【正文】 ............................................................................................... 27 4 片堿工段主體設備設計 ......................................................................................... 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 攀枝花學院?？飘厴I(yè)設計 目錄 III 蒸汽接管 .......................................................................................................... 30 冷凝水出口接管 ................................................................................................ 31 料液進出管口的確定 ......................................................................................... 31 封頭及法蘭的選用 ............................................................................................ 33 U 形膨脹節(jié) ....................................................................................................... 33 管板的設計 ....................................................................................................... 34 支座的設計 ..................................................................................................... 35 蒸汽冷凝器的設計 ........................................................................................... 35 折流板的設計選用 ........................................................................................... 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 三效主體設備設計 ........................................................................................... 38 總的燃燒熱 ........................................................................................... 39 HTS 物性確定 ....................................................................................... 39 設備一覽表 ..................................................................................................... 41 5 設 計 評 述 ......................................................................................................... 42 6 參考文獻 ................................................................................................................ 43 7 致 謝 .................................................................................................................. 45攀枝花學院專科畢業(yè)設計 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)是最基本的化學工業(yè)之一，它的產(chǎn)品除應用于化學工業(yè)本身外， 還廣泛應用于輕工業(yè)、紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、石油化學工業(yè)以及公用事業(yè)。電解食鹽水溶液同時制取氯和燒堿的方法（稱電解法 ），在 19 世紀初已經(jīng)提出，但直到 19 世紀末，大功率直流發(fā)電機研制成功，才使該法得以工業(yè)化。 50 年代后，苛化法只在電源不足之處生產(chǎn)燒堿。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散。 1897年英國和美國同年建成水銀電解法制氯堿的工廠。第一臺水銀法電解槽是在 1892 年取得專利。這樣，就奠定了兩種不同的生產(chǎn)工藝的基礎，并一直沿用到現(xiàn)在 [2]。 而在 20 世紀 50年代和 60 年代早期， 一些著名的公司對離子膜電解這項嶄新的技術著手研究，終究未能或得具有實用性的成果。針對電壓和強度的相互矛盾關系，杜邦公司 于 20xx 年前后研制 NX2020膜折衷了 N966 和 N982 的優(yōu)點，強度高、電壓低，比較適合目前氯堿生產(chǎn)的需求。自 20 世紀 80 年代開始，離子膜法燒堿技術裝置經(jīng)歷了“ 空白技術、急需引進”和“發(fā)展技術，完善 引 進”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各種型號規(guī)格的離子膜電解槽數(shù)十種。因此，電力供應情況和電價對氯堿產(chǎn)品的生產(chǎn)成本影響很大。因此就出現(xiàn)了燒堿和氯氣的供需平衡問題。由于氯氣不宜長途運輸，所以總是以氯氣的需要量來決定燒堿的產(chǎn)量，因此往往會出現(xiàn)燒減短缺現(xiàn)象。 選擇正確的防腐材料 ,選擇有資格 ,有經(jīng)驗的施工單位 ,不但可以確保良好的施工質量 ,起到應有的防腐效果 ,從而大大延長設備的使用壽命 ,為企業(yè)降低生產(chǎn)成本和維修費用 ,創(chuàng)造更大的利潤 .這也是防腐專業(yè)人員的價值所在 [6]。六十年代后，隨著石油化工的發(fā)展，進一步擴大了燒堿的用途。每生產(chǎn) 1噸粘膠纖維需要高純燒堿 1噸左右。 中國氯堿工業(yè)始于 20世紀 20年代末。不久，又研制成功立式吸附隔膜電解槽，并在全國推廣應用。至此，全國金屬陽極電解槽年生產(chǎn)能力達 800kt 堿，約占生產(chǎn)總量的1/3。然而近年來，由于市場的競爭日益激烈，我國各氯堿企業(yè)為了提高自身的競爭力，紛紛擴大燒堿裝置規(guī)模，從 1999 年開始，掀起了一輪燒堿擴建高潮，到 20xx 年其生產(chǎn)能力已從 1998 年的 6 860 kt/a 增至 8 000 kt/a，目前我國燒堿的總生 產(chǎn)能力已經(jīng)達到 8 620 kt/a，居世界第 2 位。 20xx 年在生產(chǎn)燒堿的同時，產(chǎn)出氯氣 6 280 kt； 20xx 年則同時產(chǎn)出氯氣 7 120 kt。 我國氯堿產(chǎn)業(yè)通過這一輪高速發(fā)展 ,形成了較為雄厚的產(chǎn)業(yè)基礎 ,呈現(xiàn)出向大規(guī)模、集約化方向發(fā)年 ,全國燒堿企業(yè)平均產(chǎn)能約七萬展的趨勢。但也應看到，目前國內氯堿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展存在一定程度的過熱和無序，今后一段時期將可能出現(xiàn)較為激烈的競爭局面。近幾年，我國大范圍的電力緊張和電價上漲，直接影響了氯堿產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟效益。 未來我國氯堿行業(yè)的產(chǎn)業(yè)格局應當是以區(qū)域性、功能型企業(yè)集團為主體的市場競爭格局，屆時兩種類型的企業(yè)在市場上將具有競爭力。堿電聯(lián)合、堿鹽聯(lián)合將成為發(fā)展趨勢，有條件的企業(yè)甚至可以采取煤、鹽 電 堿 塑料加工及建材的大聯(lián)合模式 [8]。在生產(chǎn)中運用減量，再利用，再循環(huán)的基本原則，成為實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的主要動力 [9]。目前國內使用的改性隔膜大部分是聚四氟乙烯乳液法改性隔膜。 水銀法所用的電解槽由電解室和解汞室組成。隔膜法和水銀法電解所用陽極以前一直采用石墨，它的缺點是消耗快，耗電多。近幾年來，國內氯堿企業(yè)普遍進行了以離子膜燒堿為中心的技術改造，電氣部門配合電解新工藝重新布局，引入了一系列的新技術新設備，從而提高了整流裝置的技術檔次和電氣綜合自動化水平。 攀枝花學院專科畢業(yè)設計 1 概述 7 2Cl （ 1）．基本原理 離子交換膜 (IEM 或 IM)是對溶液中離子有選擇性透過的高分子材料膜。 Cl175。和酸堿腐蝕；機械穩(wěn)定性好，保持尺寸穩(wěn)定和膜面平整陽離子選擇 透過性好，能透過 Na175。 H2 圖 11 離子膜電解示意圖 （ 2）．離子膜電解槽 工業(yè)化的離子膜電解槽是由多個單元組裝而成的 [15]。復極式電解槽按 “ 陰極 空間 廂板 空間 陽極 ” 組成一個單元。也有的用聚丙烯制造槽框 [16]。 （ 3） .堿液中氯酸鹽含量低。 ： （ 1）投資省。（ 5）氯氣純度高，氯中含氧、含氫低。 在隔膜法、水銀法和離 子膜法這三種電解法中，離子膜法的能耗和建設投資是最少的；質量方面，離子膜法制得的堿液、氫、氯的質量優(yōu)于隔膜法，接近或等于水銀法而不含汞；沒有汞、石棉污染等公害。 攀枝花學院專科畢業(yè)設計 1 概述 9 生產(chǎn)固堿的原料 —— 液堿。鍋式蒸煮固堿采用鑄鐵鍋直接火加熱，蒸煮液堿，熬制固堿。膜式法蒸發(fā)工藝，給熱系數(shù)大，傳熱效率高，物料在傳熱導管內蒸發(fā)速度伙，停留時間短，堿液一次通過升膜、降膜管，即能達到要求的濃度。 片堿機主要由滾筒機構 ,刀架機構 ,冷卻機構 ,轉動機構 ,和卸料機構組成 (見圖 13) [26]。冷卻水由滾筒軸承一端進入；從水管上的噴嘴噴出，噴淋冷卻滾筒的內表面。要對片堿系統(tǒng)進行改造。攀枝花學院專科畢業(yè)設計 2 工藝說明 11 2 工藝說明 概述 眾所周知，隔膜法所生產(chǎn)的 50%液堿含鹽高于 1%,不適用于化學纖維等工業(yè)。 在離子膜法生產(chǎn)燒堿的領域又以降膜蒸發(fā)最具優(yōu)越性。 膜式方法生產(chǎn)燒堿可以分為 兩個階段 （ 1） 燒堿溶液從 30%濃度濃縮至