【正文】 綜上所述，故選擇該型號電解槽。 （ 7）最小的電流泄漏 電流泄漏會導致直流電的損失、金屬設(shè)備的電腐蝕以及易產(chǎn)生電火花。另外，進出口分配管的材料也分別選用了高檔材質(zhì)的鈦材和鎳材。這種設(shè)計減少了安裝、維護和運行的成本。 nBiTAC 電解槽的安裝十分簡便。桶裝堿其外包裝材料價格較高，使用時需要破碎桶，既麻煩又不安全。由于在反應中產(chǎn)生二氧化碳，因此在產(chǎn)品中碳酸鈉的含量會增加一些，當然也增加產(chǎn)品中氯化鈉的含量。這種過程可在升膜或降膜狀態(tài)下進行，一般采用熔鹽進行加熱?！?)。 （ 1）對第一效： 有效傳熱溫度差 1t? ： /101 ttt ??? （ 45） /1t = 11 ??t （ 46） 16 //1//1/11 ??????? （ 47） 其中： 0t 、 1t 分別為 Ⅰ 效加熱蒸汽溫度和二次蒸汽溫度，單位 ℃ /1t 為操作壓強下 Ⅰ 效溶液沸點，單位 ℃ 1? 為 Ⅰ 效溶液溫度差損失，單位 ℃ /1? 為由不揮發(fā)性溶質(zhì)存在引起的沸點升高，單位 ℃ //1? 為液柱靜壓頭引起的沸點升高，單位 ℃ //1? 為流動阻力引起的沸點升高，單位 ℃ 由不揮發(fā)性溶質(zhì)存在引起的沸點升高 /1? 可由杜林經(jīng)驗式計算： /1? = //wwkt m t?? （ 48） xk ?? （ 49） xxm 2 ?? （ 410） 式中： /wt 為操作壓強下水的沸點，即二次蒸汽的溫度，單位 ℃ x為溶液濃度，質(zhì)量分率 對 Ⅰ 效： /wt = 1t =℃ ， 1xx? = 帶入式（ 48），（ 49）（ 410）中 可得： /1? =℃ 對于多效蒸發(fā) //1? ， //1? 取值： //1? =℃ ， //1? =1℃ 則： //1//1/11 ??????? = + + 1 = ℃ Ⅰ 效溶液沸點 /1t = 11t?? = + = ℃ 有效傳熱溫度差 /101 ttt ??? = = ℃ （ 2）對第二效： 有效傳熱溫度差 2t? ： /2 1 2t t t? ? ? （ 411） /2t = 22t ?? （ 412） 17 //2//2/22 ??????? （ 413） 其中： 1t 、 2t 分別為 Ⅱ 效加熱蒸汽溫度和二次蒸汽溫度，單位 ℃ /2t 為操作壓強下 Ⅱ 效溶液沸點 2? 為 Ⅱ 效溶液溫度差損失 /2? 為由不揮發(fā)性溶質(zhì)存在引起的沸點升高 //2? 為液柱靜壓頭引起的沸點升高 //2? 為流動阻力引起的沸點升高 由不揮發(fā)性溶質(zhì)存在引 起的沸點升高 /2? 由杜林經(jīng)驗式： /2? = //wwkt m t?? （ 414） k 1 ?? （ 415） xxm 2 ?? （ 416） 式中： /wt 為操作壓強下水的沸點，即二次蒸汽的溫度 x為溶液濃度，質(zhì)量分率 對 Ⅱ 效： /wt = 2t =℃ ， 2xx? = 帶入式（ 414），（ 415）（ 416）中 可得： /2? =℃ 對于多效蒸發(fā) //2? ， //2? 取值： //2? =℃ ， //2? =1℃ 則： //2//2/22 ??????? = + + 1 = ℃ Ⅱ 效溶液沸點 /2t = 22 ??t = + = ℃ 有效傳熱溫度差 /212 ttt ??? = ? = ℃ 各效物料、熱量衡算 （ 1）對第一效： 已知 Ⅰ 效加熱生蒸汽壓強 0P 500kPa? ，溫度 ?t ℃ ，密度 30 / m?? ，汽化潛熱 0r / kg? 。 缺點：設(shè)計或操作不當時不易成膜，熱流量將明顯下降；不適用于易結(jié)晶、結(jié)垢物料的蒸發(fā)。減壓操作時還需真空裝置。采用逆流蒸發(fā)較順流蒸發(fā)可以更充分的利用加熱蒸汽的熱量，這是由于逆流次級效蒸發(fā)器的堿液沸點較低（濃度低），可以利用前效加熱器的 蒸汽冷凝液預熱進入本效的堿液，并可使其閃蒸蒸發(fā)產(chǎn)生二次蒸汽，用于次級效加熱，這樣相應增加了各效的加熱蒸汽量。 在確定蒸發(fā)流程時，我們首先要確定采用的蒸發(fā)器的效數(shù)。 燒堿蒸發(fā)操作的主要目的：使燒堿溶液增濃直接制取液體產(chǎn)品，如將堿液濃縮為 32%、45%和 50%等濃度燒堿產(chǎn)品，滿足不同用戶的需求。水化鈉離子從陽極室透過離子膜遷移到陰極室時，水分子也伴隨著遷移。導致 2 價離子不能被樹脂吸收即被送走，所以樹脂塔鹽水流量應盡量保持平穩(wěn)。在工作時，表面預涂 ～ mm的 α纖維素 ， α纖維素根 據(jù)炭素燒結(jié)管的微孔直徑要求，粒度為 100～ 250181。 助沉劑配制 大部分助沉劑為螯合物。工業(yè)化生產(chǎn)要求平穩(wěn)運行，粗鹽水流量不穩(wěn)定會造成精制劑加入量反復調(diào)整。5) g/L之內(nèi)，不能波動太大，否則鹽水相對密度變化較大影響鹽水澄清速度，延長澄清時間甚至造成一次鹽水含鈣鎂不合格。但是，鎂離子質(zhì)量分數(shù)大于 2％的原鹽就不能進廠用于生產(chǎn)。一般 1t 堿需要 鹽（理論比例為 1： ） ??4 。 3 第二章 精制鹽水工段 精鹽水指標 離子膜制堿工藝的鹽水是由電解裝置返回的淡鹽水和化學處理的精制鹽水組成。 (3)污染程度低。目前發(fā)達國家已完全淘汰石 墨陽極電解槽。 通過此次設(shè)計，全面培養(yǎng)和檢查了我綜合運用所學知識提高理論聯(lián)系實際的能力和素質(zhì)，鞏固和加深了基礎(chǔ)知識和基本技能訓練。 ionic membrane。 參考文獻 ...................................................... 37 附錄 A.....................................................................................................................38 附錄 B.....................................................................................................................39 I 年產(chǎn)十萬噸燒堿工藝設(shè)計 摘要 ： 離子膜法制堿是當今氯堿工業(yè)中崛起的新技術(shù)，本文介紹了離子膜燒堿的特點，并且通過對現(xiàn)有的生產(chǎn)方法進行比較，確 定了離子膜燒堿在發(fā)展空間上的優(yōu)勢。設(shè)計出一套蒸發(fā)室為直徑 高 ，加熱室為直徑 高 4m 的強制外循環(huán)蒸發(fā)器。同時符合國家提倡的企業(yè) ―做大、做強、做優(yōu) ‖及 ―高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化、傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)高新技術(shù)化、優(yōu)化企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu) ‖的產(chǎn)業(yè)政策，通過采用新技術(shù)、新工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低原料消耗，減少 ―三廢 ‖排放，實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和循環(huán)經(jīng)濟 ??1 ?？粱壳皟H在少數(shù)地區(qū)采用，我國苛化法燒堿僅占總產(chǎn)量的 ％左右。由于離子膜法電解液濃度高，因此不需要蒸發(fā)工段即可獲得 30％以上的產(chǎn)品。離子膜法裝置占地較隔膜法裝置要少 40％－ 50％。鹽水中的游離氯會破壞螯合樹脂的結(jié)構(gòu)，使之失去螯合作用；有機物會附著在螯合樹脂上，影響螯合樹脂的吸附效果，將嚴重影響精鹽水質(zhì)量，對離子膜造成不可恢復的損傷，從而降低電流效率。原鹽不合格將加大生產(chǎn)難 4 度，甚至無法生產(chǎn)出合格的精制鹽水，質(zhì)量指標見表 。另外淡鹽水過堿量要求控制在，過高會加大一次精制反應難度，甚至造成一次鹽水發(fā)渾。粗鹽水溫度最好控制在 (65177。進而影響鹽水的濃度。 炭素管過濾器性質(zhì)及工作要求 炭素管過濾器主要用于除掉鹽水的懸浮物。目前鹽水的二次精制工藝都是螯合樹脂法，通常采用 2 或 3 臺樹脂 塔串聯(lián)，鹽水自上而下經(jīng)過樹脂床，從塔底流出再到精鹽水池。 7 第三章 電解工段的物料衡算 離子膜交換原理 Donnon膜理論闡明了具有固定離子和對離子的膜有排斥外界溶液中某一離子的能力。 11 第四章 電解液蒸發(fā) 蒸發(fā)概論 堿液蒸發(fā)的基本概念 不管是離子膜法還是隔膜法 生產(chǎn)的燒堿，如果需要提高濃度，就需要除去其中一部分水分，燒堿的濃縮一般采用的是蒸發(fā)操作。 按二次蒸汽的利用情況可以分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)，若產(chǎn)生的二次蒸汽不加利用，直接經(jīng)冷凝器冷凝后排出，這種操作稱為單效蒸發(fā)。 在加壓蒸發(fā)中，所得到的二次蒸氣溫度較高，可作為下一效的加熱蒸氣加以利用。 其流程如圖所示 : 13 圖 雙效逆流蒸發(fā)流程 蒸發(fā)設(shè)備 蒸發(fā)設(shè)備的作用是使進入蒸發(fā)器的原料液被加熱，部分氣化，得到濃縮的完成液，同時需要排出二次蒸氣，并使之與所夾帶的液滴和霧沫相分離。 其中， 前四種為自然循環(huán)蒸發(fā)器 。 最終將 ?0x 32％堿液濃縮至 ?1x 50％的總蒸發(fā)水量： 32%W F (1 )50%? ? ? = 410 kg/h? 初步估計各效蒸發(fā)水量，各效蒸發(fā)器蒸發(fā)水量一般可設(shè) : 15 1W : 2W = 1:1 (41) 由于： 1W + 2W = W (42) 解得： 312W W 8 .3 1 6 1 0 k g / h? ? ? 由蒸發(fā)水量可初步計算第二效完成液濃度： 022Fxx FW? ? = 4434. 62 04 10 32 %4. 62 04 10 8. 31 68 10??? ? ? = ％ 各效傳熱溫度差的計算 已知加熱生蒸汽壓強 0P 500kPa? ， 查飽和水蒸汽表可得相應壓強下溫度 0t ? ℃ ，密度 30 / m?? ，汽化潛熱 0r / kg? ??11 ?！?)。 20 /1? = //wwkt m t?? k 1 ?? 2m 1 5 0 .7 5 x 2 .7 1x?? 1/ ttw? = ， 1xx? = 由不揮發(fā)性溶質(zhì)存在引起的沸點升高 /1? = ℃ 溫度差損失： //1//1/11 ??????? = + + 1 = ℃ Ⅰ 效液沸點： 11/1 ???tt = + = ℃ 再次進行熱量、物料衡算： 第一效： 1 0. 98 0. 7 ( 0. 5 0. 39 ) 0. 90 3? ? ? ? ? ? //0 0 1 0 2 W 1 2 1 1D r ( F C W C ) ( t t ) W r??? ? ? ? ??? （ 420） 第二效： 2 0. 98 0. 7 ( 0. 39 0. 32 ) 0. 93 1? ? ? ? ?? //1 1 2 0 0 2 2 2W r F C ( t t ) W r??? ? ? ??? （ 421） 及 1W + 2W = W = 410 kg/h? （ 422） 聯(lián)立求解式（ 420）、（ 421）、（ 422），得： 1W = hkg/103? 2W = hkg/103? 0D = 410 kg/h? Ⅱ 效完成液的濃度： 02 2Fxx FW? ? = ? = ％ 各效所需傳熱 面積： 21 Ⅰ 效所需傳熱面積 A1 = 111QKt? = 00/11 t? = Ⅱ 效所需傳熱面積 A2 = 222QKt? = 11/22 t? = 校核第二次計算結(jié)果： 212AAA? %100? = ％ 〉 4％ ，故需再次分配有效傳熱溫度差： 平均面積： /// 1 1 2 212A t A tA tt? ? ?? ? ? ? = m2 分配有效溫度差： /// 111 /Att A??? = ℃ /// 222 /Att A??? = ℃ 校核： 第二效： 因末效真空度保持不變，故末效操作壓力不變，且完成液濃度為 ％，末效溶液沸點為 ?/2t ℃ 則 Ⅱ 效加熱蒸汽溫度： // /1 2 2t t t?? ? ? + = ℃ 查飽和水蒸汽表： 1t = ℃ 時水蒸汽壓強 1p = 65 kPa，汽化潛熱 1r = 2289KJ/kg 第一效： Ⅰ