【導讀】導下進行的研究工作及取得研究的成果。盡我所知，除了文中特別加以標注和。致謝中所羅列的內(nèi)容以外，論文中不包括其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。聲明的法律結(jié)果由本人承擔。本設計參考資料等均真實可靠，如有不實之處，則按照學校有關規(guī)定接受處罰。食鹽是來自自然界的井鹽、巖鹽、海鹽、食鹽的主要成分是NaCl以外，還有少量的鎂鹽及鈣鹽，純堿。原鹽中的鎂鹽、鈣鹽若不除去最終會留在產(chǎn)品里，影響產(chǎn)品質(zhì)量。必須精制以除去?2是純堿生產(chǎn)的重要工段，本設計的內(nèi)容是：年產(chǎn)15

　　

【正文】 ?? iQ 支出 a 除鈣段出氣 3 5 7 9 (1 ???????????? ）tCVQ ii b 塔出水 2222222 2 1 3 3 1 8 06 1 tttCVQ ????? ? c 塔除鹽水中碳酸鈣沉淀 223333 tttcmQ ?????? d 除鈣反應熱 Q4 ① 除去氯化鈣反應熱 1 7 4 61 3 8 5 81 2 ???Q ② 出去硫酸鈣反應熱 4 2 2 5 63 0 1 8 2 61 4 ???Q 222 1 3 6 17 9 7 9 24 2 2 5 61 7 4 64 0 1 3 3 93 5 7 9 0 tttiq ???????? 收入 =支出 1 3 6 17 9 7 9 21 1 6 2 2 1 6 t?? 及塔出鹽水溫度 CT 79792112216 ?? 由于除鈣過程的凈熱效應是個放熱過程，塔出鹽水的溫度約升高100C,達到 500C以上，這對除鈣后加快二次泥的沉降速度，提高二次鹽水的質(zhì)量十分有利。 年產(chǎn) 15 萬噸純堿石灰 — 氨 — 二氧化碳法鹽水精制工段工藝計算及化鹽桶的初步設 計 25 7 化鹽桶的初步設計 、 化鹽桶 、 化鹽桶的功能 根據(jù)堿廠對 ? mm 64 ? 的化鹽桶查定，可得以下剖析與結(jié)論 1 中部 是主要功能部位 即原料的溶解區(qū) 原鹽由鹽場運到后，從化鹽桶上方正中央位置連續(xù)供入，桶滿后形成上部為圓錐體下部是圓柱體的原鹽固定床?；}水由桶底部通過均勻分布的噴頭向上方供給，進行逆流穩(wěn)態(tài)浸取作業(yè)，飽和鹽水由桶頂沿逆流環(huán)流出桶外。鹽層高度在 2~m3 之間，空桶化鹽水流速在分米量級（ dm/min）原鹽與化鹽水接觸是融化，化鹽桶是個簡單、高效的溶解設備。 在圓柱體鹽層由下面數(shù)約 2\3 高度處設有一個再分布環(huán)（也稱擋水環(huán)）它的作用是使上行的化鹽水重新集中，保持中央部分由足夠的化鹽水流過，這是因為圓錐部分最高點正中；以 及由于與填料塔固定床相近似，液體容易走向桶壁。使中央部分化鹽水供應不足。 2上部 是化鹽桶的細鹽粒與泥沙的分級區(qū) 鹽層最下面的原鹽先行溶解，粒徑逐步減小，由于受鹽層的阻擋和“過濾 ”，只有微細的晶體和不溶解的微細泥沙才能穿過鹽隙之間進入上部飽和鹽水區(qū)。由上方源源而來的原鹽又在上行的飽和鹽水中得到“淘洗”，較小顆粒被浮選。由粗鹽水夾帶，溢入粗通之中，較大顆粒不能上舉，也不溶于飽和鹽水之中。大粒鹽能逐漸溶解，泥沙最終落入桶底。 我國沿海都是利用太陽能曬鹽，大面積的蒸發(fā)池和結(jié)晶底漏泄嚴重，為補償比缺陷，在各曬季放入鹵水之前，都要用稻草秸鋪撒，以石碾壓實。所以原鹽中夾雜泥沙和秸屑，由于密度不同，一進桶就漂浮起來，經(jīng)溢流環(huán)進入系統(tǒng)，造成桶罐尤其是出泥管，年產(chǎn) 15 萬噸純堿石灰 — 氨 — 二氧化碳法鹽水精制工段工藝計算及化鹽桶的初步設 計 26 原葉輪入口堵塞。 因此，在溢流環(huán)上焊有密集的垂直圓鋼絲，往草屑。目前清理他們還靠人工。 3下部積泥區(qū) 原鹽中夾雜的泥沙顆粒先在上部分級，小顆粒上浮而溢出，中、大粒泥沙落入主鹽層，鹽層慢慢縮小，最后不能制出合格的飽和鹽水，必須倒桶清理，把泥沙全部清除，通過人孔外排，沖洗干凈后繼續(xù)投入使用。 、 化鹽桶幾何尺寸的確定 、鹽層高度 原鹽的溶解是固相鹽向化鹽水擴散傳質(zhì)過程。從查定數(shù)據(jù)分析證明，屬于固相膜擴撒控制過程，液膜的擴散速度非?？欤皇强刂埔蛩?。 為簡化計，避 開繁瑣的顆粒表面積，粒度分布等計算，采用宏觀反應動力學原理，控制總括原鹽溶解時間，也就是控制原鹽在化鹽桶內(nèi)的停留時間，而其他推動力等盡量保持生產(chǎn)一致。某堿廠查定數(shù)額表明，對一般顆粒的當年日曬海鹽而言，停留時間為 20~30min,平均為 ，設計選30min,以保證滿足飽和的條件。 原鹽投入的體積 sspPEv 24?? 式中 P—— 純堿日產(chǎn)量 t純堿 /d sE —— 純堿原鹽單耗 t/t sp —— 原鹽的堆積密度 t/ 3m ? —— 原鹽盤存在桶內(nèi)的體積 3m ? —— 原鹽盤存在桶內(nèi)的停留時間 h 原鹽堆存在桶內(nèi)的體積 ? ，包括圓柱體與圓錐體兩部分，于是又有)3(4 212 hhDv ?? ? 圓錐體部分的高度 1h 與原鹽堆積角 ? 的 關系為 21 Dh ?? 對于一般物料的堆積角 45 0來說， ? 的正切值為 1. 年產(chǎn) 15 萬噸純堿石灰 — 氨 — 二氧化碳法鹽水精制工段工藝計算及化鹽桶的初步設 計 27 )6(4 22 hDDv ?? ? )6( 2hDAV ?? 62 DAVh ?? 式中 A—— 化鹽桶截面積 D—— 化鹽桶直徑 1h —— 圓錐體高度 2h —— 圓柱體高度 ? —— 原鹽堆積角 但在外徑未決定 之前，各高度均為未知數(shù)（其中只有泥層高度是任選的） 、化鹽桶直徑 它決定于飽和鹽水的上升速度，或是帶出粒徑對應的終端速度，由于終端速度 1u 與帶出粒徑 d 的關系式要經(jīng)過多次修正，回歸線性很差，于是設計改用圖解法幫助任選 見附圖二 粗鹽水的流量 24粗PVv? 式中 v —— 粗鹽水流量 P—— 純堿日產(chǎn)量 粗V —— 粗鹽水當量 化鹽桶的凈面積 460VA2Dt?? ?? A128?D 式中 A—— 化鹽桶的凈面積 t? —— 指定允許帶出細鹽粒的對應終端流速 D—— 化鹽桶的內(nèi)徑 合并上二式得 414402DPEAtb ?? ?? 將前面各公式參數(shù)進行規(guī)范化，取以下標準數(shù)據(jù) ⑴ 化鹽桶帶出最大的粒徑 d= ⑵ 桶頂飽和鹽水的終端流速 min/ mt ?? ⑶ 原鹽的桶內(nèi)停留的時間 ?? ⑷ 原鹽的消耗定額 ttEs /? 堿 ⑸ 粗鹽水當量 ?粗v m3/t 堿 ⑹ 原鹽堆積密度 sp = t/ 3m 年產(chǎn) 15 萬噸純堿石灰 — 氨 — 二氧化碳法鹽水精制工段工藝計算及化鹽桶的初步設 計 28 ⑺ 化鹽桶底部積泥最大高度 mh 23? ⑻ 原鹽的凈正角 ? =450 代入公式 460VA2Dt?? ?? 有 ???? PA （ 7—— 0） 即化鹽桶的有效截面積 A= （ 7—— 、0 ） 代入公式 14 ?????? ???? 粗 (7—— 1) 即化鹽桶的直徑 ?D (7—— 1 ) 代入公式 P0 59 1 ??? Dh 即桶頂圓錐形鹽堆高度 ?h 代入公式 6 2 ??? DAvh 即桶中圓柱形鹽堆高度 P0 1 9 3 ??h 已知 23?h 所以 化鹽桶的總高度 P0 3 9 3 ?????? hhhh (7—— 2) 擋水環(huán)的高度 phhhd 23 ???? （ 7—— 3） 年產(chǎn) 15 萬噸純堿化鹽桶的設計 1 化鹽桶的直徑 D 由公式 (7—— 1 )有 mD 5 4 6 1 9 1 9 ???? 2 化鹽桶的總高度 h? 由公式 (7—— 2)有 mh 3 8 9 3 9 3 9 ??????? 3 擋水環(huán)的高度 dh 由公式（ 7—— 3） 4 mh d 4 0 8 1 3 2 9 1 3 2 9 13 ?????? 、 年產(chǎn) 15 萬噸純堿石灰 — 氨 — 二氧化碳法鹽水精制工段工藝計算及化鹽桶的初步設 計 29 年產(chǎn)量 日產(chǎn)量 p 桶徑（ D） 總高 擋水環(huán)高 （萬） （萬） （ m） （ m） （一） m 60 1820 625 30 910 15 455 10 303 8 240 6 180 4 120 2 60 1 30 年產(chǎn) 15 萬噸純堿石灰 — 氨 — 二氧化碳法鹽水精制工段工藝計算及化鹽桶的初步設 計 30 總結(jié) 這段時間，在老師的指導和同學的幫助下，完成了我的畢業(yè)設計（論文）。 本次論文對氨堿法生產(chǎn)純堿的工藝計算及且化鹽桶尺寸的初步設計。我們進一步掌握了氨堿法生產(chǎn)純堿過程的基本原理，影響生產(chǎn)的工藝條件的因素，還有操作指標的確定。根據(jù)質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律對此過程作了物料恒算和熱量恒算的等工藝計算。 與此同時也熟悉了化鹽桶基本結(jié)構(gòu)和操作注意事項。 最后依據(jù)我國化鹽桶設計要求和生產(chǎn)能設計了年產(chǎn) 15 萬噸純堿的化鹽桶的尺寸結(jié)構(gòu)。 本設計化鹽桶直徑 mD ? 總高度 mh ?? 擋水環(huán)高度 mhd ? 其簡圖如圖所示 見附圖三 年產(chǎn) 15 萬噸純堿石灰 — 氨 — 二氧化碳法鹽水精制工段工藝計算及化鹽桶的初步設 計 31 參考文獻 1.《 化工設計概論》主編 侯文順 20xx 年 1月第二版 出版社：化學工業(yè)出版社 2.《無機物工藝》 主編 馬瑛 20xx 年 6月 出版社：化學工業(yè)出版社 3.《化工單元操作》 主編：張新戰(zhàn) 20xx 年 4月第一版 出版社：化學工業(yè)出版社 年產(chǎn) 15 萬噸純堿石灰 — 氨 — 二氧化碳法鹽水精制工段工藝計算及化鹽桶的初步設 計 32 附圖二 年產(chǎn) 15 萬噸純堿石灰 — 氨 — 二氧化碳法鹽水精制工段工藝計算及化鹽桶的初步設 計 33 附圖三