【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 8TC A 30 4FA 3 01PC AZ 301PC AZ 302FA 3 02空氣氮?dú)釼E 3 02VE 3 12HE 3 11FQ 3 05LC A 30 2PU 3 15LC A 30 6PQ 3 06蒸發(fā) 圖 離子膜電解崗位工藝流程圖 年產(chǎn) 30 萬噸離子膜燒堿生產(chǎn)工藝 11 二次精制鹽水泵 (PU202A/B) 送來的二次精制鹽水由壓力指示控制報(bào)警裝置(P1CA301)控制一定壓力。精制鹽水由流量計(jì) (FA301)控制流量送往各電解槽。同時(shí)，外工序送來的純水按電流負(fù)荷的高低，由純水壓力指示控制警報(bào)儀控制一定壓力，調(diào)節(jié)入槽純水流量，以控制燒堿的濃度，在通直流電的情況下進(jìn)行電解。在陽極室生成 Cl2 和淡鹽水，陰極室生成氫氣和氫氧化鈉。 電解生成的 32%的燒堿流到燒堿受槽 (VE302)匯集后由燒堿泵 (PU302)經(jīng)流量計(jì)(FQ304)計(jì)量后，送到各部門使用。 淡鹽水脫氯工序 [4] 淡鹽水脫氯工藝流程圖Na SOWDVE101APU101CPU101A/BLA 353VE101BPU 353VE 352PU 351HE 352PU 352VE 351ACA353HNCLCA352TW 351PU 301TA 301HE 351VE 353PU 311化鹽LCA351ACA3522 3PC AZ 3 51 圖 淡鹽水脫氯崗位工藝流程圖 將電解出來含有游離氯的淡鹽水送到脫氯塔頂部，經(jīng)負(fù)壓介析使游離氯脫出。脫氯后的淡鹽水含游離氯約 50mg/l,流進(jìn)脫氯鹽水受槽，調(diào)節(jié) PH值后 ，加 Na2SO3 除去游離氯，再經(jīng)脫氯塔泵送往一次鹽水工段，經(jīng)真空分離后的氯氣由冷卻器將氯氣冷卻，再分離水分后送往氯氣總管。 年產(chǎn) 30 萬噸離子膜燒堿生產(chǎn)工藝 12 氯氣冷卻、干燥、壓縮工序 [4] 電解除害液除害液除害液PCAZ313HCZ302PCAZ315PCAZ504PCAZ505XCZ502FCAZ502PCAZ502HCZ504PCAZ503PCAZ501除害液VCM液氯TW3 10 PU3 10 PU3 11HE5 01HE5 02FT5 01HE310TW5 02 PU5 03 TW5 03PU5 04HE503HE5 04VE5 06FT5 02VE5 05PU5 06CO 501HE5 07 HE5 06 HE5 05 氯氣 處理工藝流程圖 圖 氯氣處理崗位工藝流程圖 從氯氣鼓風(fēng)機(jī) (PU311A、 B)來的氯氣經(jīng)過氯氣冷卻器（ HE50 HE502），溫度冷卻到約 15℃，經(jīng)濕氯氣過濾器（ FT501）將水滴排除。從過濾器（ FT501）出來的氯氣，經(jīng)過 1干燥塔（ TW502）和 2干燥塔（ TW503）用硫酸吸收水分，使干燥氯氣含水量達(dá)到要求。為了移走氯氣干燥過程中 1干燥塔、 2干燥塔所產(chǎn)生的硫酸稀釋熱，用干燥塔酸冷卻器（ HE50 HE504）移去熱量。將濃度為 98%的濃硫酸從硫酸 貯槽（ VE509）經(jīng)硫酸供給泵（ PU506A、 B）供給 2干燥塔， 2干燥塔溢流至 1干燥塔，濃度約 75%的稀硫酸從 1干燥塔送到廢硫酸高位槽，用槽車裝運(yùn)出去。 從 2干燥塔出來的干燥氯氣經(jīng)過干燥氯氣過濾器（ FT502）除去酸霧，再經(jīng)過氯氣壓縮機(jī)（ CO501A、 B），使壓力上升到 ~? G(~)送往用戶。氯氣冷卻器（ HE502）， 1干燥塔冷卻器（ HE503）， 2干燥塔冷卻器（ HE504）均使 用7℃的低溫水，由液氯冷凍供應(yīng)。 年產(chǎn) 30 萬噸離子膜燒堿生產(chǎn)工藝 13 3 物料衡算及能量衡算 物料衡算 電解工段電解槽內(nèi)的物料衡算 計(jì)算依據(jù) [4] 一、供給鹽水規(guī)格： NaCl=310g/l 重度 d= 精鹽水中雜質(zhì)忽略不計(jì) 二、陰極液 NaOH 濃度 32% 重度 d=（ 80℃） 三、陽極液 NaCl=210 g/l 重度 d= 電解槽中進(jìn)行的各種副反應(yīng)所產(chǎn)生的雜質(zhì)忽略不計(jì) 四、以 80kA 電流負(fù)荷為計(jì)算基準(zhǔn) 2 NaCl + 2H2O===2NaOH + H2 + Cl2 2 2 18 2 40 2 1 2 80kA 電流負(fù)荷時(shí)，每小時(shí)每臺(tái)電槽理論產(chǎn)堿量。 [4] 80 1 = 需消耗 NaCl量： 402 ?? = 同時(shí)生成 H2 量 = 4022? = 生成 Cl2 量 = 402 ?? = 需消耗 H2O 量 = 402 182?? = 五、物料衡算 濕氯氣的計(jì)算 濕氯氣中含水量的計(jì)算： 根據(jù)道爾頓氣體分壓定律，濕氯氣中氯氣和水蒸氣的分壓與它們的摩爾數(shù)成正比。 PH2O： PCl2=n H2O： nCl2[5] 已知 80℃時(shí)含 NaCl=210 g/l 的陽極液上方的水蒸氣分壓為 290mmHg。 年產(chǎn) 30 萬噸離子膜燒堿生產(chǎn)工藝 14 則 n H2O= 290760290?= GH2O（ Cl2） = 18= 因此，離開電槽的濕氯氣總量 G1=+= 進(jìn)入電解槽的供給鹽水量的計(jì)算： 1) 已知離子膜的水遷移量為 [4] 所以每小時(shí)透過膜遷移到陰極的 H2O 量為： 3? 100018= 2) 設(shè)每小時(shí)需向電槽供給的鹽水量為 X 升，從電槽流出的淡鹽水量為 Y 升 則 陽極液中的 NaCl存在下列平衡： =+ （ 1） 對(duì)水存在下列平衡： （ ） X=（ ） Y++ （ 2） 解（ 1）、（ 2）組成的二元一次方程得： X=1202 Y=944 故 每小時(shí)向電槽供給的鹽水 1202 升 供給鹽水重量 G2=1202 = 其中： NaCl=1202 310= H2O== 流出電解槽的淡鹽水量的計(jì)算： 從電槽流出的淡鹽水的體積為 944 升，淡鹽水比重為 。 則 淡鹽水的總量： G3=944 = 其中 NaCl=944 = H2O== 濕氫氣量的計(jì)算 濕氫氣中含水量計(jì)算： PH2O： PH2=n H2O： nH2 已知 80℃含 NaOH32%的陰極液上方的水蒸氣分壓為 170mmHg。 [4] 則 n H2O=22HOHPP nH2= 170760170? = G H2O（ H2） = 18= 因此，離開電槽的濕氫氣總量 年產(chǎn) 30 萬噸離子膜燒堿生產(chǎn)工藝 15 G4=+= 流出電解槽堿液量的計(jì)算： [4] 247。= 升 其中： NaOH= H2O= = G5=+=373kg 供給純水量的計(jì)算： G6=++= 物料衡算表 表 電槽物料平衡表 輸入 輸出 供給鹽水： G2= NaCl： H2O： 供給純水： G6= 淡鹽水： G3= NaCl： H2O： 堿液： G5=373kg NaOH： H2O： 濕氯氣： G1= Cl2： H2O： 濕氫氣： G4= H2： H2O： 總計(jì) 氯氣處理崗位物料衡算 一、計(jì)算依據(jù) [4] 生產(chǎn)規(guī)模 300000 噸 100%NaOH/年 年生產(chǎn)時(shí)間 7200 小時(shí) 計(jì)算基準(zhǔn) 以生產(chǎn) 1 噸 100%NaOH 為基準(zhǔn) 原始數(shù)據(jù) 電解廠房來的濕氯氣的濕度、壓力及組成如下表： 年產(chǎn) 30 萬噸離子膜燒堿生產(chǎn)工藝 16 表 濕氯氣的濕度、壓力及組成 項(xiàng)目 氯氣 備注 溫度℃ 85 總壓（表） 10 水蒸氣 公斤 /噸 100%NaOH 213 氯氣 公斤 /噸 100%NaOH 885 不凝性氣體 公斤 /噸 100%NaOH 9 氣體總量 公斤 /噸 100%NaOH 1107 成份 %（干基） 二、計(jì)算采用的流程示意圖如下所示： HE301冷卻器TW310洗滌塔HE501 HE502 FT501冷卻器 冷卻器 除霧器TW502干燥器TW50398%濃硫酸75%硫酸氯水氯水 氯水新鮮水65 ℃ 45 ℃ 15 ℃100 200 900120080 ℃500kg/Hr圖31氯 氣處理流程示意圖 圖 氯氣處理崗位流程意圖 由于電解廠房到 HE301 冷卻器這段管路比較短，而且管子采取保溫措施，所以可以忽略氯氣經(jīng)過這段管路所產(chǎn)生的溫度降，冷凝下來的水蒸氣量也忽略不計(jì)。 三、 HE301 冷卻器的物料衡算 由原始數(shù)據(jù)得知進(jìn)入 HE301 鈦冷卻器的氣體組成為： 氯氣 885kg 水蒸汽 213kg 不凝性氣體 9kg 在 HE301 中， 氯氣和過濾鹽水進(jìn)行換熱，溫度由 85℃冷卻至 65℃。查表得 65℃時(shí)的水蒸汽分壓為 （ ）。冷凝下來的氯水溫度為 70℃，此時(shí)氯在水中的溶解度為 。 設(shè)在 HE301 冷卻器中冷凝下來的水蒸氣量為 W1kg，其阻力降為 90 （ 90mm H2O），則出口氣體的總壓力為 100 （ 100mm H2O）。 根據(jù)道爾頓分壓定律，則有下式： [4] 年產(chǎn) 30 萬噸離子膜燒堿生產(chǎn)工藝 17 299182 1 3710 0 2 7 8 5182 1 3111?????WWW=10336 ? 由上式可求得 W1= 被溶解的氯氣量： = 氯水總量： += 可見出 HE301 冷卻器的氣體組成為： 氯氣： = 水蒸汽 = 不凝性氣體： 9kg 四、 TW310 氯氣洗滌塔的物料衡算 在氯氣洗滌塔中，用飽和氯水對(duì)氯氣進(jìn)行洗滌，氯氣溫度由 65℃降至 45℃，同時(shí)向洗滌塔補(bǔ)充少量新鮮水（ 500kg/Hr）。從洗滌塔出來的氯氣溫度為 40℃。查表 可得 45℃時(shí)水蒸氣分壓為 （ ）， 40℃時(shí)氯氣在水中的溶解度為。 滿負(fù)荷時(shí)，每小時(shí)產(chǎn)堿約 20 噸，每噸 NaOH 為基準(zhǔn)，則補(bǔ)充的新鮮水量為 25kg/噸100%NaOH。 假設(shè)在 TW310 中冷凝下來的水蒸氣量為 W2kg，塔的阻力降為 100 （ 100mm H2O），則洗滌塔出口氣體的總壓為 200 （ 200mm H2O）。 根據(jù)道爾頓分壓定律，則有下式： [4] 2991871)25(0 0 4 5 18222??????WWW=10336 ? 由上式可求得 W2= 被溶解的氯氣量： （ 25+） = 氯水總量： 25++= 可見出 TW310 的氣體組成： 氯氣： = 水 蒸汽 = 不凝性氣體： 9kg 氯氣出 TW310 后，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓至 1200 進(jìn)入 HE50 HE502 冷卻至 15℃后再進(jìn)入干燥塔。 五、 HE501 的物料衡算 氯氣在 HE501 中用工業(yè)水冷卻至 30℃，查表得 30℃時(shí)水蒸氣分壓為 （ ）