化工畢業(yè)設(shè)計(jì)---年產(chǎn)5萬(wàn)噸燒堿氯氣冷卻工序設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-09-02 07:57 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 含有氯氣，腐蝕管道，污染環(huán)境，同時(shí)使氯氣損失增加，且耗費(fèi)大量蒸氣。 間接冷卻流程將物料放在容器中，其熱能經(jīng)過(guò)器壁向周?chē)橘|(zhì)自然散熱。被冷卻物料如果是液體或氣體，可在間壁冷卻器中進(jìn)行。夾套、蛇管、套管、列管等式的熱交換器都適用。冷卻劑一般是冷水和空氣，或根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際情況來(lái)確定。操作簡(jiǎn)單，易于控制，操作費(fèi)用低，氯水含量小，氯氣損失少，并能節(jié)約脫氯用蒸汽。﹪。 氯氣循環(huán)冷卻流程冷卻效率高，操作費(fèi)用低于直接冷卻法，高于間接冷卻流程法，投資比前者高而低于后者。缺點(diǎn)是熱交換器所用冷卻水溫度要求低于15℃，因此需要消耗冷凍量，并需增設(shè)氯水泵、氯水循環(huán)槽使流程復(fù)雜化。 氯氣處理方式的簡(jiǎn)述 直接冷卻+填料干燥 氯氣 冷 卻 器填料冷卻塔 水 冷卻器氯 氣 分離器 干燥塔 1干燥塔 2干燥塔 3分離器氯 氣 氯 氣 氯 氣 氯 氣圖（21）8該流程是氯氣填料塔中直接冷卻之后，氯水本身又用冷凍水進(jìn)行熱交換，被冷卻后的氯氣進(jìn)入串聯(lián)的填料干燥塔，再用硫酸進(jìn)行干燥，使水分小于 ％。該流程的特點(diǎn)是：①濕氯氣經(jīng)氯水冷卻直接洗調(diào)后，電解過(guò)程除石墨陽(yáng)極的有機(jī)氯化物被除去。②經(jīng)氯水直接冷卻后，氯氣的溫度容易控制，即傳熱情況比間接冷卻好。③采用填料干燥，負(fù)荷彈性大，生產(chǎn)穩(wěn)定。④采用上述流程，要解決泵和換熱器的耐腐蝕問(wèn)題。 間接冷卻+泡沫干燥流程 氯氣 冷卻器 1冷卻器 2冷 卻 器 3分離器 1干燥塔 干燥塔 2分離器 2干燥塔 干燥塔 4氯 氣 氯 氣圖（22）改流程的特點(diǎn)是：①采用鈦冷卻器，間接冷卻，設(shè)備耐腐蝕。②采用泡沫塔做干燥塔，設(shè)備緊湊，效率高。③由于泡沫塔做干燥塔，彈性小，水分易波動(dòng)。 間接冷卻+泡沫、填料塔干燥流程9Cl2換熱器 2換熱器 1 分離器水槽 1 水槽 2Cl2氯水Cl2填料吸收塔吸收尾氣回收尾氣H2O H2O氯 氣 水填料冷卻塔 氯 氣 冷卻器 1冷卻器 2分離器氯 氣水 槽 干燥塔 1干燥塔 2回 收 槽 氯 氣 分離器氯 氣圖（23）該流程是集中前面兩種的綜合，既有泡沫塔的高效率，又有填料塔的穩(wěn)定性，既不用水泵，又不會(huì)減少冷凍水，這一流程比較穩(wěn)定可靠。 工藝流程確定綜合上述三種氯氣的處理流程優(yōu)缺點(diǎn)，我確定以下流程，為我的氯氣冷卻處理流程：氯氣冷卻處理工藝流程 圖（24）該工藝流程：從電解槽出來(lái)的氯氣進(jìn)入填料冷卻器直接冷卻后，再次進(jìn)入鈦冷卻器間接冷卻，冷卻到符合工藝要求的溫度時(shí)，再到下10一個(gè)干燥工序。有填料塔的穩(wěn)定性，冷卻水循環(huán)利用，即不會(huì)減少冷凍水，又不會(huì)損失氯氣，這一流程比較穩(wěn)定可靠。3 工藝計(jì)算 計(jì)算依據(jù)生產(chǎn)規(guī)模：5 萬(wàn) t98%NaOH衡算條件：以生產(chǎn) 1t98%NaOH 為基準(zhǔn)年生產(chǎn)時(shí)間：年生產(chǎn)時(shí)間 8000 小時(shí)條件：氯氣成份（干） 97％壓力：， kPa溫度：氯氣經(jīng)冷卻器冷卻，溫度從 45℃降到 25℃氯氣在水中溶解度：25℃：水蒸汽分壓： 45℃： kPa 25℃： kPa 冷卻水比熱： 10℃：(kg℃) 20℃：(kg℃)表 31 相關(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù)名稱 單位 溫 度 ℃45 25水蒸氣熱焓 kJ/kg 不凝氣比熱容 kcal/（kg.℃） 氯氣比熱容 kcal/(mol.℃ ) 物料衡算 氣相進(jìn)口的物料衡算進(jìn)入冷卻器的溫度：45℃進(jìn)入冷卻器的壓力： ①氯氣量的計(jì)算1197％由反應(yīng)式 2NaCl+ 2H 2O = 2NaOH + Cl2 + 2H2 2 1 x80解得 x = 氯氣的質(zhì)量為： = 氯氣的摩爾質(zhì)量： =?氯氣的體積流量： = m3 氯v )573(3???②不凝氣量的計(jì)算由于氯氣的純度為97%,其余的3%則為不凝氣：不凝氣的質(zhì)量流量為： = 3％ = 3％= 不wkg 不凝氣的千摩爾流量為： = kmol ?不凝氣的體積流量為： m3不v )573(380???③水分量的計(jì)算查水在溫度為45℃的物理性質(zhì)， kPa由道爾頓分壓定律得： 水水水總 不氯不氯水 不氯水總總 pnpnpn?????所以水蒸氣的摩爾流量： =）（水 ?質(zhì)量流量： = =18= kg 水w水n水m體積流量： = .???）（水v④氣相進(jìn)口總量的計(jì)算總的質(zhì)量流量： = + + =++= 不 水總的體積流量： = + + =++= 不 水vWCl2 97％12 冷卻器的出口物料衡算氯氣在冷卻器中溫度從45℃降至25℃， kPa①出口水蒸氣的計(jì)算設(shè)在冷卻器出口的水蒸氣為 水39。w根據(jù)道爾頓分壓定律： =7139。39。 1839。 ）（ 水氯不水 水 wn?? 16解得： =39。w②冷卻器出口冷凝下來(lái)的水量其中水蒸氣被冷卻下來(lái)的水量：－= kg③不凝氣在冷卻過(guò)程不會(huì)損失，因此：不凝氣的質(zhì)量： =
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