【正文】 感謝張老師等在畢業(yè)設(shè)計工作中給予的幫助。 32 合成工段的工藝流程敘述 造氣工段送來的煤氣進(jìn)入混合器與計量泵送來的 185g/l的堿液混合均勻后，進(jìn)入預(yù)熱器加熱至 150℃ 170℃，送至合成管進(jìn)行合成反應(yīng)，生產(chǎn)甲酸鈉氣液混合物，再 經(jīng)釋壓罐減壓至 ,再經(jīng)氣液分離器分離掉為反應(yīng)的氣體和水蒸氣，同時把合成的稀甲酸鈉溶液送至稀甲酸鈉儲槽，由稀堿液泵將稀甲酸鈉溶液送至蒸發(fā)泵，減壓條件下濃縮至 1000g/l 后送至濃甲酸鈉儲罐，由濃堿液泵將濃甲酸鈉溶液送至離心分離器，分離得到固體甲酸鈉，母液返回蒸發(fā)器，將固體甲酸鈉投入脫氫鍋，用電加熱器迅速升溫至 410℃ 430℃下脫氫生產(chǎn)草酸鈉。 k k 水平均熱熔 Cp= KJ/mol k KJ/kmol k KJ/kmol k KJ/kmol k KJ/kmol （ 3）由脫氫來的草酸鈉懸浮液由離心泵打入鈣化灌，與氫氧化鈉在攪拌下反應(yīng)，反應(yīng)后用帶式過濾機(jī)過濾，濾液打到稀堿液槽，一部分送到御配堿池與外購的濃堿液加入新鮮水配制成 185g/L 的溶液送達(dá)合成車間，另一部分送三效蒸發(fā)器濃縮后送合成車間，草酸鈣懸浮液送入酸化罐，然后將配酸罐中濃度為 35%的硫酸用泵打入酸化罐與草酸鈣懸濁液混合反應(yīng)，然后將反應(yīng)后 的液體送去帶式過濾機(jī)過濾，濾液進(jìn)入吸收罐，用蒸汽加熱至 85 攝氏度送入帶有攪拌的結(jié)晶罐晶體。缺點(diǎn)：收率低，糧食消耗量大，生產(chǎn)成本高，并且尾氣中含有大量氮氧化合物，毒性大。鈣化法的優(yōu)點(diǎn)：消除鉛鹽及硫酸鈉對地下水的污染所得副產(chǎn)品產(chǎn)物可以作為建筑材料，無污染；缺點(diǎn)：原料消耗高，而且固體處理難以連續(xù)化。在美國日本和法國草酸主要用于金屬的清洗，鞣革，醫(yī)藥及抽提稀有金屬。這一反應(yīng)在定量分析中被用作測定高錳酸鉀濃度的方法。也可以發(fā)生還原反應(yīng)，受熱發(fā)生脫羧反應(yīng)，無水草酸有吸濕性。因此，盡快提高我國草酸科技水平已刻不容緩。 HCOONa 合成器物料衡算與熱量衡算 .......................... 16 洗氣箱的熱量衡算 ............................. 錯誤 !未定義書簽。本設(shè)計采用鈣化法制草酸初步設(shè)計了一個年生產(chǎn) 50000噸的草酸生產(chǎn)車間。 計算部分 包括物料衡算，熱量衡算，有效能利用率計算，主要設(shè)備計算。 圖紙 帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。 對草酸的生產(chǎn)工藝及技術(shù)進(jìn)展做了詳細(xì)的介紹，從工藝原理、工藝流程、工藝過程 、 反應(yīng)機(jī)理、副反應(yīng)及設(shè)備、崗位定員、成本估算、技術(shù)特點(diǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等許多方面進(jìn)行了深入探討， 設(shè)計過程中，主要對物料、熱量、典型設(shè)備等內(nèi)容進(jìn)行了工藝計算。 HCOONa 蒸發(fā)器的物料衡算與熱量衡算 ........................ 18 脫氫反應(yīng)器物料衡算如熱量衡算 ............................ 19 鈣化反應(yīng)器物料衡算 ......................................... 21 酸化反應(yīng)器物料衡算與熱量衡算 ............................... 21 結(jié)晶過程計算 ............................................... 22 吸 附罐的熱量衡算 ........................................... 22 回轉(zhuǎn)干燥器的熱量衡算 ........................ 錯誤 !未定義書簽。 草酸的物理化學(xué)性質(zhì)及技術(shù)指標(biāo) 【化學(xué)名】乙二酸 (Oxalic acid dehydrate) 【分子式】 OHOCH 2422 2? 【結(jié)構(gòu)式】 HOOCCOOH 【分子量】 【 CASNO】 6153566 草酸的物理性質(zhì) 性狀 ： 無色透明結(jié)晶或粉末。草酸能與許多金屬形成溶于水的絡(luò)合物。草酸還可以洗去濺在布條上的墨水跡。其在各行業(yè)的主要用途見下表： 行業(yè) 用途 化學(xué)工業(yè) 酯草酸酰，草酸酯，草酸鹽，對苯二酚，漆片，點(diǎn)玉粉 醫(yī)藥部門 金霉素，土霉素，四環(huán)素，鏈霉素，麻黃素 紡織工業(yè) 纖維的清洗，漂白劑，染料媒染劑，增稠劑，固定劑 皮革工業(yè) 鞣革劑，脫色劑，熟皮劑，漂白劑 冶金工業(yè) 金 屬表面處理劑，稀土金屬沉淀劑 機(jī)械工業(yè) 凈化機(jī)，除垢劑等 油脂工業(yè) 松油醇，甘油劑硬脂酸的精制劑等 表 11草酸的用途 草酸工藝較為成熟的方法及其優(yōu)缺點(diǎn) 草酸遍布于自然界，常以草酸鹽形式存在于植物如伏牛花、羊蹄草、酢漿草和酸模草的細(xì)胞膜，幾乎所有的植物都含有草酸鈣。 一氧化碳氧化偶聯(lián)法 5 羰基合成法一氧化碳經(jīng)提純到 90%以上，在鈀催化劑存在下與丁醇發(fā)生羰基化應(yīng)，生成草酸二丁酯然后通過水解得 到草酸，此法分為液相法和氣相法兩種，氣相法反應(yīng)條件較低，反應(yīng)壓力為 300400kPa。 草酸的危害和使用時注意事項(xiàng) 草酸在人體內(nèi)不容易被氧化分解掉，經(jīng)代謝作用后形成的產(chǎn)物，屬于酸性物質(zhì)，可導(dǎo)致人體內(nèi)酸堿度失去平衡，吃得過多還會中毒。濾液經(jīng) 5 次洗滌，前兩次結(jié)晶后的母液、洗水送到石墨蒸發(fā)器濃縮，其余三次用新鮮水洗滌，洗水和濃縮后的母液一起送去配酸罐稀釋 %的濃硫酸使其達(dá)到反應(yīng)所需濃度。 k KJ/kmol k CO+NaOH=HCOONa △ fHm(CO)=△ fHm(NaOH)=△ fHm(HCOONa)=△ fHm=△ fHm(HCOONa) △ fHm(NaOH)= KJ/mol 故反應(yīng)熱為 *103*（ ） =*106KJ 用 100℃循環(huán)水升溫到 汽化熱為 2257KJ/kg 需水量為 *106/2257=6956kg 洗氣箱的熱量衡算 （ 1）計算依據(jù) a 入口氣組成與出口氣組成基本相同 b 入口氣溫度為 300℃出口氣溫度為 50℃ c 進(jìn)洗氣箱循環(huán)溫度為 25℃ d 出氣箱循環(huán)水溫度是 40℃ （ 2）熱力學(xué)參數(shù) 取基準(zhǔn)溫度為 298K 查表 298K400K 間各組分平均 熱容如下表 物質(zhì) CO O2 CO2 N2 物質(zhì) CO CO2 O2 N2 Cp k 查表 298K600K 間各組分平均熱容如下表 物質(zhì) CO O2 CO2 N2 平均熱容 Cp KJ/kmol k 298K573K 間各組分平均熱容如下表 物質(zhì) CO O2 CO2 N2 平均熱容 Cp KJ/kmol k 草酸升溫所需要的熱量 Q1= *（ 8525） =*105/h 水吸收的熱量 Q2=*1000**（ 8525） =*105 KJ/h 總熱量 Q= Q1+Q2=*106 KJ/h 則所需 蒸汽為 G=Q/Hf= kg/h 回轉(zhuǎn)干燥器的熱量衡算 （ 1）計算依據(jù) a 干燥水分為 30%， H2C2O4 μ =*105Pa 雙化工段工藝流程敘述 熱空氣換熱干燥，草酸鈉中迅速加入新鮮水冷卻溶解，通過草酸鈉液泵送入離心分離器，分離出的碳酸鈉濾液送至碳酸鈉儲槽待用，草酸 鈉慮粗出的氫氧化鈉濾液經(jīng)真空蒸發(fā)器濃縮后送至氫氧化鈉儲槽待用，草酸鈣濾液餅則配成懸浮液送至酸化器酸化，通過草酸液離心分離器，分離出的硫酸鈣濾餅經(jīng)處理后送往石膏倉庫，草酸濾液送往成品工段。 感謝我的學(xué)友和朋友對我的關(guān)心和幫助。張老師淵博的學(xué)識、敏銳的思維、民主而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)使學(xué)生受益非淺，并終生難忘。 轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī) 選 型轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī) 過濾面積為 5m2,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速 過濾量為 3t/h 每小時可處理草酸鈉固體 配成水溶液濃度 400g/l,溶液密度為 1400g/l 溶液質(zhì)量 *134*1400/400=需 5臺 考慮備選共選 7臺 雙化及成品工序 雙化反應(yīng)器 每臺反應(yīng) 器操作時間 ，投草酸鈉 ,投氫氧化鈉 單日處理 NaC2O4的量： 則單罐日產(chǎn)出草酸量為 30000/300/=66 臺考慮備選共選 77 臺 吸附罐 酸化液中含草酸量為 300400kg/m3,每罐按 68h 計，單罐日出 34 次料，每罐每次，單罐處理量為： *= （ 30000*1000） /（ 300*300） =20 臺，考慮備選共選 25 臺 結(jié)晶罐 V=5000L 結(jié)晶罐，日產(chǎn)能力為 30000/300/3085=26 臺，考慮備選共選 32臺 30 滾筒干燥器 Φ =1000 900滾筒干燥器，每臺日產(chǎn)能力 20t 0000/300/20=5 臺，考慮備選共選 8臺 5 工藝設(shè)備一覽表 表 51 工藝設(shè)備表 序號 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 單位 數(shù)量 配套功率 1 煤氣發(fā)生爐 2400 7000 臺 9 2 煤氣壓縮機(jī) Q=20m3/H 臺 6 3 合成反應(yīng)器 臺 1 4 甲酸鈉蒸發(fā)器 臺 1 5 甲酸鈉過濾機(jī) 臺 1 6 甲酸鈉干慮機(jī) 臺 1 7 脫氫反應(yīng)器 臺 1 8 氫氣分離器 臺 1 9 草酸鈉儲罐 臺 1 10 甲酸鈉泵 臺 40 11 鈣化泵 3000 2700 臺 20 9kw 12 升降減速機(jī) Swj 臺 1 13 吸附罐 V=20m3 臺 25 14 減速機(jī) A150280 臺 6 15 結(jié)晶罐 5000L 臺 32 16 減速機(jī) A150280 臺 15 4kw 17 硫酸鈣儲罐 V=20m3 臺 1 18 粗溶液槽 V=40m3 臺 1 31 19 小 溶液槽 V=40m3 臺 1 20 消毒液 V=40m3 臺 1 21 熱母液槽 V=40m3 臺 1 22 冷母液槽 V=40m3 臺 1 23 石墨加熱器 F=40m3 臺 1 24 沸騰器 V=40m3 臺 1 25 大氣冷凝器 臺 1 26 循環(huán)水泵 臺 1 27 冷母液槽 臺 1 28 熱母液槽 FS80 6530 臺 5 29 酸化料泵 80FSZK5015 臺 18 30 消毒泵 臺 6 31 結(jié)晶泵 650HBZKA4020 臺 55 32 離心甩干泵 650HBZKA4020 臺 16 33 離心機(jī) HR500N 臺 8 63kw 34 滾筒干燥機(jī) 臺 8 6kw, 35 壓縮機(jī) 80m2 臺 7 6 工藝流程敘述 造氣工藝流程敘述 由羅茨鼓風(fēng)機(jī)加壓的空氣由煤氣發(fā)生爐下部鼓入，焦炭有頂部加入，氣化爐帶有夾套鍋爐，可回收一部分燃燒釋放的熱量，空氣與 燃燒狀態(tài)的焦炭反應(yīng)生產(chǎn)含 CO 約 30%的空氣煤氣，煤氣由上部出口連續(xù)排出，經(jīng)除塵器出去顆粒較大的灰塵，然后一次經(jīng) 過廢熱鍋爐，飽和器進(jìn)行熱量回收，飽和器出口氣體溫度約為 80℃，再由羅茨鼓風(fēng)機(jī)出入水洗塔進(jìn)一步降溫，除塵，然后經(jīng)堿洗塔洗去 CO2,堿洗塔中的堿液循環(huán)使用，并定期排出廢堿液，添加新鮮堿液，經(jīng)氣液分離器除去水分后送入壓縮機(jī)，將煤氣壓縮至,再經(jīng)油分離器除去油污，為合成工段提供合格的原料氣。 d 熱負(fù)荷為 *103KJ/h 計算換熱面積，確定換熱管及管長 管內(nèi)氣體體積流量 Q=***（ 273+365） /273= μ =**= ρ =其他數(shù)據(jù)誤差不計，平均溫度 365℃，此時溫度下空氣的物據(jù)傳熱系數(shù) λ =*102w/m 2H2O，近似認(rèn)為 10000Kg 水中有 350kg H2C2O4,假設(shè)有 2%的水蒸發(fā) R=126/90= 23 C1=350/1000= C2= C3=2/106= 吸附罐 熱量衡算 （ 1）計算依據(jù) a 吸附罐內(nèi)草酸溶液入口溫度 25℃，出口溫度 85℃ b 用 蒸汽加熱 c 草酸鈉溶液濃度 350 kg/m3,產(chǎn)量 (2)熱量衡算 草酸的平均熱容 Cp= k KJ/kmol k KJ/kmol k KJ/kmol k） 物質(zhì) CO CO2 O2 N2 含量 13 表 34 各物質(zhì)平均熱熔 （ 2）熱量衡算 C+O2=CO 查表得 △ fHm(CO)=△ H1=*()=*106KJ/h C+O2=CO2 查表得 △ fHm(CO2)=△ H2=*()=*106KJ/h 以