【正文】 5 0 0 04 ??????V 575 55 6 m? hmV S /7 9 2 0 6 5 7 5 5 5 6 34 ? hm /2093 3? 則 Vs 平 = hm /22802 20932476 3?? 二段洗滌塔冷卻水噴淋量及管徑的計(jì)算 （ 1） 冷卻水噴淋量計(jì)算 已知：根據(jù)二段洗滌塔熱量衡算得冷卻量為： 2 86803 KWW ??????? 冷卻水溫度為 25℃，大氣壓為 1 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓；ρ L=1 103kg/m3 據(jù)公式 m= v? 得Lv ?m?水 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 h/m/792010133353538冷卻水噴淋的體積流量冷卻水體積水水??????????LLvmvhmvv （ 2） 二段冷卻水管徑計(jì)算 因?yàn)樗耙话阋后w常用流速范圍 u?。?— 3） m/s 所以：設(shè)冷卻水流速 u=2m/s=23600 =7200m/h 據(jù)公式 4 8 m m1 0 0 0m0 4 7 2 0 1 3 4????????冷冷得 DuvDL? 圓整得：二段洗滌塔冷卻水噴淋管徑 D 冷 =70mm［ 8］ 二段洗滌塔 塔徑 的計(jì)算 （ 1）空 塔 速度 的計(jì)算 洗滌塔內(nèi)填料選用 mmmmmm ?? 的陶瓷拉西環(huán)以亂堆方式進(jìn)行填充。 則出塔 水量： W2+W1=W2+10 6 冷卻水帶入熱量： Q4=W2( 273+25) 1 冷卻水帶出熱量： Q5=(W2+10 6)( 273+35) 1 出塔氣體帶出熱量 Q6=(273+35)10 6= 10 9 KJ 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 Q7=10 6 =10 9KJ Q8= (273+50)369895= 10 8 KJ 一段洗滌塔的熱量守恒的計(jì)算 則 ? Q 進(jìn) =? Q 出 ∴ Q 1+Q2+Q3+Q4 = Q5+Q6+Q7+Q8 10 9+10 10+10 8+W2( 273+25) 1 =(W2+10 6)( 273+35) 1 +10 9+10 9+10 8 21010 1 7 W???? ∴W 2=10 8 kg 即：進(jìn)入系統(tǒng)水量為 10 8 kg , 出系統(tǒng)冷卻水量為： 10 8+10 6=10 8 kg 冷卻水帶入熱量： 10 8( 273+25) 1 = 10 11KJ 冷卻水帶出熱量 ： (10 8+10 6) ( 273+35) 1 =10 11KJ 一段洗滌塔熱量衡算表 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 表 33 一段洗滌塔總 熱量 衡算表 輸入 輸出 物料名稱 數(shù)量 (Kg) 熱量 (KJ) 物料名稱 數(shù)量 (kg) 熱量 (KJ) 氫氣 10 7 10 9 氫氣 10 7 10 9 水汽 10 7 10 10 水汽 10 6 10 9 其他氣體 369895 10 8 其他氣體 369895 10 8 冷卻水 10 8 10 11 冷卻水 10 8 10 11 二段洗滌塔 的 物料衡算 物料衡算 的 計(jì)算依據(jù) （ 1） 電解氫氣經(jīng)二段洗滌冷卻溫度從 50℃ 降至 30℃ 。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 氫氣處理工藝流程簡(jiǎn)圖 氫氣處理工藝流程圖見下，據(jù)此進(jìn)行物料衡算和熱量衡算： 濕氫氣緩沖罐一段洗滌塔二段洗滌塔除霧器去用戶 圖 7 氫氣處理工藝流程圖 氫氣處理中的工藝指標(biāo) （ 1）氫氣純度指標(biāo)：﹥ 98％ （ 2）冷卻水溫度； 25℃ 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第 3 章 工藝計(jì)算 一段洗滌塔的 物料衡算 一段洗滌塔的物料衡算基準(zhǔn) （ 1）以生產(chǎn) 5 萬噸 100％ NaOH 為基準(zhǔn) 有化學(xué)方程式： 2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2↑ + C l2↑ 240 2 510 7 m 計(jì)算可得： m= 402 1052 7??? =10 7（ Kg） m— 生產(chǎn) 5 萬噸燒堿的 H2的 質(zhì)量 （ 2）經(jīng)處理后 的氫氣純度為 98％ 。 （ 1）其帶有大量的水蒸氣，溫度越高，在蒸汽中的飽和水蒸氣量越大，會(huì)影響氫氣的純度。氫用于合成甲醇，合成人工石油等。氫氣的爆炸上限和下限分別為 %和 %(體積分?jǐn)?shù) ) 氫氣除用于合成氯化氫制取鹽酸和聚氯乙烯外，另一大用途時(shí)植物油加氫生產(chǎn)硬化油。蒸發(fā)系統(tǒng)的加熱蒸汽供給的熱量主要消耗在（ 1）預(yù)熱物料至沸點(diǎn)所需熱量； (2)蒸發(fā)水分所需熱量； (3)堿液的濃縮熱； (4)氯化鈉析出結(jié)晶熱；（ 5)設(shè)備的熱損失。通常根據(jù)氯氣壓縮機(jī)壓力的不同，將氯氣液化方式分為高壓法、中壓法和低壓法三種。 鹽水精制工序的能耗主要是加熱溶解固體鹽的蒸汽和動(dòng)力電耗，它們分別約占噸堿電耗和噸堿汽耗的 %和 12%。從上述可知 ,電解和液堿蒸發(fā)是主要耗 能工序。失火時(shí)，可用水、砂土和各種滅火器撲救，但消防人員應(yīng)注意水中溶入燒堿后的腐蝕性。包裝容器要完整、密封，應(yīng)有明顯的“腐蝕性物品”標(biāo)志。 在工業(yè)上，氫氧化鈉通常稱為燒堿，或叫火堿、苛性鈉。 2．設(shè)計(jì)（論文）的基本要求和內(nèi)容 (1)摘要（ 200－ 300字）； (2)目錄； (3)文獻(xiàn)綜述（ 20xx－ 3000字）； (4)性質(zhì)及用途（ 20xx－ 3000字） ； (5)生產(chǎn)原理（ 500－ 800字）； (6)工藝計(jì)算（ 4000－ 5000字） ； (7)總結(jié)（ 500－ 1000字） ； (8)參考文獻(xiàn)（ 10篇以上） ； (9)致謝； 3．主要參考文獻(xiàn) (1) 李相彪，俞慧玲 主編 《燒堿生產(chǎn)技術(shù)》（下冊(cè)） [M].20xx 年 7 月 (2)張浩勤、陸美娟主編《化工原理》新版（上、下冊(cè)）， [M].化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx 年 4 月 (3)王振中編《化工原理》（上冊(cè)） [M].1986 年 6 月第 1 版 (4)湯善甫、朱思明主編《化工設(shè)備機(jī)械基礎(chǔ)》， [M].華東理工大學(xué)出版社， 20xx 年 12 月 (5)鄒安麗、張懷安主編 《化工 機(jī)器與設(shè)備 》， [M].化學(xué)工業(yè)出版社， 1991 年 6 月第 1 版 (6)化工設(shè)備設(shè)計(jì)全書編輯委員會(huì)，《塔設(shè)備設(shè)計(jì)》， [M].上海科學(xué)技術(shù)出版社， 1988 (7)陳聲宗主編，《化工設(shè)計(jì)》， [M].化學(xué)工業(yè)出版社， 20xx (8)王德祥，新式氯氣處理工藝簡(jiǎn)介，《氯堿工業(yè)》 [M].20xx 年 1 月第一期 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4． 進(jìn)度安排 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 圖書館查閱，上網(wǎng)搜集資料 20xx年 12月 10日 ~20xx年 12月 30日 2 資料整理 20xx年 1月 1 日 ~20xx年 2月 10日 3 相關(guān)的物料計(jì)算、能量計(jì)算 20xx年 2月 11日 ~20xx年 3月 5日 4 設(shè)計(jì)說明書初稿的設(shè)計(jì) 20xx年 3月 6日 ~20xx年 3月 9日 5 導(dǎo)師審閱，指 導(dǎo)，定稿 20xx年 3月 10日 ~20xx年 5月 5日 摘要 NaOH 是一種常見的重要強(qiáng)堿。 （ 3）明確生產(chǎn)的步驟，注意事項(xiàng)，更深層次的了解燒堿的生產(chǎn)過程。工業(yè)用氫氧化鈉應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn) GB 20920xx；工業(yè)用離子交換膜法氫氧化鈉應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 1119989；化纖用氫氧化鈉應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn) GB 1121289；食用氫氧化鈉應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn) GB 517585。 固體氫氧化鈉可裝入 毫米厚的鋼桶中嚴(yán)封，每桶凈重不超過 100 公斤；塑料袋或二層牛皮紙袋外全開口或中開口鋼桶；螺紋口玻璃瓶、鐵蓋壓口玻璃瓶、塑料瓶或金屬桶（罐）外普通木箱；螺紋口玻璃瓶、塑料瓶或鍍錫薄鋼板桶（罐）外滿底板花格箱、纖維板箱或膠合板箱；鍍錫薄鋼板桶（罐）、金屬桶（罐）、塑料瓶或金屬軟管外瓦楞紙箱。不得與易燃物和酸類共貯混運(yùn)。 電解 %；氯氫處理 %；液堿蒸發(fā) %；固堿生產(chǎn) %。 圖 3 鹽水二次精制流程圖 一次鹽水工段送來的一次精制鹽水中鈣、鎂等離子可以被螯合樹脂選擇性吸附，而吸附的飽和樹脂可用鹽酸、氫氧化鈉進(jìn)行再生，從而使樹脂達(dá)到重復(fù)使用的目的。 離子膜法制堿時(shí)， 建議氯氣處理工藝方案：濕氯氣經(jīng)氯水洗滌，鈦管換熱器，氯氣除鹽、降溫后經(jīng)一段填料塔、二段泡罩塔干燥，使氯氣含水量 ≤50wtppm，氯氣輸送選用大型離心式氯氣壓縮機(jī) （透平壓縮機(jī)） 。 蒸發(fā)的能耗主要是蒸汽 ，當(dāng)然動(dòng)力電也是值得注意的。而在鎳、鈀和鉑內(nèi)的溶解度很大，一體積能解 幾百體積氫。 （ 2） 氫氣可以產(chǎn)生氫氧焰、制氫氧電池，可以填充氣球、冶煉金屬鎢和鉬。 燒堿 氫氣處理的目的 在電解過程中， H2是以鼓泡的形式出來的，所以其帶有較高的溫度和部分雜質(zhì)。它是 由電解槽中出來的氫氣經(jīng)氫氣緩沖罐后進(jìn)入一段洗滌塔洗去一部分的雜質(zhì)及使氫氣冷卻至 50℃ 后在經(jīng)二段洗滌塔除雜質(zhì)及冷卻至 30℃ ，之后再經(jīng)過絲網(wǎng)除霧器除去鹽和堿的霧沫后，用羅茨鼓風(fēng)機(jī)抽送至分配臺(tái)進(jìn)行下一階段的分配。 K）。 一段洗滌塔 塔高度 的確定 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得到塔高度 H=5 1200mm=6000mm=600010 3=6m 噴嘴輸送的確定 設(shè)上水壓力為 ,考慮水垢的阻塞，噴嘴直徑 d= 查表及噴水量約 360 kg/h,則噴嘴總數(shù)由物料衡算需 25℃ 冷卻水 量 則噴嘴總數(shù)： n= 9 3 0 5 ? 個(gè) 考慮分布可能的阻塞，取 200 個(gè)。謝謝你們！