【正文】 一 章 綜 述 蘇打粉簡介 小蘇打是重要的無機(jī)化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、食品、輕工、紡織等工業(yè)部門以及人們的日常生活，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。 蘇打粉性質(zhì) 蘇打粉俗稱小蘇打即碳酸氫鈉（ Sodium Bicarbonate）， 白色 粉末或單斜晶 結(jié)晶 性粉 末，無臭、味咸、易溶于水，但比碳酸鈉在水中的溶解度小，不溶于乙醇，在潮濕空氣中緩慢分解。 25℃ 新鮮配制的 。同時(shí)用作羊毛的 洗滌劑 ，以及用于農(nóng)業(yè)浸種等。冶金工業(yè)用作澆鑄鋼錠的 助熔劑 。醫(yī)藥工業(yè)用作制酸劑的原料。在小麥粉中的添加量 20g/kg。尚可用于食品燙漂、去澀味。家畜飼料中用作飼料添加劑，可以使禽類、畜類多產(chǎn) 蛋產(chǎn)奶。 純堿和二氧化碳 反應(yīng)制小蘇打 該法比濕分解法 [2]有如下優(yōu)點(diǎn) ：（ 1） 不損失 NH3 （ 2） 所需的生產(chǎn)設(shè)備幾乎與制造純堿一樣 ， 因而可利用純堿廠的舊機(jī)器設(shè)備 ； （ 3）可綜合利用純堿廠的二氧化碳；（ 4）可制得高質(zhì)量的小蘇打（如醫(yī)藥用和試劑級小蘇打）。 4 該法工藝設(shè)備簡單，成本低 、 投資少 、 上馬快。間歇法與連續(xù)法的不同點(diǎn)就在于：前者碳化反應(yīng)系分批間歇 進(jìn)行，后者是連續(xù)進(jìn)行， 即純堿水榕液不斷從塔頂進(jìn)入， NaHCO3懸浮液不斷從塔底放出。 用純堿 制小蘇打最好附設(shè)在純堿生產(chǎn)廠，這樣一可充分利用堿廠的高濃度 CO2氣體及其凈化、冷卻和壓送設(shè)備，從而降低成本，提高設(shè)備利用率；二可免去純堿包裝、運(yùn)輸、拆包等手續(xù)和費(fèi)用，并可避免堿粉途耗損失（據(jù)統(tǒng)計(jì)約為 3%左右）； 三可綜合利用堿廠廢堿水廢熱；四可降低管理、經(jīng)營費(fèi)用，并增加產(chǎn)品和收益；五是如把純堿運(yùn)往各地作為小蘇打的原料，還不如把做好的小蘇打成品運(yùn)往各地，這樣在同樣要運(yùn)輸?shù)那闆r下，可為國家節(jié)約大量的小蘇打生產(chǎn)廠的設(shè)備投資和人力、物力、財(cái)力。在美國目前不再生產(chǎn)合成純堿，純堿和小蘇打都是用天然堿制造。氯化鈉和氨的含 量越多，生成 NaHC03的反應(yīng)就越完全。對于氯化鈉來源較豐富的化肥廠、制堿廠，用該法既可制得小蘇打或純堿，又可制得化肥，不失為一個較好的綜合生產(chǎn)方法。最后為確定的工藝設(shè)計(jì)合理的自動控制系統(tǒng)。 本設(shè)計(jì)擬采取用噴霧干燥器附加一些附屬設(shè)備對蘇打粉料漿干燥生產(chǎn)，得到產(chǎn)品合格的蘇打粉固體顆粒的要求。 圖 蘇打粉干燥工段工藝流程 噴霧干燥的優(yōu)點(diǎn)主要是： 干燥速度快 、 產(chǎn)品具有良好的分散性和溶解性 、 生產(chǎn)過程簡7 化，操作控制方便 、 產(chǎn)品純度高，生產(chǎn)環(huán)境好 、 適宜于連續(xù)化大規(guī)模生 產(chǎn)。 噴霧干燥階段的核心元件是霧化器，霧化器有多種形式，其中普通洗衣粉的生產(chǎn)以壓力式霧化器使用最為普遍。這時(shí)，料液的部分靜壓能轉(zhuǎn)化為動能，使料液形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 由設(shè)計(jì)條件知，產(chǎn)品產(chǎn)量為 G=5555kg/h；由選定蘇打粉的物性知：其密度32 /2150 mkg?? ；比熱容 )/( ℃kgkJc ?? ；顆粒的平均粒徑 md ?1202 ? 。 噴霧干燥常用來處理濕含量在 20%— 60%的溶液。年平均溫度12℃ ，年平均相對濕度 70%。由 HI 圖查出， 。 12 霧滴在恒速階段的干燥時(shí)間 1? [10] 恒速階段熱空氣與液滴的溫度變化：空氣： 150 130?℃ ℃ 液滴： ℃℃ 4420 ? 平均推動力為 ? ? ? ?1150 20 130 44 150 20ln130 44t ? ? ?? ? ???℃ ? ? ? ? ? ?224422111 512 3 9 0 1 9 2 4 1 . 3 4 1 0 1 . 2 1 0 2 . 6 0 68 8 2 . 8 1 0 1 0 6 . 8cr d d st????????? ? ? ?? ????? ? ?? ? ? ? （ 39） 霧滴在降速階段的干燥時(shí)間 2? [11] 降速階段熱空氣與物料的溫度變化 空氣： ℃℃ 6090 ? 物料： ℃℃ 5546 ? 平均推動力為 ： ? ? ? ? ? ?242 222 522 3 9 0 1 . 3 4 1 0 2 1 5 0 0 . 0 6 7 0 . 0 0 5 0 . 5 9 71 2 1 2 2 . 8 1 0 2 8 . 5ccr d X X st?? ???? ? ? ? ??? ? ?? ? ? ? 霧滴干燥所需時(shí)間 ? [12] 12 2. 60 6 0. 60 3. 20 6 s? ? ?? ? ? ? ? 壓力噴嘴主要尺寸的確定 為了了使塔徑不致過大，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選取 ??49? 。由 039。1010 ?? RrA RrA ? 得 00113 . 1 4 3 1 5 3 . 5 1 0 . 72 2 39。?A 很 接近，不必復(fù)算，可以滿足設(shè)計(jì)要求。 如取 Re=100，由aaxud ? ?10Re ? ，與 Re 100? 對應(yīng)的霧滴水平飛行速度為 341Re 1 0 0 0 . 0 2 2 1 0 1 8 . 2 4 /1 . 3 4 1 0 0 . 9 0ax au m sd ????? ??? ? ?? ? ? （ 310） 由 Re 與 ???5102Re 2Re(Re)?d的列線圖查出 552 10 2 10 2 2 222100 145( R e ) ( R e ) 5 10 10 5 10R e R eddA ???? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ????? (311) 相應(yīng)的的停留時(shí)間為 ? ? 2242 31134 0 . 4 5 1 0 1 . 3 4 1 0 1 9 2 44 9 . 4 2 1 03 3 0 . 0 2 2 1 0aAd s?? ??? ??? ? ? ? ?? ? ? ??? （ 312） 其余各項(xiàng)計(jì)算結(jié)果列于表 。 由 0Re 319? 查出 2400Re 10? ??； 52400 11 2 . 0 9 1 0R e 4 . 8 1 0 1 1 2 . 5?? ?? ? ?? ? ? τ ,s u x,m/s 16 ② 取一系列雷諾數(shù) 12R e 3 1 9 . . . R e 2 0 0 R e 4 . 1f? ? ? ?，由 2ReRe ?與 的關(guān)系列線圖查出相應(yīng)的 2Re? 值，再計(jì)算出相應(yīng)的?? ?2Re1值，結(jié)果列于表 。 2 . 7 8 1 0 0 . 4 1 23 R e 3 0 . 0 2 2 1 0ad d s?? ? ? ?? ??? ? ?? ? ? ? ?? ? ?? 其余各項(xiàng)計(jì)算結(jié)果列于表 。由圖解積分得到霧滴降速運(yùn)動時(shí)間內(nèi)的下降距離為： 0 .2 8 61 0 39。 39。? u y，m/s 18 塔的有效高度 H ： 12 1 .6 3 6 2 .1 8 4 3 .8 2H H H m? ? ? ? ? 圓整后取 mH 4? 。 1 5 0 1 2 2 2 7 0 0 1 . 0 0 9 1 5 0 1 2 3 1 6 0 0 0 0 /Q L C p k J h? ? ? ? ? ? ? 由散熱排管的選擇曲線查出，選擇 7D 型排管，表面風(fēng)速為 sm/ ，則所需排管的受風(fēng)面積為 2111 .0 4 1 .0 4 2 2 3 0 5 2 .13 6 0 0 39。 引風(fēng)機(jī) 引風(fēng)機(jī)入 口處的空氣溫度取 ℃t 405? ，濕度 52 0. 12 /H H k g k g?? 水 絕 干 氣 20 ? ? ? ? 3555 273 2 7 3 4 00 . 7 7 3 1 . 2 4 4 0 . 7 7 3 1 . 2 4 4 0 . 1 2 1 . 0 1 /2 7 3 2 7 3tv H m k g? ?? ? ? ? ? ? 絕 干 氣 引風(fēng)機(jī)所需風(fēng)量為 355 2 2 5 6 6 1 . 0 1 2 4 6 2 4 /V L v m h? ? ? ? ? 系統(tǒng)后段空氣的平均溫度取 50℃ ，由手冊查出，空氣在 50℃ 下的密度的值為3/ mkg ，則引風(fēng)機(jī)所需風(fēng)壓為 1 .24 3 0 0 4 7 7 7 .81 .0 8 Pa?? 選用 ? 型離心通風(fēng)機(jī)，其風(fēng)量為 325000 /mh，風(fēng)壓為 Pa5750 。 車間布局 圖 車間布局 蘇打粉干燥工藝的廠區(qū)布局大致為：蘇打粉包裝車間設(shè)置在大門口處，因?yàn)樵诖颂幏奖惝a(chǎn)品的運(yùn)輸，生活區(qū)以及運(yùn)輸?shù)缆返陌才虐凑站徒奖阋约鞍踩? 噴 霧干燥器 空 氣 加 熱 器 鼓 風(fēng) 機(jī) 引 風(fēng) 機(jī) 旋 風(fēng) 分 離 器 袋 濾 器 22 大門 存儲車間 包裝車間 生產(chǎn)車間 圖 生 活 區(qū) 23 結(jié) 論 該設(shè)計(jì)在蘇打粉生產(chǎn)工藝的前提下，經(jīng)過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料，進(jìn)行了噴霧干燥器的相關(guān)計(jì)算，得到如下結(jié)論： （ 1） 通過對系統(tǒng)內(nèi)熱量衡算，質(zhì)量衡算計(jì)算出干燥器直徑 D=，高 H=4m，處理能力為 4 萬噸 /年。比氣流式干燥器更為精細(xì)、質(zhì)量更好。 （ 5） 蘇打粉生產(chǎn)過程中污水處理方法探究 根 據(jù)氨堿廢液和工業(yè)廢鹽綜合處理后所得到產(chǎn)品（二水硫酸鈣）純度的要求考慮，目前工程上較常見、研究資料比較齊全的方法有：路布蘭法、芒硝液相制堿法、芒硝轉(zhuǎn)化法制堿、利用堿廢液與工業(yè)副產(chǎn)高低溫鹽制備硫酸鈣。 提高熱載體的進(jìn)口溫度，降低其出口溫度。袋濾器選用 MC481 型脈沖袋濾器， 選用 ANo ?? 型離心通風(fēng)機(jī)。而二氧化碳進(jìn)入碳化塔過程中，采用壓力控制器進(jìn)行控制，若壓力不合適，則可以通過執(zhí)行器控制閥門的 大小，來調(diào)節(jié)二氧化碳的壓力，同樣碳酸鈉溶液進(jìn)入碳化塔之前，用流量控制器進(jìn)行控制，滿足年產(chǎn)四萬噸的工藝設(shè)計(jì)。 袋濾器 進(jìn)入袋濾器的氣體溫度取 50℃ ，濕度為 42 0. 12 /H H k g k g?? 水 絕 干 氣 ? ? ? ? 3444 273 2 7 3 5 00 . 7 7 3 1 . 2 4 4 0 . 7 7 3 1 . 2 4 4 0 . 1 2 1 . 0 9 /2 7 3 2 7 3tv H m k g? ?? ? ? ? ? ? 絕 干 氣氣體流量為： 344 2 2 5 6 6 1 . 0 9 2 4 6 2 4 /V L v m h? ? ? ? ? 過濾氣速取 4 /minm ，所需過濾面積為 224624 10260 3 m?? 查脈沖袋濾器造型表，選用 MC481 型脈沖袋濾器。 熱風(fēng)出口接管管徑 2D ? ? ? ? 3222 273 2 7 3 6 00 . 7 7 3 1 . 2 4 4 0 . 7 7 3 1 . 2 4 4 0 . 1 2 1 . 1 2 /2 7 3 2 7 3tv H m k g? ?? ? ? ? ? ? 絕 干 氣 熱風(fēng)出口流量為： 322 2 2 5 6 6 1 . 1 2 2 5 3 8 6 /V L v m h? ? ? ? ? 取熱風(fēng)出口接管內(nèi)的氣速為 30 /ms，則出口接管管徑為： 2224 / 3 6 0 0 4 2 5 3 8 6 / 3 6 0 0 0 . 5 4 73 . 1 4 3 0VDmu? ?? ? ??? 圓整后 2 550D mm? 。39。?～uy 關(guān)系曲線圖 （ 2）等速運(yùn)動時(shí)間內(nèi)霧滴的下降距離 2H 霧滴在等速運(yùn)動時(shí)間內(nèi)的沉降速度為： 341Re 4 . 1 0 . 0 2 2 1 0 0 . 7 4 8 /1 . 3 4 1 0 0 . 9fatau m sd?? ????? ? ??? 霧滴等速運(yùn)動的時(shí)間為： 39。? 為橫坐標(biāo)， yu 為縱坐標(biāo)作圖，得到 39