、 Cl2 和 H2，并以它們?yōu)樵仙a(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，稱為氯堿工業(yè)。氯堿工業(yè)是基本無機(jī)化工之一。主要產(chǎn)品是氯氣和燒堿（氫氧化鈉），在國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中占有重要地位。隨著紡織、造紙、冶金、有機(jī)、無機(jī)化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，特別是石油化工的興起，氯堿工業(yè)發(fā)展迅速。氯堿工業(yè)是最基本的化學(xué)工業(yè)之一，它的產(chǎn)品除應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)本身外， 還廣泛應(yīng)用于輕工業(yè)、紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、石油化學(xué)工業(yè)以及公用事業(yè)。 生產(chǎn)燒堿和氯氣有著悠久的歷史，早在中世紀(jì)就發(fā)現(xiàn)了存在于鹽湖中的 純堿，以純堿和石灰為原料制取 NaOH 的方法即苛化法： ???? 3232 2)( C a C ON a O HOHCaCONa 因?yàn)榭粱^程需要加熱，因此就將 NaOH 稱為燒堿，以別于天然堿 32CONa 。直到 19 世紀(jì)末，世界上一直以苛化法生產(chǎn)燒堿 [1]。 采用電解法制燒堿始于 1890 年，隔膜法和水銀法幾乎差不多同時發(fā)明。電解食鹽水溶液同時制取氯和燒堿的方法（稱電解法 ），在 19 世紀(jì)初已經(jīng)提出，但直到 19 世紀(jì)末，大功率直流發(fā)電機(jī)研制成功，才使該法得以工業(yè)化。第一個制氯的工廠于 1890 年在德國建成， 1893 年在美國紐約建成第一個電解食鹽水制取氯和氫氧化鈉的工廠。第一次世界大戰(zhàn)前后，隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，氯不僅用于漂白、殺菌，還用于生產(chǎn)各種有機(jī)、無機(jī)化學(xué)品以及軍事化學(xué)品等。 20 世紀(jì) 40年代以后，石油化工興起，氯氣需要量激增，以電解食鹽水溶液為基礎(chǔ)的氯堿工業(yè)開始形成并迅速發(fā)展。 50 年代后，苛化法只在電源不足之處生產(chǎn)燒堿。氯堿生產(chǎn)用電量大，降低能耗始終是電解法的核心問題。因此，提高 電流效率，降低槽電壓和提高大功率整流器效率，降低堿液蒸發(fā)能耗，以及防止環(huán)境污染等，一直是氯堿工業(yè)的努力方向。 隔膜法于 1890 年在德國首先出現(xiàn)，為了連續(xù)有效地將電解槽中的陰、陽極產(chǎn)物隔開， 1890 年德國使用了水泥微孔隔膜來隔開陽極、陰極產(chǎn)物，這種方法稱隔膜電解法。以后，改用石棉濾過性隔膜，以減少陰極室氫氧離子向陽極室的擴(kuò)散。這不僅適用于連續(xù)生產(chǎn)，而且可以在高電流效率下，制取較高濃度的堿液。1892 年美國人 ，其特點(diǎn)是采用汞陰極，使陰極的最終產(chǎn)物氫氧化鈉和 氫氣，不直接在電解槽而在解汞攀枝花學(xué)院?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì) 1 概述 2 槽中生成，以隔離兩極的電解產(chǎn)物。這種方法所制取的堿液純度高、濃度大。 1897年英國和美國同年建成水銀電解法制氯堿的工廠。 20 世紀(jì)以來，水銀法工廠大部分沿用水平式長方形電解槽，解汞槽則由水平式改為直立式，目的在于提高電解槽的電流效率和生產(chǎn)能力。隔膜法電解槽結(jié)構(gòu)也不斷改進(jìn)，如電極由水平式改為直立式，其中隔膜直接吸附在陰極網(wǎng)表面，以降低槽電壓和提高生產(chǎn)強(qiáng)度。立式吸附隔膜電解槽代表了 20 世紀(jì) 60 年代隔膜法的先進(jìn)水平。第一臺水銀法電解槽是在 1892 年取得專利。這不僅適用于連續(xù)生產(chǎn)，而且可以 在高電流效率下，制取較高濃度的堿液。食鹽電解工業(yè)發(fā)展中的困難，首先是如何將陽極產(chǎn)生的氯氣與陰極產(chǎn)生的氫氣和氫氧化鈉分開，不致發(fā)生爆炸和生成氯酸鈉，以上兩種生產(chǎn)方法都成功地解決了這個難題。前者以多孔隔膜將陰陽兩極隔開；后者則以生成鈉汞齊的方法使氯氣分開。這樣，就奠定了兩種不同的生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)，并一直沿用到現(xiàn)在 [2]。 隔膜法制得的堿液，濃度較低，而且含有氯化鈉，需要進(jìn)行蒸發(fā)濃縮和脫鹽等后加工處理。水銀法雖可得高純度的濃堿，但有汞害。因之離子膜電解法（簡稱離子膜法）應(yīng)運(yùn)而生。 而在 20 世紀(jì) 50年代和 60 年代早期， 一些著名的公司對離子膜電解這項(xiàng)嶄新的技術(shù)著手研究，終究未能或得具有實(shí)用性的成果。直到1966 年美國 Du PonT 公司開發(fā)了化學(xué)性穩(wěn)定的，用語宇宙燃料電池的全氟磺酸陽離子交換膜，即 Nafion 膜。為離子膜法電解食鹽水溶液的工藝的工業(yè)化鋪平了道路。 1970 年開發(fā)出帶有增強(qiáng)網(wǎng)的離子膜， 1978 年離子膜技術(shù)在全球氯堿生產(chǎn)技術(shù)中占 1％， 1980 年在美國建立了離子膜生產(chǎn)廠 ， 1975 年日本旭化成公司成功地在延 岡 工廠用 Nation 315 膜生產(chǎn)燒堿．第一次實(shí)現(xiàn)了離子膜法燒堿的 工業(yè)生產(chǎn)。針對電壓和強(qiáng)度的相互矛盾關(guān)系，杜邦公司 于 20xx 年前后研制 NX2020膜折衷了 N966 和 N982 的優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)度高、電壓低，比較適合目前氯堿生產(chǎn)的需求。 而另一生產(chǎn)商 日本旭化成公司 在 1976 年用全氟羧酸膜取代了杜邦公司的全氟磺酸膜，接著又開發(fā)了羧酸 磺酸復(fù)合膜。在 1993 年開發(fā)了當(dāng)時世界上性能最佳的 ACIPLEXF4202離子膜，并于 1997年開發(fā)出新型的 ACIPLEXF4203離子膜，在世界上首次實(shí)現(xiàn)了電解電壓下降到 3 V 以下的新型離子膜。 我國氯堿行業(yè)引進(jìn)最多的是離子膜法燒堿技術(shù)裝置。自 20 世紀(jì) 80 年代開始，離子膜法燒堿技術(shù)裝置經(jīng)歷了“ 空白技術(shù)、急需引進(jìn)”和“發(fā)展技術(shù)，完善 引 進(jìn)”兩個階段，先后從日本、美國、英國、意大利、德國等 5國的 9大世界知名公司引進(jìn)各