【正文】 最后感謝四年里陪伴我的同學(xué)、朋友們，有了他們我的人生才豐富，有了他們我在奮斗的路上才不孤獨(dú)，謝謝他們。使我明白了理論聯(lián)系實(shí)際的意義，更培養(yǎng)了我嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，端正的工作作風(fēng)，獨(dú)立自主的思考方式和謙虛謹(jǐn)慎的求教作風(fēng)。由于水平有限，設(shè)計(jì)中不可避免地存在許多錯(cuò)漏，敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。在此，我要衷心地感謝所有在本次設(shè)計(jì)中給過(guò)我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)們。由于水平有限，雖然我做了很多的努力，但是不足之處在所難免，請(qǐng)各位老師指正，提出寶貴的意見。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，使我學(xué)會(huì)了很多以前沒有學(xué)到的東西，也加深了對(duì)知識(shí)系統(tǒng)化的進(jìn)一步掌握。最后的一部分是畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙，包括車間布置圖，電解槽結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。是以株洲化工廠的燒堿生產(chǎn)為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，并結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱和設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求來(lái)完成的。10H2O）形式結(jié)晶析出，既除去了回收鹽水中的SO42，保證了精鹽水中SO42含量合格，防止堵塞鹽水管道，又能獲得有價(jià)值的副產(chǎn)品芒硝，工藝可行，經(jīng)濟(jì)合理。每噸鹽酸節(jié)水15噸，經(jīng)濟(jì)效益非?？捎^。常州化工廠采用合成鹽酸二級(jí)降膜吸收及含酸廢水閉路循環(huán)工藝。對(duì)于過(guò)去曾使用直接噴淋法冷卻的上海天原化工廠、北京化工二廠、四平聯(lián)合化工廠等曾成功地采用蒸汽加熱解析法，使外排氯水含氯降到2g/L以下，大大減輕了水源污染。 “廢水”的治理我國(guó)的氯堿廠20世紀(jì)70年代初開始采用直接噴淋法冷卻氯氣，至今仍有部分小型氯堿廠采用?？墒浅３Ｓ捎谀承┮馔庠蛉缤蝗煌ｋ娡＼嚨龋娊獠鄢鰜?lái)的氯氣壓力升高，超過(guò)氯氣密封器內(nèi)的液封靜壓時(shí)，氯氣就會(huì)泄露出來(lái)，造成嚴(yán)重危害。也有采用真空吸濾法將石棉絨廢水通過(guò)濾布過(guò)濾回收石棉絨，均能達(dá)到綜合利用、保護(hù)環(huán)境和水源的目的。多數(shù)廠家利用其懸浮在液相中借重力具有的一定沉降速度使石棉絨沉降下來(lái)，撈出晾曬干燥，再利用彈絮機(jī)彈松后，摻和新石棉絨吸附制隔膜再利用。原上海電化廠等多家早已使用，另外原上海天原化工廠還將鹽泥與電石泥混合制水泥；還有的單位將壓干后的鹽泥經(jīng)過(guò)干燥、活化等工序，作為鎂氧水泥的成分，用于制造大理石及其它輕質(zhì)建筑材料。在鹽泥中通入CO2氣體，使其與鹽泥中的氫氧化鎂發(fā)生反應(yīng)，生成可溶性碳酸氫鎂進(jìn)入液相，經(jīng)固液分離，用蒸汽直接加熱溶液，析出MgCO3，再進(jìn)行固液分離，將精致的固體MgCO3經(jīng)850℃灼燒即可制得輕質(zhì)氧化鎂。 氯堿生產(chǎn)中三廢的處理 “廢渣”治理與綜合利用氯堿生產(chǎn)過(guò)程中排放的鹽泥屬于“三廢”，決不能隨意排放，否則會(huì)占用土地、污染水源、影響環(huán)境。鎳這種材料廣泛的應(yīng)用到堿液蒸發(fā)器及乙烯裝置的固定床氧化器中。鎳這種材質(zhì)具有優(yōu)良的機(jī)械和加工性能，同時(shí)也具備良好的耐腐蝕性能，鎳是最好的耐熱耐濃堿液腐蝕的材料。燒堿有十多種結(jié)晶水形式的固體，都是在不同濃度的堿液中形成的，因此，操作過(guò)程中的要特別注意溫度的控制和堿液的濃度控制，避免設(shè)備、管路等被低于冰點(diǎn)而產(chǎn)生的水晶體堵塞。每月進(jìn)行轉(zhuǎn)鍋，角度可以是六十度、九十度或者一百二十度，根據(jù)實(shí)際情況自行定取。④鍋底的堿需要清除時(shí)，應(yīng)先使用熱堿進(jìn)行溶解，然后加入熱水進(jìn)行清洗，以免鍋溫變化的太快。②堿鍋內(nèi)放入原料之后，在點(diǎn)火之前將少量的硝酸鈉加入鍋內(nèi)，讓鍋的內(nèi)表面生成氧化保護(hù)膜，這樣可以防止大鍋受到腐蝕。鎳和鎳基合金具有較高的耐應(yīng)力腐蝕破裂的性能，它的堿脆范圍變得狹窄，而且位于高溫濃堿區(qū)域內(nèi)。這種應(yīng)力在高溫濃堿的共同作用下產(chǎn)生了應(yīng)力腐蝕破裂——“堿脆”，這是造成大鍋破壞的主要原因之一。因此應(yīng)采取措施來(lái)延長(zhǎng)裝置的使用壽命。全氟烷氧乙烯與四氟乙烯的共聚物(PFA)耐腐蝕性與PTFE相近，使用溫度200～260℃，加工性能較PTFE好，可用作PTFE焊條。目前，國(guó)內(nèi)襯PTFE設(shè)備技術(shù)已經(jīng)成熟，如湖北大昌氟碳技術(shù)有限公司的PTFE襯里質(zhì)量完全可與進(jìn)口相媲美。聚氯乙烯(PVC)耐酸、堿、鹽、等腐蝕，但不耐濃硝酸、發(fā)煙硫酸、酮、醚、鹵代烴等腐蝕：應(yīng)用溫度一般不超過(guò)40～60℃，如作為設(shè)備、管路襯里，使用溫度可高些?；w材料的性能，如耐腐蝕性、耐熱性等，直接影響玻璃鋼的性能?；w材料由合成樹脂和輔質(zhì)組成，其中合成樹脂是主要成分。玻璃鋼(FRP)的原材料分為增強(qiáng)材料和基體材料兩類。合理選材、做好防腐蝕工作就能減少跑、冒、滴、漏。 鹽酸的腐蝕成因與防護(hù)措施鹽酸是氯堿生產(chǎn)中的潮產(chǎn)物之一，它對(duì)設(shè)備及管道也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，對(duì)它的防腐也是必不可少的。但還有一種情況需要注意，當(dāng)鈦處于無(wú)水的氯氣中時(shí)會(huì)產(chǎn)生腐蝕和燃燒。但是不耐還原性酸(如硫酸、鹽酸)的腐蝕。鈦本身為活性金屬，但在常溫下能自動(dòng)氧化生成保護(hù)性很強(qiáng)的氧化膜，因而具有非常優(yōu)良的耐蝕性能。當(dāng)氯氣壓縮機(jī)出口溫度大于90℃( MPaG，出口溫度達(dá)120℃以上)，壓縮機(jī)及其后的冷卻器材質(zhì)則不能選用碳鋼材質(zhì)。因此，將電解生成的濕氯氣進(jìn)行除水干燥是生產(chǎn)及使用氯氣過(guò)程中所必不可少的步驟。氯的化學(xué)性質(zhì)非?；顫姡馗稍?含水100106，無(wú)嚴(yán)格劃分)時(shí)，氯對(duì)大多數(shù)金屬的腐蝕都很輕，但當(dāng)溫度升高時(shí)氯對(duì)金屬的腐蝕則會(huì)加劇。因此，要從根本上解決腐蝕造成的損失和危害，確保安全生產(chǎn)。11工藝設(shè)備和道路間距離第八章 氯堿生產(chǎn)中的防腐及三廢處理 氯堿行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的工藝介質(zhì)及產(chǎn)品（例如NaOH、濕Cl飽和鹽水、HCl、H2SO4等）均具有極強(qiáng)的腐蝕性。（6）設(shè)備之間或設(shè)備與墻之間的凈間距大小，應(yīng)結(jié)合上述布置要求及設(shè)備的大小，設(shè)備上連接管線的多少，管徑的粗細(xì)，檢修的頻繁程度等各種因素，再根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，決定安全間距。（4）要盡可能地縮短設(shè)備間管線。（2）凡屬相同的幾套設(shè)備或同類型的設(shè)備或操作性質(zhì)相似的有關(guān)設(shè)備，應(yīng)盡可能布置在一起，這樣可以統(tǒng)一管理，集中操作，還可減少備用設(shè)備，即互為備用。廠房平面布置見圖紙。本設(shè)計(jì)中為節(jié)約用地及能耗考慮，采用多層廠房更經(jīng)濟(jì)。6. 管線布置 管網(wǎng)布置和敷設(shè)方式對(duì)生產(chǎn)動(dòng)力消耗及投資具有重要意義。4. 為施工安裝創(chuàng)造條件（1）應(yīng)滿足施工和安裝作業(yè)要求，應(yīng)考慮大型設(shè)備的吊裝；(2) 廠內(nèi)道路路面結(jié)構(gòu)和載荷標(biāo)準(zhǔn)等應(yīng)滿足施工安裝的要求。2. 滿足安全和衛(wèi)生要求(1) 廠區(qū)布置應(yīng)嚴(yán)格遵守防火、衛(wèi)生等安全規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)規(guī)定；(2) 火災(zāi)危險(xiǎn)性大的車間與其他車間之間應(yīng)按規(guī)定安全距離設(shè)計(jì)；(3) 經(jīng)常散發(fā)可燃?xì)怏w的場(chǎng)所，應(yīng)遠(yuǎn)離各類明火源；(4) 火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性較大和散發(fā)有毒有害氣體的車間、裝置，應(yīng)盡量采用露天或半敞開的布置；(5) 環(huán)境潔凈要求高的工廠應(yīng)與污染源保持較大的距離。 車間設(shè)備布置1. 滿足生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)囊?1) 保證生產(chǎn)線直、短，避免交叉迂回——物料輸送距離最??；(2) 將水、電、汽耗量大的車間盡量集中，形成負(fù)荷中心，并使其靠近供應(yīng)源——水、電、汽的輸送距離最短；(3) 廠區(qū)交通道路要做到徑直短捷，避免人流和貨流交叉和迂回。（7）水文：工廠需水量大，故廠址應(yīng)靠近水量充足和水質(zhì)良好的水源，以滿足工廠生產(chǎn)和生活用水及排水，靠近河流但避開洪水地段。（5）交通：該廠屬于燒堿生產(chǎn)的中小型企業(yè)，需要有便利的交通運(yùn)輸條件，因而選擇水陸運(yùn)輸較便利的地方建廠。廠區(qū)的面積、形狀和其它流程合理需要，廠區(qū)要留有發(fā)展的余地。（2）廠址位置：必須符合國(guó)家工業(yè)布局，城市或地區(qū)的規(guī)劃要求，盡可能靠近城市或城鎮(zhèn)原有企業(yè)，以便于生產(chǎn)上的協(xié)作，生活上的方便。、施工人數(shù)、臨建安排等因素考慮。、廢渣的工廠，其堆存廢料、廢渣所需面積應(yīng)滿足工廠服務(wù)年限的要求。（7）用地要求 ，盡量少占耕地。（6）環(huán)境 選址時(shí)要注意當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境條件，對(duì)工廠投產(chǎn)后給環(huán)境可能造成的影響做出預(yù)評(píng)價(jià)，并應(yīng)得到當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門的認(rèn)可。因此，廠址必須靠近水源充足和水質(zhì)良好的水源。運(yùn)輸路線應(yīng)最短，方便，工程量小，經(jīng)濟(jì)合理。公路運(yùn)輸可用做鐵路運(yùn)輸和水運(yùn)的補(bǔ)充。（4）運(yùn)輸條件 水路、鐵路和公路是大多數(shù)企業(yè)常用的運(yùn)輸途徑，應(yīng)當(dāng)注意當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)費(fèi)高低及現(xiàn)有的鐵路線路。b.因此，選擇廠址時(shí)應(yīng)把氣候條件這一因素考慮在內(nèi)。（3）氣候 氣候條件也會(huì)影響建廠的經(jīng)濟(jì)效益?；S廠址選擇的影響因素主要有以下幾個(gè)方面：（1）原料和市場(chǎng) 廠址應(yīng)靠近各種原料產(chǎn)地和產(chǎn)品市場(chǎng)，這樣可以大大的減少原料的運(yùn)輸及儲(chǔ)存費(fèi)用以及縮短產(chǎn)品運(yùn)輸所需時(shí)間及銷售費(fèi)用。廠址選擇的好壞對(duì)工廠的建設(shè)進(jìn)度、投資數(shù)量、經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)境保護(hù)等方面關(guān)系密切，所以它是基本建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本燒堿廠采用三班倒制度，故共需要工作人員30人。本設(shè)計(jì)由于只是對(duì)燒堿生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)工段進(jìn)行設(shè)計(jì)，全面的經(jīng)濟(jì)核算不好進(jìn)行，因此只對(duì)生產(chǎn)消耗和生產(chǎn)成果兩方面進(jìn)行核算。企業(yè)經(jīng)濟(jì)核算的日常工作，通常由計(jì)劃、財(cái)務(wù)部門組織有關(guān)科室、車間的職能人員進(jìn)行。大型企業(yè)一般實(shí)行廠級(jí)、車間、班組三級(jí)核算，中、小型企業(yè)一般實(shí)行廠級(jí)、車間二級(jí)核算或廠級(jí)一級(jí)核算。通過(guò)經(jīng)濟(jì)核算，職工個(gè)人的經(jīng)濟(jì)利益要同工廠的經(jīng)濟(jì)利益掛起鉤來(lái)，做好考核、分析、評(píng)比工作，提高核算的效果。各項(xiàng)核算內(nèi)容通過(guò)一系列技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來(lái)體現(xiàn)。③資金的核算，經(jīng)濟(jì)核算包括固定資金和流動(dòng)資金兩方面。企業(yè)經(jīng)濟(jì)核算包括生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)全過(guò)程的核算，主要是：①生產(chǎn)消耗的核算,又稱生產(chǎn)成本的核算,包括物質(zhì)消耗與勞動(dòng)消耗兩方面。實(shí)際流速u=，所以設(shè)計(jì)選擇的管道規(guī)格符合要求。實(shí)際流速u=，所以設(shè)計(jì)選擇的管道規(guī)格符合要求。實(shí)際流速u=1m/s，所以設(shè)計(jì)選擇的管道規(guī)格符合要求。實(shí)際流速u=，所以設(shè)計(jì)選擇的管道規(guī)格符合要求。實(shí)際流速u=40m/s，所以設(shè)計(jì)選擇的管道規(guī)格符合要求。實(shí)際流速u= m/s40m/s，所以設(shè)計(jì)選擇的管道規(guī)格符合要求。實(shí)際流速u=30m/s，所以設(shè)計(jì)選擇的管道規(guī)格符合要求。電解堿液的體積流量為：ρ= 參考《中國(guó)化工機(jī)械設(shè)備大全》，選擇型號(hào)為：100FB57化工耐腐蝕泵， m3/h，數(shù)量為2臺(tái)并聯(lián)。 其他設(shè)備的選型(1)精鹽水泵的選型 精鹽水的密度為：ρ=1132kg/m3精鹽水的體積流量為：Vs=W/ρ=參考《中國(guó)化工機(jī)械設(shè)備大全》，選擇型號(hào)為：150FB22A化工耐腐蝕泵， m3/h，數(shù)量為2臺(tái)并聯(lián)。(2) 計(jì)算平均溫差 按單殼程，多管程計(jì)算逆流時(shí)的平均溫差為：?tm=℃(3)初選換熱器規(guī)格 根據(jù)管外水蒸氣冷凝來(lái)加熱管內(nèi)的水溶液（ Pa?s），總傳熱系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值的范圍為（1160—4070）W/（㎡?℃），初選 Ko=4000W/（㎡?℃）因此傳熱面積 ㎡由《化工設(shè)備選型與設(shè)計(jì)》換熱器的系列標(biāo)準(zhǔn)，選用G600425110型換熱器。 氫鹽換熱器的規(guī)格及參數(shù)參數(shù)數(shù)量參數(shù)數(shù)量公稱直徑500mm管子尺寸Φ25公稱壓強(qiáng)管長(zhǎng)公稱面積80m2管子總數(shù)172管程數(shù)2管程管子排列方法正三角形排列實(shí)際傳熱面積：So=nπdo()=172()= m2 鹽水預(yù)熱器的選型由于采用水蒸氣冷凝成水作為加熱方式，為了使冷凝水能夠順利排出，水蒸氣走殼程；又由于精鹽水容易結(jié)垢，為方便清洗，精鹽水走管程。根據(jù)熱量衡算，可知?dú)潲}換熱器的換熱總負(fù)荷為：Q=() 1000/3600=平均溫差的計(jì)算：?tm====℃P==R=Ψ?t=.[3]，所以?tm=Ψ?tm?tm==℃設(shè)計(jì)取總傳熱系數(shù)為K=2500 W/（㎡而精鹽水因?yàn)槿菀捉Y(jié)垢，為了方便清洗，選擇精鹽水走管程。取“K”，”“T”值320，則有N2= 。則有N1=。已知：k=，I=，ε =95%，G=200000t，S= m。所以在設(shè)計(jì)電解槽時(shí)，應(yīng)按照電解槽部件的更換周期計(jì)算出必要的備用電解槽。因此應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模來(lái)確定最佳槽數(shù)。40=（kJ）(4) 陰極90℃堿液帶走熱量Q4由《氯堿工業(yè)理化手冊(cè)》查得，90℃電解堿液的比熱容為：CP=(kg.℃)，則：Q4=90=（kJ）(5) 90℃，%濕氯氣帶走的熱量Q590℃水的比熱容為：CP=(kg.℃)，90℃氯氣的比熱容為：CP=（kg.℃），則濕氯氣帶走的熱量為：Q5=%90+%90=（kJ）(6) 90℃,%濕氫氣帶走的熱量Q690℃水的比熱容為：CP=(kg.℃)，90℃氫氣的比熱容為：CP=（kg.℃），則濕氫氣帶走的熱量為：Q6=%90+%90=（kJ）(7)水蒸汽帶走熱量Q790℃水的蒸發(fā)熱為：579 kcal/kg，水蒸氣的量包括濕氫氣和濕氯氣中水汽的量，則水蒸氣的潛熱為：Q7= [I1(%)+I2(%)]579= [%+%]579=（kJ）(8) 電解槽散熱損失和其它損失Q8=Q1+Q2（Q3+Q4+Q5+Q6+Q7）=+（++++=（kJ）： 電解槽的熱量衡算結(jié)果進(jìn)入電解槽的熱量（kJ）帶出電解槽的熱量（kJ）90℃精鹽水Q1分解NaCl消耗的熱量Q3電能Q2電解堿液Q4濕氯氣Q5濕氫氣Q6水蒸氣潛熱Q7系統(tǒng)熱損失Q8合計(jì)合計(jì)第四章 主要設(shè)備的工藝計(jì)算與選型 電解槽數(shù)量的估算電解槽是在低電壓、大電流下進(jìn)行操作。 氫鹽換熱器熱量平衡表進(jìn)氫鹽換熱器的熱量（kJ）出氫鹽換熱器的熱量（kJ）45℃精鹽水Q155℃精鹽水Q390℃%濕氫氣Q270℃%濕氫氣Q470℃水汽汽化潛熱Q670℃液態(tài)水Q5系統(tǒng)損失熱量Q7合計(jì)合計(jì)電解槽 對(duì)電解槽進(jìn)行熱量衡算 分解NaCl消耗的電能Q3