【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 課 題 名 稱 年產(chǎn) 30 萬噸液堿工藝初步設(shè)計(jì) —— 鹽水工段工藝及前反應(yīng)桶設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名 學(xué) 號(hào) 系、年級(jí)專業(yè) 生物與化學(xué)工程系 10 級(jí)化學(xué)工程與工藝 指 導(dǎo) 教 師 職 稱 副 教 授、講 師 2021 年 5 月 21 日 邵陽學(xué)院 （ 2021） 畢業(yè)論文 I 摘 要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為年產(chǎn) 30 萬噸液堿工藝初步設(shè)計(jì) —— 鹽水工段工藝及前反應(yīng)桶設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)工藝部分，主要完成了對(duì)鹽水精制工藝方法進(jìn)行比較和選擇，并設(shè)計(jì)出適宜的工藝生產(chǎn)方法及流程。采用 A2 圖紙繪制帶控制點(diǎn)工藝流程圖。列出鹽水工段工藝控制指標(biāo)作為衡算的基準(zhǔn)，對(duì)鹽水工段工藝?yán)L制衡算示意圖，進(jìn)行物料衡算和熱量衡算，最終列出衡算表。 本次設(shè)計(jì) 對(duì)關(guān)鍵設(shè)備前反應(yīng)桶進(jìn)行詳細(xì)的工藝及設(shè)備設(shè)計(jì)；列出鹽水工段主要設(shè)備表，采用 A2 圖紙繪制前反應(yīng)桶設(shè)備裝配圖。編制設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 本次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵設(shè)備前反應(yīng)桶因其無需夾套人孔等裝置，故采用非標(biāo)反應(yīng)釜，長徑比取為 2。 本設(shè)計(jì)在槽壁上設(shè)置了四塊指型擋板，以避免出現(xiàn)鹽水打旋現(xiàn)象。 前反應(yīng)桶的封頭采用 45 度折邊錐形，本設(shè)計(jì)已列出了封頭的詳細(xì)的計(jì)算參數(shù)。本設(shè)計(jì)中前反應(yīng)桶的攪拌機(jī)選擇單層二折葉槳式攪拌機(jī)：折葉角度為 45 度，相較于平直式攪拌機(jī)來說功耗更少操作費(fèi)用更低。 關(guān)鍵詞 ： 液堿；鹽水精制；物料衡算；熱量衡算；前反應(yīng)桶 邵陽學(xué)院 （ 2021） 畢業(yè)論文 II The Design of Annual Production Capacity of 30,0000 Tons of liquid caustic soda— the Design of saline process and the before reaction barrels Summary The graduation design topic for the design of annual production capacity of 300000 tons of liquid caustic soda – the design of saline process and the before reaction barrels. The design of the main pleted the review and selection of the production method of industrial design process for the production of liquid caustic soda, appropriate methods and processes, using drawings A2 drawings drawing the process flow chart with control points. The absorption section for material balance and heat balance, balance sheet lists, list control index of saline process. The key equipment of the before reaction barrels for process and equipment of the before reaction barrels for process and equipment design detailed list of main equipment table saline. This design has used A2 drawing the before reaction barrels equipment assembly drawings and Formulated the design specification. The design of key equipmentthe before reaction barrel, because its has not jacket and manhole and so on, is nonstandard reaction kettle, which is adopted to that the height to diameter is 2. This design has set up four vertical baffle on tank walls, which could avoid salt water to swirl. The before reaction barrel’s gland uses 45 degrees of ruffled taper, and this design has been listed a detailed calculation parameters for the gland. the before reaction barrel chooses a single twin hinged paddled agitator in my design : leaf Angle of 45 degrees, pared to straight paddled agitator, which has less operation and the cost is lower under the same displacement power consumption. Key words: liquid caustic soda。 brine purification。 material balance。 heat balance。 the before reaction barrels 邵陽學(xué)院 （ 2021） 畢業(yè)論文 3 目 錄 中文摘要 ……………………………………………………………… Ⅰ 英文摘要 ……………………………………………………………… Ⅱ 1 前 言 ................................................. 1 2 概述 .................................................. 2 概述 ............................................. 2 國內(nèi)外氯堿工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀 ......................... 2 液堿的用途 ....................................... 3 液堿的腐蝕性、安全和貯運(yùn) .......................... 3 鹽水工段精制方案確定及鹽水精制工藝簡介 ............ 3 液堿工藝鹽水精制工段的主要原理，鹽水精制工藝關(guān)鍵點(diǎn) 5 本設(shè)計(jì)準(zhǔn)備采取的措施 ............................. 6 鹽水工藝參數(shù) ..................................... 7 3 工藝計(jì)算 ............................................. 8 物料衡算 ......................................... 8 熱量衡算 ........................................ 22 前反應(yīng)桶幾何數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì) .......................... 24 前反應(yīng)桶中攪拌機(jī)的設(shè)計(jì) ........................... 29 攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)匯總 ............................ 33 4 反應(yīng)釜附屬部件的設(shè)計(jì) .................................. 33 接管及其法蘭選擇 ................................ 33 5 總 結(jié) ................................................ 35 6 參考文獻(xiàn) ............................................. 36 邵陽學(xué)院 （ 2021） 畢業(yè)論文 4 7 致謝 .................................................. 37 附：工程圖紙 邵陽學(xué)院 （ 2021） 畢業(yè)論文 1 1 前 言 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是結(jié)合了實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過程來進(jìn)行。本次設(shè)計(jì)內(nèi)容為年產(chǎn)30萬噸液堿工藝初步設(shè)計(jì) —— 鹽水工段工藝及前反應(yīng)桶設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)說明書總共分為五個(gè)部分 。第一部分為概述，主要闡述了燒堿的物理化學(xué)性質(zhì)，用途和生產(chǎn)發(fā)展?fàn)顩r，并結(jié)合國內(nèi)外合成液堿工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，選擇了較為優(yōu)化的工藝流程方案；第二部分是鹽水工段工藝設(shè)計(jì)計(jì)算部分，對(duì)鹽水精制工段進(jìn)行了物料衡算和熱量衡算，列出了相應(yīng)的符合規(guī)范的物料衡算表和熱量衡算表；第三部分主要為設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算和選型，對(duì)關(guān)鍵設(shè)備前反應(yīng)桶進(jìn)行設(shè)備設(shè)計(jì)，作出了相應(yīng)的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算及附件的選型計(jì)算，材料選擇等；第四部分為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的總結(jié)，致謝，參考文獻(xiàn)等；第五部分是設(shè)計(jì)附件，包括鹽水工段工藝流程圖及前反應(yīng)桶的設(shè)備裝配圖。 邵陽學(xué)院 （ 2021） 畢業(yè)論文 2 2 概述 概述 我國液堿生產(chǎn)所用原鹽主要有粉鹽、海鹽、湖鹽、井鹽和液體（鹵水）等。但這些沒有經(jīng)過處理的原鹽除了 NaCl 含有外，還含有鈣、鎂離子、硫酸根離子、有機(jī)生物體、不溶性物質(zhì)等。一旦鹽水中含有的這些有害雜質(zhì)含量超過控制指標(biāo)，將會(huì)多種危害：一、陽離子電解過程中與氫氧根離子產(chǎn)生沉淀會(huì)堵塞電解槽的離子膜，導(dǎo)致槽電壓升高、電流效率下降、膜壽命縮短，甚至還會(huì)造成停車。二、硫酸根離子的存在能導(dǎo)致水失去電子產(chǎn)生氧氣，會(huì)降低氯氣的品質(zhì)，甚至可能產(chǎn)生安全隱患。因此食鹽溶液的電解 ，首先需要制備符合電解要求的氯化鈉溶液，即精制鹽水，對(duì)應(yīng)的工藝就是鹽水精制工藝。 本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)一次鹽水精制主要設(shè)備前反應(yīng)桶的工藝計(jì)算和設(shè)備選型。反應(yīng)桶內(nèi)，精制劑次氯酸鈉將藻類等有機(jī)物消解為小分子有機(jī)物，原鹽中的不溶性雜質(zhì)充分沉淀，經(jīng)過 45度折邊錐形封頭良好匯集能力，定期排出。 加入了相應(yīng)的精致劑鹽水從前反應(yīng)桶上部流入，由底部流出，并進(jìn)行攪拌混合，在反應(yīng)桶內(nèi)完成充分的精制反應(yīng)。在鹽水精制工藝的前反應(yīng)桶中攪拌轉(zhuǎn)速一般選取 30 r/min，由于釜體寬大需要較大的槳葉進(jìn)行攪拌，以及轉(zhuǎn)速較小，故攪拌器一般選擇為 槳式，而折葉式較平直式槳葉攪拌效率更高，故綜合考慮應(yīng)當(dāng)選擇二折葉槳式攪拌器。 由流入反應(yīng)桶的鹽水的流量較大和在反應(yīng)桶內(nèi)停留時(shí)間較長，故而該反應(yīng)器體型較大，所需攪拌機(jī)的功率和攪拌軸長度都會(huì)比較大。正因如此，設(shè)計(jì)攪拌機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮攪拌軸的強(qiáng)度是否達(dá)到要求；其次要在槽壁上設(shè)置擋板，以避免出現(xiàn)鹽水打旋現(xiàn)象，本設(shè)計(jì)中采用了指型擋板，相對(duì)于垂直擋板來說，指型擋板更節(jié)約能量，還可以使前反應(yīng)桶內(nèi)流體上下混合，達(dá)到更好的反應(yīng)效果。 國內(nèi)外氯堿工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀 我國氯堿工業(yè)起步較晚 ， 始建于 1920 年。 全國解放 以前 , 氯堿工業(yè)的發(fā)展 仍然 十分滯緩 。解放二十年以來，氯堿產(chǎn)量僅 萬噸 /年。改革開放以后，氯堿工業(yè)突飛猛進(jìn)，達(dá)到了 2123 萬噸，居于世界第五，僅次于美、德、日、俄。特別是，十一五期間，燒堿和聚氯乙烯產(chǎn)能躍居世界第一，成為真正的氯堿大國，時(shí)至今日，氯堿工業(yè)已經(jīng)成為化工行業(yè)原料的供應(yīng)站，應(yīng)用于輕工業(yè)、紡織業(yè)、造紙業(yè)、石油工業(yè)等等。但隨之而來的環(huán)境污染問題也日益嚴(yán)重，現(xiàn)在許多氯堿邵陽學(xué)院 （ 2021） 畢業(yè)論文 3 生產(chǎn)集團(tuán)公司面臨著國家經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的陣痛，特別是國營企業(yè)龐大的員工負(fù)擔(dān)等等，情勢已不容樂觀，但轉(zhuǎn)折也意味著轉(zhuǎn)機(jī)，希望這些企業(yè)迎難而上，完成 經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的蛻變，躋身世界強(qiáng)大企業(yè)之林，屆時(shí)我們國家一定會(huì)成為真正的氯堿強(qiáng)國。 對(duì)歐美國家氯堿產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的概括： ⑴以技術(shù)改造為手段，向節(jié)約生產(chǎn)能耗發(fā)展 ⑵以兼并聯(lián)合為方式，向擴(kuò)大企業(yè)規(guī)模發(fā)展 ⑶以氯堿為生產(chǎn)原料，發(fā)展精細(xì)化工戰(zhàn)略 液堿的用途 液堿是極為重要的化工原料，用途廣泛。 氯堿工業(yè)生產(chǎn)出的氫氧化鈉，氫氣和氯氣都是非常重要的化工原料。這些原料可以應(yīng)用于化工生產(chǎn)的方方面面，氫氧化鈉可以用于制作肥皂，石油工業(yè)、造紙工業(yè)、堿性催化劑；氫氣和氯氣可以用于 PVC 的生產(chǎn)工藝，冶金工業(yè)等等。 液堿的腐蝕性、安全和貯運(yùn) 液堿的腐蝕性極強(qiáng)，屬一級(jí)無機(jī)堿性腐蝕物品，危規(guī)編號(hào)： 8202