【導(dǎo)讀】畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)頁(yè)，字?jǐn)?shù)，符合畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)大綱的要求。電子文檔最后一稿已交，準(zhǔn)予參加畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。明，對(duì)本設(shè)計(jì)的評(píng)述。包括物料衡算，熱量衡算，有效能利用率計(jì)算，主要設(shè)備計(jì)算。、技術(shù)基礎(chǔ)課及專業(yè)課程書(shū)籍；校園網(wǎng)學(xué)術(shù)期刊數(shù)據(jù)庫(kù)；與本課題緊密相關(guān)的英文文獻(xiàn)一篇+中文翻譯。本設(shè)計(jì)采用鈣化法制草酸初步設(shè)計(jì)了一個(gè)年生產(chǎn)50000噸。估算、技術(shù)特點(diǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等許多方面進(jìn)行了深入探討，設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要對(duì)物料、熱量、典型設(shè)備等內(nèi)容進(jìn)行了工藝計(jì)算。流程圖和主體設(shè)備圖。本設(shè)計(jì)通過(guò)參考大量專利文獻(xiàn)對(duì)草酸的工藝技術(shù)進(jìn)。展做了系統(tǒng)介紹，可以供國(guó)內(nèi)草酸技術(shù)開(kāi)發(fā)參考。

　　

【正文】 取允許分離室蒸發(fā)體積 Vs為 5 高度為 分離室直徑 D1=4*() H/D= 高徑比在 12 之間 27 廢熱鍋爐 計(jì)算依據(jù) a 管內(nèi)氣體流量和組成如下 組分 CO2 CO H2 O2 H2S N2 H2O Kmol/h 表 41 管內(nèi)氣體流量 b 管內(nèi)氣體進(jìn)口溫度 500℃，出口溫度 230℃館內(nèi)氣體進(jìn)口壓力為 ,出口壓力為 Mpa c 采用Φ 42mm 無(wú)縫管管 360 根作為換熱器，管外熱水沸騰產(chǎn)生 飽和蒸汽。 d 熱負(fù)荷為 *103KJ/h 計(jì)算換熱面積，確定換熱管及管長(zhǎng) 管內(nèi)氣體體積流量 Q=***（ 273+365） /273= μ =**= ρ =其他數(shù)據(jù)誤差不計(jì)，平均溫度 365℃，此時(shí)溫度下空氣的物據(jù)傳熱系數(shù) λ =*102w/m k μ =*105Pa s Pr= Re=duρ /μ =***105=10882510000 管內(nèi)氣體給熱系數(shù)為 α 1= /= k 管外熱水沸騰的給熱系數(shù)取α 2=4651w/m k 總產(chǎn)熱系數(shù) K 污垢熱阻取 *103 1/K=1/+1/4651++*103+*103 所以 K= w/m k 對(duì)數(shù)平均傳熱溫差 △ tm= 28 換熱面積熱負(fù)荷 Q=*106103J/s A=Q/ktm=267073m2 取安全系數(shù) 則換熱面積 320m2 換熱管長(zhǎng) L=Q/ktm= 取 合成造氣工序 煤氣發(fā)生爐 氣量 萬(wàn)噸 /年草酸，每小時(shí)需煤氣量為 空氣煤氣的工藝參數(shù)是： 氣體成分 CO30%， O2%， CO2% 壓力 1020mmHg 溫度 800℃ 氣體強(qiáng)度 250Nm3/m2h 因此選用Φ 2400mm 7000mm 直型煤氣發(fā)生爐選用臺(tái)數(shù) 臺(tái)（備用 5臺(tái)）考慮到設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，應(yīng)配備 9 臺(tái)煤氣發(fā)生爐。 煤氣壓縮機(jī) 為滿足 萬(wàn)噸 /年草酸，每小時(shí)需煤氣量為 ，考慮選用國(guó)內(nèi)廣泛使用的 其性能參數(shù)如下： 打氣量： 20m3/min 1200m3/h 出口壓力： 功率： 250KW 計(jì)算臺(tái)數(shù)： （備用 2臺(tái)）共 6臺(tái) 脫氫工序 脫氫鍋 根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)，由物料衡算得每小時(shí)需處理草酸鈉固體 ,每臺(tái)脫氫鍋可加草酸鈉固體 350kg,需脫氫鍋臺(tái)數(shù)為 28 臺(tái)（備用 4臺(tái)）共 32臺(tái) 29 離心機(jī) 根據(jù)物料衡算，每小時(shí)生產(chǎn)草酸鈉的量為 濃甲酸鈉溶液濃度為 900g/l,密度為 2055g/l 每小時(shí)需處理濃甲酸鈉溶液為 *68*2500/900=】 10H800型臥式活塞推料離心機(jī)最大處理能力為 5T/h,實(shí)際處理能力為 4T/h,需離心機(jī) 5臺(tái)，選 8臺(tái)。 轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī) 選 型轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī) 過(guò)濾面積為 5m2,轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速 過(guò)濾量為 3t/h 每小時(shí)可處理草酸鈉固體 配成水溶液濃度 400g/l,溶液密度為 1400g/l 溶液質(zhì)量 *134*1400/400=需 5臺(tái) 考慮備選共選 7臺(tái) 雙化及成品工序 雙化反應(yīng)器 每臺(tái)反應(yīng) 器操作時(shí)間 ，投草酸鈉 ,投氫氧化鈉 單日處理 NaC2O4的量： 則單罐日產(chǎn)出草酸量為 30000/300/=66 臺(tái)考慮備選共選 77 臺(tái) 吸附罐 酸化液中含草酸量為 300400kg/m3,每罐按 68h 計(jì)，單罐日出 34 次料，每罐每次，單罐處理量為： *= （ 30000*1000） /（ 300*300） =20 臺(tái)，考慮備選共選 25 臺(tái) 結(jié)晶罐 V=5000L 結(jié)晶罐，日產(chǎn)能力為 30000/300/3085=26 臺(tái)，考慮備選共選 32臺(tái) 30 滾筒干燥器 Φ =1000 900滾筒干燥器，每臺(tái)日產(chǎn)能力 20t 0000/300/20=5 臺(tái)，考慮備選共選 8臺(tái) 5 工藝設(shè)備一覽表 表 51 工藝設(shè)備表 序號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī)格型號(hào) 單位 數(shù)量 配套功率 1 煤氣發(fā)生爐 2400 7000 臺(tái) 9 2 煤氣壓縮機(jī) Q=20m3/H 臺(tái) 6 3 合成反應(yīng)器 臺(tái) 1 4 甲酸鈉蒸發(fā)器 臺(tái) 1 5 甲酸鈉過(guò)濾機(jī) 臺(tái) 1 6 甲酸鈉干慮機(jī) 臺(tái) 1 7 脫氫反應(yīng)器 臺(tái) 1 8 氫氣分離器 臺(tái) 1 9 草酸鈉儲(chǔ)罐 臺(tái) 1 10 甲酸鈉泵 臺(tái) 40 11 鈣化泵 3000 2700 臺(tái) 20 9kw 12 升降減速機(jī) Swj 臺(tái) 1 13 吸附罐 V=20m3 臺(tái) 25 14 減速機(jī) A150280 臺(tái) 6 15 結(jié)晶罐 5000L 臺(tái) 32 16 減速機(jī) A150280 臺(tái) 15 4kw 17 硫酸鈣儲(chǔ)罐 V=20m3 臺(tái) 1 18 粗溶液槽 V=40m3 臺(tái) 1 31 19 小 溶液槽 V=40m3 臺(tái) 1 20 消毒液 V=40m3 臺(tái) 1 21 熱母液槽 V=40m3 臺(tái) 1 22 冷母液槽 V=40m3 臺(tái) 1 23 石墨加熱器 F=40m3 臺(tái) 1 24 沸騰器 V=40m3 臺(tái) 1 25 大氣冷凝器 臺(tái) 1 26 循環(huán)水泵 臺(tái) 1 27 冷母液槽 臺(tái) 1 28 熱母液槽 FS80 6530 臺(tái) 5 29 酸化料泵 80FSZK5015 臺(tái) 18 30 消毒泵 臺(tái) 6 31 結(jié)晶泵 650HBZKA4020 臺(tái) 55 32 離心甩干泵 650HBZKA4020 臺(tái) 16 33 離心機(jī) HR500N 臺(tái) 8 63kw 34 滾筒干燥機(jī) 臺(tái) 8 6kw, 35 壓縮機(jī) 80m2 臺(tái) 7 6 工藝流程敘述 造氣工藝流程敘述 由羅茨鼓風(fēng)機(jī)加壓的空氣由煤氣發(fā)生爐下部鼓入，焦炭有頂部加入，氣化爐帶有夾套鍋爐，可回收一部分燃燒釋放的熱量，空氣與 燃燒狀態(tài)的焦炭反應(yīng)生產(chǎn)含 CO 約 30%的空氣煤氣，煤氣由上部出口連續(xù)排出，經(jīng)除塵器出去顆粒較大的灰塵，然后一次經(jīng) 過(guò)廢熱鍋爐，飽和器進(jìn)行熱量回收，飽和器出口氣體溫度約為 80℃，再由羅茨鼓風(fēng)機(jī)出入水洗塔進(jìn)一步降溫，除塵，然后經(jīng)堿洗塔洗去 CO2,堿洗塔中的堿液循環(huán)使用，并定期排出廢堿液，添加新鮮堿液，經(jīng)氣液分離器除去水分后送入壓縮機(jī)，將煤氣壓縮至,再經(jīng)油分離器除去油污，為合成工段提供合格的原料氣。 32 合成工段的工藝流程敘述 造氣工段送來(lái)的煤氣進(jìn)入混合器與計(jì)量泵送來(lái)的 185g/l的堿液混合均勻后，進(jìn)入預(yù)熱器加熱至 150℃ 170℃，送至合成管進(jìn)行合成反應(yīng)，生產(chǎn)甲酸鈉氣液混合物，再 經(jīng)釋壓罐減壓至 ,再經(jīng)氣液分離器分離掉為反應(yīng)的氣體和水蒸氣，同時(shí)把合成的稀甲酸鈉溶液送至稀甲酸鈉儲(chǔ)槽，由稀堿液泵將稀甲酸鈉溶液送至蒸發(fā)泵，減壓條件下濃縮至 1000g/l 后送至濃甲酸鈉儲(chǔ)罐，由濃堿液泵將濃甲酸鈉溶液送至離心分離器，分離得到固體甲酸鈉，母液返回蒸發(fā)器，將固體甲酸鈉投入脫氫鍋，用電加熱器迅速升溫至 410℃ 430℃下脫氫生產(chǎn)草酸鈉。 雙化工段工藝流程敘述 熱空氣換熱干燥，草酸鈉中迅速加入新鮮水冷卻溶解，通過(guò)草酸鈉液泵送入離心分離器，分離出的碳酸鈉濾液送至碳酸鈉儲(chǔ)槽待用，草酸 鈉慮粗出的氫氧化鈉濾液經(jīng)真空蒸發(fā)器濃縮后送至氫氧化鈉儲(chǔ)槽待用，草酸鈣濾液餅則配成懸浮液送至酸化器酸化，通過(guò)草酸液離心分離器，分離出的硫酸鈣濾餅經(jīng)處理后送往石膏倉(cāng)庫(kù)，草酸濾液送往成品工段。 成品工段工藝流程敘述 雙化工段送來(lái)的草酸溶液經(jīng)結(jié)晶后送至離心分離器分離，分離出的濾液經(jīng)壓縮階段返回結(jié)晶罐，草酸濾餅送至粗糙算槽溶解后送入重結(jié)晶罐結(jié)晶，然后送至離心分離器分離，分離出的濾液經(jīng)濃縮后返回重結(jié)晶罐，草酸濾餅送入回轉(zhuǎn)干燥器與逆流接觸的160℃ 170℃熱空氣干燥，由回轉(zhuǎn)干燥器出來(lái)的草酸即可計(jì)量包裝為成 品草酸送入倉(cāng)庫(kù)。 成品工段工藝流程敘述 本工段由一系列倉(cāng)庫(kù)和儲(chǔ)罐組成，負(fù)責(zé)為其他工段提供原料，主要包括焦炭，生石灰，配制堿液和配制硫酸。 設(shè)備結(jié)構(gòu)圖敘述 所選的甲酸鈉蒸發(fā)器屬于單效蒸發(fā)器，液體加熱管內(nèi)被管外蒸汽加熱后，在上半部分管內(nèi)沸騰，所形成的氣液混合物比重小于循環(huán)管中受熱較小的溶液，是使循環(huán)得以進(jìn)行，屬于自然循環(huán)蒸發(fā)器。蒸發(fā)器工作壓力為 550660mmHg,工作溫度 120℃，選Φ 38mm 3mm 的無(wú)縫鋼管為加熱管，蒸發(fā)器的傳熱面積為 ,管子采用正三角形排列，管數(shù) 282，其他參數(shù)見(jiàn)結(jié)構(gòu)圖。 33 參考文獻(xiàn) [1] 王振中 .《化工原理（上、下）》 [M].化學(xué)工業(yè)出版社， 1985. 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