【正文】 器中時(shí)，由于母液中有和存在，會(huì)生成及其復(fù)鹽。 首先循環(huán)系統(tǒng)中消耗掉的水量。當(dāng) β值到達(dá) ~ 時(shí)，碳酸化時(shí)會(huì)析出大量碳酸氫銨結(jié)晶。 α值與溫度關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)值為： α值 ： ； ； ； 。但由于二次碳酸化增加了母液 Ⅰ 的 NH4+含量，加強(qiáng)了 NH4Cl 的鹽析作用 [1]。 在第一過(guò)程中加入 CO2是碳酸化制取 NaHCO3所必需的，不 能 省略。過(guò) I 點(diǎn)作 BD 對(duì)角線的平行線交 BC 邊于 N， BN 線段的長(zhǎng)度即代表 (x2y2)值，在 NH4Cl 結(jié)晶區(qū)各點(diǎn)所作的 (x2y2)的長(zhǎng)度以母液 Ⅰ 落在 P2 點(diǎn)時(shí)為最短。第一過(guò)程的總反立式為： x2 NH4+ x1 NH4+ 1x2 Na+ aNaCl 1x1 Na+ y2 HCO3 + bNH3 → y1 HCO3 +γNaHCO3 (1) 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。這種在兩個(gè)過(guò)程中都要加鹽，吸氨，碳酸化的流程稱為兩次加鹽、兩次吸氨、兩次碳酸化流程 [1]。此時(shí)由于吸氨時(shí)的放熱效應(yīng)，溫度升高到 40℃ 以上。當(dāng)母液 Ⅰ 吸氨后成為氨母液 Ⅰ 時(shí)，在相圖上體系點(diǎn)的位置并未變化，但由于結(jié)晶區(qū)移動(dòng)了， I點(diǎn)由 35℃ NaHCO3結(jié)晶區(qū)變成了 10℃ 的 NH4Cl結(jié)晶區(qū)。 NaCl 質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò) 98%， Ca2+， Mg2+， SO42等離子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 %[2]。 6 起攪拌和循環(huán)作用 。對(duì)結(jié)晶器的要求為： 有足夠的容積 。過(guò)濾重堿后的母液稱為母液 Ⅰ ， 由于母液 Ⅰ 中 NaHCO3 已經(jīng)飽和，如果母液 Ⅰ 立即在制銨過(guò)程中進(jìn)行冷卻加鹽，將導(dǎo)致鈉離子濃度增高，而使一部分重碳酸鹽與氯化銨同時(shí)析出，從而影響產(chǎn)品質(zhì)量，為了使氯化銨單獨(dú)析出，生產(chǎn)中母液 Ⅰ 首先需要經(jīng)過(guò)吸氨器吸氨，成為氨母液 Ⅱ ，以破壞 HCO3，降低其濃度，然后送往冷析結(jié)晶器中降溫，使部分氯化銨析出， 這個(gè)過(guò)程 稱為 “ 冷析 ” ，冷析后母液稱為 “ 半母液 Ⅱ ” 。氨化后再采用降溫和鹽析的方法就可以使 NH4Cl 單獨(dú)析出。本設(shè)計(jì)采用聯(lián)合制堿法的生產(chǎn)方案 ，對(duì)聯(lián)合制堿法做簡(jiǎn)要的工藝流程介紹和物料衡算 。 聯(lián)合制堿法與氨堿法的比較 聯(lián)合制堿法最大的優(yōu)點(diǎn)是使食鹽的利用率提高到 96%以上，首先等量的食鹽比氨堿法能生產(chǎn)更多的純堿。 制堿的主要原料是氯化鈉，而四川的鹽是井鹽，提純?cè)斐沙杀靖?，并且蘇爾維制堿法的缺點(diǎn)就是食鹽利用率不高，使成本更高，所以侯德榜不用蘇爾維制堿法而另辟蹊徑。 世界純堿工業(yè)發(fā)展及現(xiàn)狀 人類使用堿的歷史已有幾千年，最早是取自草木灰和天然堿 。 2 純堿工業(yè)的發(fā)展史 對(duì)中國(guó)純堿工業(yè)的發(fā)展史和世界純堿工業(yè)的發(fā)展和現(xiàn)狀進(jìn)行分析。碳酸鈉是一種強(qiáng)堿 弱酸 鹽，溶于水后發(fā)生水解反應(yīng) （ 碳酸鈉水解會(huì)產(chǎn)生碳酸氫鈉和氫氧化鈉），使溶液顯堿性，有一定的腐蝕性， 并且 能與酸進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)生成相應(yīng)的鹽并放出二氧化碳 氣體 [1]。20 安全措施 14 碳化塔內(nèi)徑的計(jì)算 4 生產(chǎn)原理和工藝簡(jiǎn)述 I XX大學(xué) （ X 屆） 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料 題目名稱 ： 年產(chǎn) 15 萬(wàn)噸純堿生產(chǎn)車(chē)間工藝設(shè)計(jì) 學(xué) 院 （ 部 ） ： 專業(yè) ： 學(xué)生姓名 ： 班級(jí) ： 學(xué)號(hào)： 指導(dǎo)教師姓名 ： 職稱： II 目 錄 2 中國(guó)純堿工業(yè)發(fā)展史 2 侯氏制堿法 5 生產(chǎn)工藝流程 11 聯(lián)合法的運(yùn)作要點(diǎn) 12 副產(chǎn)品氨水 15 18 人員配備 20 安全隱患 22 工資及各物料的價(jià)格 1) 溶解性 碳酸鈉易溶于水 和 甘油，微溶于 無(wú)水乙醇，不溶于丙醇。因此純堿被稱為基本工業(yè)原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位， 它的產(chǎn)量和用量 通常 標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平 [1]。 1926 年美國(guó)博覽會(huì)上，永利的紅三角牌純堿獲金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)?，打入?guó)際市場(chǎng)。此外，污染環(huán)境 而且難以處理 的廢物氯化鈣成為有用的 產(chǎn)品 氯化銨， 變廢為寶， 還能減少設(shè)備， 因此其優(yōu)越性大大 超過(guò)了蘇爾維制堿法，從而開(kāi)創(chuàng)了世界制堿工業(yè)的新紀(jì)元。 碳酸氫鈉的煅燒過(guò)程中煅燒的目的是為了分解碳酸氫鈉，以獲得純堿 Na2CO3， 同時(shí)回收近一半的 CO2氣體（其含量約為 90%），供碳酸化使用；氨的回收是指碳酸化后分離出來(lái)的母液中含有 NH4Cl、 NH4OH、 (NH4)2CO3和 NH4HCO3等，需要將氨回收循環(huán)使用。 4 純堿工藝的生產(chǎn)原理和工藝概述 純堿的生產(chǎn)方法主要有兩種：聯(lián)合制堿法和氨堿法。如果將母液 Ⅰ 氨化，會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)： NH3+HCO3=NH4++CO32 NH3+HCO3=NH2CO3+H2O 這樣溶液中的 HCO3濃度會(huì)降低， NaHCO3溶液便不再是飽和 的了。煅燒分解出的爐氣，經(jīng)爐氣冷凝器與爐氣洗滌器，回收 其中的氨氣與堿粉，并使水蒸氣冷凝降低爐氣溫度，再使?fàn)t氣進(jìn)入二氧化碳?jí)嚎s機(jī)壓縮，重新送回碳化塔供制堿使用。 結(jié)晶器是析銨 過(guò)程中的主要設(shè)備，分為冷析結(jié)晶器和鹽析結(jié)晶器，構(gòu)造有差別，但原理相似。中下段是懸浮段， 所以能 保持晶體懸浮在母液中并不斷成長(zhǎng)；為了使晶體能有足夠時(shí)間長(zhǎng)大，懸浮段一般應(yīng)高 3m左右 [2]。粉碎后的鹽漿經(jīng)鹽漿桶送往分級(jí)器，顆粒較大的鹽粒 自動(dòng) 下沉，由底部排 出 去 經(jīng)過(guò) 重新研磨，細(xì)粒鹽 則 隨鹽漿經(jīng)沉降后用離心濾鹽機(jī)分出鹽水， 經(jīng)過(guò)這三步處理后就制得了符合需要的洗鹽， 洗鹽 就可以 送去鹽析。 圖 不同溫度和 NH3量下， P1及 P2點(diǎn)變化軌跡 暫設(shè)碳酸化的最終溫度為 35℃ ，其母液 Ⅰ 在圖 中為 I．它處于 35℃ 的 NaHCO3結(jié)晶區(qū)內(nèi)。母液 Ⅱ吸氨時(shí)，在相圖上停留在 I 點(diǎn)不動(dòng)，溶液稱為氨母液 Ⅰ 。綜上所述，聯(lián)合制堿法的原則流程應(yīng)該如下： 9 圖 聯(lián)合制堿法原則流程圖 在第一、第二兩個(gè)過(guò)程中，都添加 NH CO2和 NaCl，只不過(guò)加入量有多有少，各步的溫度也有所不同而已。下標(biāo) 2 分別代表母液 I 和母液 Ⅱ ；系數(shù) a， b， c， d， e， r 均為 mol 量。故由式 (5)可以得出這樣的結(jié)論：每當(dāng)母液 Ⅰ 落在 P1點(diǎn)時(shí)循環(huán)產(chǎn)量為最大。 母液 Ⅰ 和母液 Ⅱ 雖然以落在 P P2點(diǎn)時(shí)循環(huán)產(chǎn)量最大，但為了選擇構(gòu)成良好循環(huán)的母液 Ⅰ 和母液 Ⅱ 的操作點(diǎn)及操作時(shí)容許的波動(dòng)幅度，往往將母 液 Ⅰ 選在 NaHCO3 結(jié)晶區(qū)的內(nèi)部，將母液 Ⅱ 選在 NH4Cl 結(jié)晶區(qū)上網(wǎng)內(nèi)部，當(dāng)然盡可能地靠近 P1點(diǎn)和 P2點(diǎn) [1]。因此氨母液 Ⅰ 和母液 Ⅱ 中的氨蒸氣較一次碳酸流程中的要高，氨損失較多 ， 環(huán)境條件較差。但無(wú)論溫度如何， α值總大于 2。 考慮到碳酸化時(shí)部分氨 會(huì) 被尾氣帶走 以 及 其它額外 損失，通常 會(huì) 將氨母液 Ⅱ 中的 β值控制在 ~ 范圍。所以保持母液平衡是進(jìn)行正常生產(chǎn)的前提和保護(hù)環(huán)境、節(jié)能降耗的基本要求。 因此所產(chǎn)的 CO2不能滿足將 NH3全部加工成 NH4Cl 的要求，有一部分氨必須以氨水出售 。如果碳酸化失常，重堿質(zhì)量差，過(guò)濾及洗滌困難，洗水增加，就會(huì)使母液膨脹。母液過(guò)飽和度的消失，晶核的生成及長(zhǎng)大都在結(jié)晶器中進(jìn)行 [2]。 (2) 母液循環(huán)量 Q Q=產(chǎn)量 /過(guò)飽和度 =8505/=8505m3/h 選取 Q=8500m3/h，則實(shí)際 S=8505/8500=(3) 表觀流速 U 選取經(jīng)驗(yàn)值 U=(4) 中心管流速 V 選取經(jīng)驗(yàn)值 V=Q=8500+15=8515m3/h，則中心管直徑： d= 取 ?5299 鋼管，則中心管內(nèi)實(shí)際流速 V=8515/(3600)=(5) 懸浮段直徑 D D2d2=8515/(3600) 解的 D=,取 D= 則實(shí)際表觀流速可求得 ： U=8515/()3600=(6) 清液段直徑 D，考慮軸流泵的安裝倒換，以及保證結(jié)晶器的一定容積，取清液段直徑 D=。其優(yōu)點(diǎn)是便于總平面圖的布置，節(jié)約用地，有利于今后的發(fā)展，有利于設(shè)備布置和物料工藝流程連續(xù)化，縮短管線長(zhǎng)度，方便安排交通和安全出入口，有較多的可供自然采光和通風(fēng)的墻面，但有時(shí)由 于長(zhǎng)方形廠房因長(zhǎng)度較長(zhǎng)，所以在總圖布置時(shí)可能會(huì)有一定的困難，這時(shí)，為了適應(yīng)廠地要求或生產(chǎn)要求，也可以采用 L 形、 T形和∏形，但這個(gè)應(yīng)該充分考慮采光、通風(fēng)、交通和立面布置等各方面的要求。 與此同時(shí)，還要充分考慮廠房安全出入口，一般要保證兩個(gè)，若車(chē)間面積不大，操作人員少，可以只設(shè) 1 個(gè)，具體要按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》進(jìn)行，車(chē)間的門(mén)一律要向外開(kāi)。在車(chē)間內(nèi)的防爆區(qū)與非防爆區(qū)之間要設(shè)置防火墻隔開(kāi)，如要互通時(shí)，則應(yīng)設(shè)兩道彈簧門(mén)分隔開(kāi)。 2) 施工、操作及維修因素 (1) 管道盡量集中架空鋪設(shè)，平行排列，走直線，少拐彎、少交叉；支管多的管道布置在外側(cè)；并列管線上的閥門(mén)錯(cuò)開(kāi)排列；管道在穿樓板和墻時(shí)，應(yīng)加一個(gè)套管。 安全生產(chǎn) 安全隱患 純堿生產(chǎn)具有高度的連續(xù)性，在工藝過(guò)程中，許多物質(zhì)往往具有易燃、易爆、易中毒和易腐蝕的特性，稍有不慎，就有可能引起事故的發(fā)生，給員工的生命和企業(yè)的財(cái)產(chǎn)安全造成危害。對(duì)學(xué)生的綜合能力既是考察也是提高，所以本次設(shè)計(jì)的意義更重于課題本身的