【正文】 ??????????????????????? 27 電解堿液集中槽????????????????????????? 27 電解液貯槽???????????????????????????? 28 第 5章 非工藝部分………………………………………………………… 29 人員配備??????????????????? ????????? 29 車間布置???????????????????????????? 29 安全生產(chǎn)???????????????????????????? 30 安全產(chǎn)生注意事項?????????????????????? 30 安全措施?????????????????????????? 30 電解系統(tǒng)設(shè)備的防腐??????????????????????? 30 陽極液系統(tǒng)的防腐?????????????????????? 30 陰 極液系統(tǒng)的防腐?????????????????????? 31 隔膜電解槽的防腐???????????? … ???????? 31 環(huán)保與三廢處理????????????????????????? 31 隔膜法燒堿節(jié)能減排措施?????????????????? 32 提高入槽鹽水質(zhì)量 ?????????????????????? 32 除槽時陰陽極液的回收 ???????????????????? 32 降低蒸發(fā)工序動力 電耗 ???????????????????? 33 第 6章技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)分析…………………………………………………… 34 主要工藝參數(shù)????????????? … ??????????? 34 成品固堿的組成????????????? … ????????? 34 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 各主要物料的實際消耗量???????????? … ?????? 34 主要產(chǎn)品及副產(chǎn)品????????????? … ???????? 35 工資及各項物料、能量價格表????????????????? 35 建設(shè)期每年資金投入????????????? … ??????? 36 投資估算?????????????? … ????????????? 36 各種費用投資估算????????????? … ???????? 36 成本估算????????????? … ????????????? 37 各種成本費用估算???????????? … ???????? 37 收入、稅金和利潤????????????? … ????????? 38 收入、稅金和利潤的計 算???????????? … ?????? 38 投資回收期?????????? … ????????????? 39 結(jié)論………………………………………………………………………… 41 參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………… 42 致謝………………………………………………………………………… 44 附錄………………………………………………………………………… 45 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 總 論 概述 意義與作用 隔膜電解法與水銀電解法、離子膜電解法、比較總能耗 (包 括電、蒸氣 )最高；氫氧化鈉產(chǎn)品（固體）含有 3％左右的氯化鈉 ,不能用于人造絲與合成纖維的生產(chǎn)；隔膜所用的細(xì)微石棉纖維，吸入肺內(nèi)有損健康。 h/t，而國內(nèi) 金屬陽極隔膜電解槽電流密度l4～ 18 A/dm ，直流電耗 2 374/kW 這時隔膜 還需要阻止陰、陽極室電解液中電解產(chǎn)物的相互擴散和作用，如氯堿生產(chǎn)中隔膜法電解槽中的隔膜，可以增大陰極室氫氧離子向陽極室擴散和遷移的阻力 。對隔膜材料的要求是： (1) 應(yīng)具有較強的化學(xué)穩(wěn)定件，既耐酸又耐堿的腐蝕，并應(yīng)具有相當(dāng)?shù)臋C械強度，長期使用不宜損壞； (2) 必須保持多孔及良好的滲透性，能使陽極液維持一定的流速且均勻地透過隔膜，并防止陽極液與陰極液的機械混合； (3) 應(yīng)具有較小的電阻，以降低電壓損失； (4) 材料易得，制造成本低。稀釋或制備溶液時，應(yīng)把堿加入水中，避免沸騰和飛濺。 隔膜電解槽 具良好化 學(xué)穩(wěn) 定性、 機 械強度夠 ，且 僅使離子 之一定孔隙率的隔膜 將陰、陽極 室隔 開 以防止 兩極產(chǎn)物 混合而 發(fā)生有害 。隔膜需有一定的孔隙率，能使離子通過，而不使分子或氣泡通過，當(dāng)有電流流過時，隔膜的 歐姆 電 壓降要低。H++Cl+HClO 當(dāng)陰極生成的堿 ,由于擴散或電遷移等原因進(jìn)入陽極溶液時 ,HClO 被中和 ,生成易解離的次氯酸鹽 : HClO+OH－ →ClO +H2O 這時 ClO將在陽極上氧化 ,生成 ClO3并析出 O2 此外 ,在陽極溶液中生成的 HClO 還會進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)生成氯酸鹽 : 上述反應(yīng)使陽極生成的氯 ,陰極生成的堿 ,都由于副反應(yīng)而白白消耗掉 ,這不僅降低了電流效率 ,而且降低了產(chǎn)品的純度 ,特別當(dāng)陽極溶液中 OH含量增高時 ,這些副反應(yīng)更為嚴(yán)重。 mol (2)工作電壓低 ,因此電能消耗小 ,直流電耗可降低 10%20%. (3)鈦陽極工作壽命長 ,隔膜法生產(chǎn)氯氣工業(yè)中 ,金屬陽極耐氯和堿的腐蝕 ,陽極壽命已達(dá) 6A 以上 ,而石墨陽極僅 8個月 。 從影響ＦＲＰ的抗?jié)B性因素分析可知 ,玻璃鋼中玻璃纖維的存在及其含量的高低是影響ＦＲＰ質(zhì) 量的主要因素。把處理好的木模按圖紙進(jìn)行組裝 ,同時用膩子刮滿縫隙。 當(dāng)精鹽水和蒸汽的最初溫差與最終溫差比值小于 2時，可采用如下公式計算： ? ?? ????nsssn KtttttcVGF 111ln? (46) 式中 nF —— 傳熱面積， m2 ? —— 鹽水重度， kg/m3 1c —— 鹽水比熱， kJ/kg 的飽和蒸汽，如果蒸汽壓過高，會加速鹽水預(yù)熱器的腐蝕，過飽和則會降低傳熱系數(shù)。施工配合比由小試驗確定。樹脂 纖維 的粘結(jié)不佳 。 表 32 電解工段熱量平衡表 輸入熱量 （ kJ） 支出熱量 （ kJ） 電能帶入熱量 鹽水帶入熱量 純水帶入熱量 合計 電解液帶出熱量 NaCl分解消耗熱量 水蒸汽帶出熱量 H2， Cl2帶出熱量 損耗鹽水帶出熱量 電解槽熱損失 合計 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 第 4章 主要設(shè)備選型和計算 隔 膜電解槽選擇 現(xiàn)在市場上使用的電解槽種類繁多， 隔膜電解槽又可分為均向膜 (石棉絨）及固體電解質(zhì)膜（如 β Al2O RuO2TiO2涂層 ）等形式 ， 它們在設(shè)計方面各有千秋，下面將根據(jù)以下幾個方面選擇出合適的電解 槽。陰極室流出的電解液經(jīng)多效蒸發(fā)器濃縮并分離出結(jié)晶鹽后，得到含 50％的氫氧化鈉液體燒堿，并可進(jìn)一步加熱濃縮制成固體燒堿商品。 電解食鹽水 的總反應(yīng)可以表示如下： 2NaCl+2H2O=2NaOH+H 2 ↑+Cl 2 ↑ 用這種方法生產(chǎn)的堿液比較稀，其中含有多量未電解的 NaCl ，需要經(jīng)過分離、濃縮，才能得到固態(tài) NaOH。在這次設(shè)計中我們選擇離子膜法制燒堿 ， 缺點：投資大、技術(shù)要求高，短期尚難取代原有的兩種工藝。 電解液蒸發(fā)工序 隔膜電解液氫氧化鈉含量低而氯化鈉含量高達(dá) 16． 4％，因此隔膜蒸發(fā)采用流程復(fù)雜的四效逆流蒸發(fā)技術(shù)，且?guī)в须x心分鹽設(shè)備及堿液析鹽冷卻器及過濾器，能耗高，操作難度大；隔膜裝置一效蒸發(fā)器采用強制循環(huán)式，其內(nèi)部堿液溫度高達(dá) 162． 5℃，氫氧化鈉含量為 43． 5％，并且由于蒸發(fā)過程中產(chǎn)生約 10％的固體結(jié)晶鹽，對加熱室腐蝕、磨損嚴(yán)重 (材質(zhì)為純鎳 )，加熱室平均壽命只有 3 a 左右，由于其造價昂貴，大大增加了隔膜燒堿成本。配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。 3．隔膜材料 隔膜是整個電解槽中最重要的組成部分。電解水時，陰、陽極室的電解液相同， 電解槽的隔膜只需將陰、陽極室隔開，以保證氫、氧純度，并防止氫氧混合發(fā)生爆炸。 h，而我國目前大多數(shù)為固定盒式金屬陽極隔膜電解槽配普通石棉隔膜。t grasp the core elements of ionic membrane caustic soda ionic membrane. At present, the ion exchange resin membrane used in ionic membrane caustic soda unit all rely on imports, 10000 t/a ionic membrane device needs to be 100 m2, at present our country about 56000 m2 ion exchange resin membrane, only for film fee is 340 million yuan, high purchase film fees increase the cost of ionic membrane caustic soda production, caustic soda production 1 t an increase of 100 yuan. Compared with the developed countries, the production method of ionic membrane law continuous operation time is short, the problem of high energy consumption, in view of this, according to the caustic soda consumption level and the current situation of chloralkali production plant, metal anode diaphragm electrolyser and ionic membrane electrolyser will coexist in China for a long time. Although alkali ionic membrane law technology developing rapidly, but the diaphragm alkali technology legal system still need longer time to quit the historical stage. Diaphragm electrolysis alkali legal system the biggest advantage is less investment, short construction period, quick effect, management is relatively easy, mature technology。過程包括鹽水精制、電解和產(chǎn)品精制等工序，其中主要工序是電解．工業(yè)上采用隔膜電解法、水銀電解法和離子膜電解法．離子膜法工藝是燒堿生產(chǎn)的發(fā) 展方向，但由于我國離子膜法燒堿“使用超前、研發(fā)滯后”的特點非常明顯，國內(nèi)沒有掌握離子膜法燒堿的核心要素 —— 離子膜。但因生產(chǎn)設(shè)備容易制作，材料便于取得，在電源比較豐富或電價比較低廉，對于燒堿含鹽量的要求又不很苛刻的地區(qū)，特別是有地下鹽水或附近有聯(lián)合發(fā)電與供汽設(shè)施的地區(qū)，仍在普遍采用。 h，若折合成相同電流密度，則國內(nèi)電耗比國外先進(jìn)水平高 200～ 300 kW 隔膜由惰性材料制作，如氯堿工業(yè)中長期使用的 石棉 隔膜。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 產(chǎn)品性質(zhì)及用途 燒堿的有效成分是； NaOH,分子量： 。 原材料規(guī)格及技術(shù)指標(biāo) 原材料規(guī)格 [5] （ 1）精鹽水規(guī)格，見表 11。離子膜法工藝是燒堿生產(chǎn)的發(fā)展方向，但由于我國離子膜法燒堿“使用超前、研發(fā)滯后”的特點非常明顯，國內(nèi)沒有掌湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 握離子膜法燒堿的核心要素 —— 離子膜。這些性能要求在使用過程中基本不變，并且要求在陰、陽極室電解液的作用下，有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和機械強度。 副反應(yīng)中產(chǎn)生的 O2會將石墨電極氧化 ,縮短石墨電極的使用壽命。 oC； H2在 90 oC 時平均分子熱容為 kcal/kg (4)可克服石墨陽極和鉛陽極溶解問題 ,避免對電解液和陰極產(chǎn)物的污染 ,因而可提高金屬產(chǎn)品純度 . (5)可提高電流密度 . (6)氯堿生產(chǎn)中 ,使用鈦陽極后 ,產(chǎn)品質(zhì)量高 ,氯氣純度高 ,不含 CO2,堿濃度高 ,可節(jié)省加熱用蒸氣 ,節(jié)省能源消耗 . (7)耐腐蝕性強 . (8)可避免鉛陽極變形后的短路問題 ,因而可提高電流效率 . (9)鈦電極重量輕 ,可減輕勞動強度 . (10)形狀制作容易 ,可高精度化