【正文】 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 制造單位 氯水洗滌塔 φ 2400 12500 山東萊州云峰防腐設(shè)備公司 氯水泵 IT10080125 寶雞有色金屬加工廠 氯水冷卻器 BRW805 100m2 寶雞特色金屬換熱設(shè)備廠 硫酸泵 HTB8065160 宜興非金屬化工機(jī)械廠 硫酸冷卻器 BWR302 20m3 寶雞特種金屬換熱設(shè)備廠 填料干燥器 φ 2200 12900 安邦電化有限公司 氯壓機(jī) QYJ950/ 金湖石油化工機(jī)械制造有限公司 廢硫酸泵 旋液分離器 φ 1000 1940 10 江蘇化工設(shè)備制造安裝公司 螺旋板冷卻器 30m2 16t3010/80010 蘇州化工機(jī)械廠 硫酸過濾器 φ 400 500 安邦電化有限公司 氫氣水洗塔 φ 1200 7596 6 安邦有限公司 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)對年產(chǎn) 30 萬噸燒堿干燥工段進(jìn)行初步的工藝設(shè)計(jì)，包括生產(chǎn)方案、工藝流程的確定 ,物料、能量衡算 ,主體設(shè)備的選 型和工藝計(jì)算，車間平面布置等。設(shè)進(jìn)口溫度 t1 = 29℃ ，出口溫度 t2 = 38℃ 。 [9] 氯氣處理系統(tǒng)的工藝控制指標(biāo)如下： 表 41 氯氣處理系統(tǒng)的中控分析項(xiàng)目 中控分析項(xiàng)目 單位 控制值 檢測方法 頻次 干燥前氯純度 （ v/v） ≥ 95% 容量法 1次 /2小時(shí) 干燥前氯內(nèi)含氫 （ v/v） ≤ % 燃燒法 1次 /4小時(shí) 氯壓機(jī)進(jìn)酸濃度 (m/m) ≥ 98% 滴定法 1次 /批 氯壓機(jī)循環(huán)酸濃度 (m/m) ≥ 93% 滴定法 1次 /8小時(shí) 干燥后氯中含水 (m/m) ≤ % 重量法 1次 /周 出塔底酸濃度 (m/m) 70%～ 78% 重量法 1次 /8小時(shí) 干燥氯氣中含 NCl3 PPM ≤ 50 納氏比色法 1次 /天 表 4— 2 氯氣處理系統(tǒng)的工藝控制指標(biāo) 工藝控制項(xiàng)目 單位 控制值 檢測方法 記錄頻次 檢測頻次 進(jìn)口氯氣總管壓力 Kpa ﹣ ～ 壓力計(jì) 1次 /小時(shí) 連續(xù)監(jiān)測 一級水洗塔出口氯氣溫度 ℃ 20～ 40 儀表顯示 1次 /小時(shí) 連續(xù)監(jiān)測 氯氣進(jìn)干燥塔溫度 ℃ 12～ 16 儀表顯示 1次 /半小時(shí) 連續(xù)監(jiān)測 干燥前后氯氣純度差 V/V ≤ % 計(jì)算 1次 /2小時(shí) 1次 /小時(shí) 干燥落成輸出壓力 Mpa ～ 壓力表 1次 /小時(shí) 連續(xù)監(jiān)測 氯氣出干燥塔溫度 ℃ ≤ 45 儀表顯示 1次 /半小時(shí) 連續(xù)監(jiān)測 冷凍水溫度 ℃ 10～ 15 儀表顯示 1次 /半小時(shí) 連續(xù)監(jiān)測 氯壓機(jī)電流 A ≤ 210 儀表顯示 1次 /小時(shí) 連續(xù)監(jiān)測 出塔廢酸濃度 Kg/m 1620～ 680 密度計(jì) 1次 /2小時(shí) 1次 /2小時(shí) 出塔廢酸溫度 ℃ 15～ 30 密度計(jì) 1次 /2小時(shí) 1次 /2小時(shí) 氯水排污溫度 ℃ 80～ 85 儀表顯示 1次 /小時(shí) 連續(xù)監(jiān)測 5 物料衡算與能量衡算 計(jì)算依據(jù) 30 萬噸 /年 100%NaOH 8000h 以生產(chǎn) 1t100%NaOH 為標(biāo)準(zhǔn) 見下表 表 51 原始數(shù)據(jù)一覽表 項(xiàng)目 氯氣 備注 項(xiàng)目 氯氣 備注 溫度 , ℃ 90 氯氣 ,kg/t100%NaOH 885 總壓 (表 ),Pa 49 不凝性氣體 (假設(shè)為氣下同 ),kg/t100%NaOH 15 水蒸氣 kg/t100%NaOH 氣體總量 , kg/t100%NaOH 1187 成分 ,%(干基 ) 96 計(jì)算過程 假設(shè)濕氯氣由電解到氯處理室外管溫度由 90℃降到 80℃后進(jìn)入氯處理系統(tǒng)，有部分水蒸氣冷凝下來，并溶解氯氣，查表知 80℃時(shí)氯在水中的溶解度為 ，飽和水蒸氣分壓為 ()，其他溶解氣體忽略不計(jì)。出凈化器的干燥空氣，一部分通過過濾除塵、減壓，送至透平機(jī)、油箱等密封點(diǎn)作密封用；另一部分減壓至小于 ，通過電爐加熱至 130℃左右，去再生另一臺已被水分飽和的凈化器。干燥氯氣先進(jìn)入一級壓縮，壓縮后的高溫氯氣進(jìn)入冷卻器（ I）移去其熱量后進(jìn)入二級壓縮和冷卻器（ II），最后進(jìn)入三級壓縮和冷卻器（ III）。又由于鮑爾環(huán)上的兩排窗孔交錯(cuò)排列，氣體流動(dòng)通暢，避免了液體嚴(yán)重的溝留及壁流現(xiàn)象。但是，填料塔的造價(jià)通常高于板式塔，對于含有懸浮物的料液，易聚合的物系則不能適用。 本設(shè)計(jì)采用的是多臺干燥塔串接的流程。 三臺或四臺填料塔串聯(lián)在一起對氯氣進(jìn)行干燥脫水，應(yīng)該說冷卻后的濕氯氣分別經(jīng)歷多臺填料 塔的不同濃度硫酸溶液的傳質(zhì)吸收，出填料塔組合的氯氣含水分可以降低到15ppm以下。而強(qiáng)化型的板式塔就完全克服了傳統(tǒng)泡沫塔的缺點(diǎn)，使其在先進(jìn)的干燥脫水技術(shù)中占據(jù)一席之地。 氯水循環(huán)冷卻流程 這種流程是氯水用水直接冷卻，冷卻后的氯水進(jìn)入氯水槽經(jīng)間接冷卻后，在系統(tǒng)里循環(huán)使用。氯氣中的水蒸氣和硫酸一定條件下接觸，而使水蒸氣溶解于硫酸中的操作稱為吸收操作，能溶解于硫酸中的水蒸氣稱為吸收質(zhì) ，所用的硫酸稱為吸收劑，不能溶解的氯氣叫做惰性氣體。其水蒸氣分壓也就越高。 蒸發(fā)工段生產(chǎn)流程簡述 來自電解工段的電解液進(jìn)入蒸發(fā)工段的電解液貯槽，由加料泵將電解液經(jīng)兩只螺旋板預(yù)熱器預(yù)熱后送進(jìn)一效蒸發(fā)器，由熱電站送來的蒸汽將一效內(nèi)堿液加熱蒸發(fā)到一定的濃度，再送至三效蒸發(fā)器濃縮成 30%左右的液堿后出料至 析鹽槽，由第四只析鹽槽內(nèi)淌出的清液堿自流到濃堿冷卻塔，再經(jīng)過冷卻后送至配堿塔，配成合格的成品送至商品塔出售。但是目前我國氯堿產(chǎn)品最大差距就是國內(nèi)清潔工藝使用較少，嚴(yán)重制約了氯堿工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和國際市場競爭力。 規(guī)?；? 隨著我國氯堿工業(yè)不斷發(fā)展，尤其是新建的裝置將逐漸趨向規(guī)?；?。 (1) 能源消耗大 選用先進(jìn)工藝 ，提高電解槽的電能效率和堿液蒸發(fā)熱能的利用率，以降低燒堿的電耗和蒸汽的消耗，始終是氯堿生產(chǎn)企業(yè)的一項(xiàng)核心工作。從電子層排布可知：其 K 層有 2 個(gè)電子， L 層有 8 個(gè)電子， M 層有 7 個(gè)電子；最外層電子有 7個(gè)，故而十分容易獲得一個(gè)電子， 形成穩(wěn)定的離子鍵或共價(jià)鍵結(jié)合形式。 1807 年，英國人 Davy用食鹽熔融電解制得氯氣。因此防止腐蝕和三廢處理也一直是氯堿工業(yè)的努力方向。形成以氯堿裝 置為龍頭，下游產(chǎn)品創(chuàng)效益的局面。氯堿裝置及其下游產(chǎn)品綠色化的發(fā)展趨勢和基本原則是大力開發(fā)清潔工藝，實(shí)現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)”。 液氯工段工藝流程簡述 來自氯氫處理的干燥氯氣進(jìn)入列管式氯冷凝管的管間，被管內(nèi)流過的 35℃的冷凍鹽水所冷卻，大部分氯氣被冷凝下來，然后在氣液分離中分離，液氯流入液氯貯槽，加壓后送去包裝，未凝尾氯送合成鹽酸、次氯酸鈉工序作為原料。但如果硫酸的溫度太低的話，則硫酸和水能形成結(jié)晶水合物析出。氯氣自下而上與由上往下的冷卻水直接噴淋接觸，將氯氣冷卻到 20℃左右，由頂部導(dǎo)出。第二冷卻塔塔底的部分氯水，由泵進(jìn)入熱交換器，經(jīng)冷凍鹽水冷卻后循環(huán)使用，多余的氯水則進(jìn)入第一冷卻塔的底部，第一冷卻內(nèi)的氯水，經(jīng)泵送至熱交換器經(jīng)工業(yè)上水 冷卻后循環(huán)使用，多余氯水則溢出另行處 理。硫酸吸收了氣相中的水分所釋放出來的熱量更多的是被氯氣帶走，因此干燥塔出口的氯氣溫度高達(dá) 50℃ 以上，傳質(zhì)的推動(dòng)力不大，因而降低硫酸液面上水蒸汽分壓十分困難；使出塔氯氣所含的水分居高不下，經(jīng)常是在 ％以上。操作平穩(wěn)，氯氣處理量大；尤其適用于大流量氯氣進(jìn)行干燥脫水的要求。 (a) 填料塔的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) [4] 圖 42 填料塔的結(jié)構(gòu)簡圖 1— 氣體出口 2— 液體入口 3— 液體分布裝置 4— 塔殼 5— 填料 6— 液體再分布器 7— 填料 8— 支承柵板 9— 氣體入口 10— 液體出口 填料塔為連續(xù)接觸式的氣、液傳質(zhì)設(shè)備。因此，填料塔的生產(chǎn)能力和傳質(zhì)速率均與填料特 性密切相關(guān)。國內(nèi)在除水霧或酸霧時(shí)，一般都采用浸漬含氟硅油的玻璃棉所制的管式過濾器，或附瓷環(huán)的填料塔，旋流板，絲網(wǎng)過濾器。該工藝還附有潤滑油系統(tǒng)、密封用空氣的干燥及再生系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)。 2．輸出設(shè)備故障或動(dòng)力電源故障 ,使氯氣壓倒或送不出。 設(shè)第一水洗冷卻塔中的冷凝水量為 W2kg，其阻力降為 35 （ 35mmH2O），則出口氯氣的總壓為 40 ，（ 40mmH2O）（表） 根據(jù)道爾分壓定律，則有： 1 0 3 3 6401 0 3 3 60 7 5 291518 1 8710 0 3 9 8 418 1 8222???????WWW 解上式得 W2 = 溶解氯氣量 = 氯水總重量 + = 因此出第一水洗冷卻塔的氯氣組成為： 氯氣 = 水 = 不凝性氣體 15kg 第二水洗冷卻塔的物料衡算 在第二水洗冷卻塔中，氯氣溫度由 40℃降至 12℃，此時(shí)水蒸汽分壓為 （ ），氯氣溫度為 20℃， 20℃時(shí) 氯在水中的溶解度為 水?！?) 若不考慮管道熱量 ,則物料帶入的熱量等于物料出第一水洗冷卻塔的熱量。 由于本人知識水平有限以及時(shí)間的關(guān)系，本 設(shè)計(jì)不能做到盡善盡美。毫米汞柱 填料操作高度 H = G/Ksa [Y1Y2]/△ m 平均推動(dòng)力△ m ； 1* * * *1 2 2 1 1 2 2[ ( Y Y ) ( Y Y ) ] / [ l n ( Y Y ) / ( Y Y ) ]m?? =()/ln[（ ） /] = 103 傳質(zhì)單元數(shù) ： n=（ Y1Y2） /? m=（ ） / 103 = 傳質(zhì)單元高度： H = G/Ksa= 4/（ 721 194） = 傳質(zhì)總高度： H = nh = = （米） 取填料層高度： H = （米） 填料層的阻力 采用 Eckert 通用關(guān)聯(lián)圖計(jì)算填料層壓降 橫坐標(biāo)為 L/V（ rG/rL） = （ ）（ ） = 由氣速 W = 液相重度核證系數(shù) Ψ = 1000/ = 計(jì)算 W2Φ Ψ /g（ rG/rL）μ = 320 = 查表 [17]，得 ?