【正文】 3,2 =+ = kJ/hQ1=ΔH2+ΔH3ΔH1=+ = Wc= = kg/hΔH4== kJ/hΔH5== kJ/hQ2=ΔH5ΔH4 = = kJ/hQ= Q1 Q2=() =表33換熱器的能量衡算數(shù)據(jù)入塔 kJ/h出塔 kJ/hΔH1： ΔH5： 總計： ΔH2： ΔH3： ΔH4： 總計： 說明：換熱器損失的熱量為：Q=ΔH=ΔH1+ΔH5ΔH2ΔH3ΔH4= 20 第四章 主要生產(chǎn)設備的選型和工藝計算根據(jù)兩相的情況，混合氣溫度高并且被冷卻為兩相，則混合氣走殼程，冷卻水走管程. 換熱器 F2 F1 F4 F5 F3 圖41塔換熱器簡圖熱流體的定性溫度:60℃冷卻水的定性溫度：==25℃表41 定性溫度下流體的物性參數(shù)參數(shù)物質(zhì)密度kg/m3比熱容kJ/kg粘度mPa所以, 換熱器出口水量很小, 因此, 出脫氯塔淡鹽水流量無明顯減少, 認為出脫氯塔淡鹽水流量與上述加酸后淡鹽水流量相同, m3/h。表23 SO42離子一定時，淡鹽水H+濃度和pH值對應關系表[10][H+]mol/L[SO42] g/L時，pH值[SO42]，pH值不含[SO42]和氯氣時，pH值由表得[H+]=。經(jīng)查西部氯堿廠的電解原料生產(chǎn)氫氧化鈉（NaOH），工業(yè)數(shù)據(jù)查NaOH GB/T191994可知固體I類優(yōu)等品NaOH的含量為≥%，除掉檢修等等時間的浪費，按每年實際生產(chǎn)時間為8000小時，本設計計算是以西部氯堿廠目前燒堿裝置的年產(chǎn)量為基準，生產(chǎn)17萬噸/年98%離子膜NaOH，其生產(chǎn)純NaOH的量為：17104103%/（408000）=2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑由此反應方程式可知理論所需NaCl為：脫氯塔 F2 F1 F3圖22脫氯塔物料衡算系統(tǒng)脫氯塔物料衡算： 入塔淡鹽水組成： NaCl： kg/h H2O： kg/h Cl2： kg/h HCl： kg/h其他已知條件：表21加酸前物料參數(shù)Nacl含量%（質(zhì)量分數(shù)）Cl2含量796mg/L[H+]pH密度1095 kg/m3流量90 m3/h溫度85 ℃SO42表22脫氯塔的物性參數(shù)物質(zhì)含量（質(zhì)量分數(shù)）密度kg/m3溫度℃HCl31%115325NaCl8%107625NaoH30%132525脫氯塔出口淡鹽水氯氣含量50 mg/L脫氯系統(tǒng)操作壓力塔內(nèi)pH不僅與[H+]有關，而且與SO42有關。在產(chǎn)20萬噸PVC同時，可生產(chǎn)17萬噸燒堿。管式、絲網(wǎng)式填充過濾器是借助具有多細孔通道的物質(zhì)作為過濾介質(zhì)，能有效地去除水霧或酸霧，凈化率可達94％99％，而且壓力降較小，可用于高質(zhì)量的氯氣處理。經(jīng)過對以往經(jīng)驗的總結(jié)、比較，氯氣干燥時均以濃硫酸為干燥劑，分為填料塔串聯(lián)硫酸循環(huán)流程和泡罩塔干燥流程。泡罩塔干燥流程：此流程設備體積小，臺數(shù)少，流程簡單，投資及操作費用低。 填料塔串聯(lián)硫酸循環(huán)流程：該流程對氯氣負荷波動的適應性好，且干燥氯氣的質(zhì)量穩(wěn)定，硫酸單耗低，系統(tǒng)阻力小,動力消耗省。 國內(nèi)采用最多的是填料塔和泡沫塔組合，這是兩種典型的塔。缺點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氯水泵、氯水循環(huán)槽使流程復雜化。％。直接冷卻流程：工藝設備投資少，操作簡單，冷卻效率高，但是，此流程排出的污水含有氯氣，腐蝕管路，污染環(huán)境，同時使氯損失增大，且耗費大量蒸汽。根據(jù)氯處理的任務氯處理的工藝流程包括氯氣的冷卻、干燥脫水、凈化和壓縮、輸送幾個部分。因此在氯氣干燥后還需用氣體壓縮機對氯氣進行壓縮。故用硫酸干燥濕氯氣時，應掌握以下幾點：（1）硫酸的濃度，（2）硫酸溫度，（3）硫酸與氯氣的接觸面積和接觸時間[7]。硫酸濃度在84%時，它的結(jié)晶溫度為+8℃，所以在操作中一般將H2SO4溫度控制在不低于10℃。但如果硫酸的溫度太低的話，則硫酸與水能形成結(jié)晶水合物而析出。當溫度一定時，硫酸濃度愈高、其水蒸汽分壓愈低；當硫酸濃度一定時，溫度降低，則水蒸汽分壓也降低。因此必須將氯氣中的水分進一步除去。其水蒸汽分壓也就愈高。在不同的溫度與壓力下氣體中的含水量可以用水蒸汽分壓來表示。氯氣干燥前通常先使氯氣冷卻，使?jié)衤葰庵械拇蟛糠炙羝焕淠?，然后用干燥劑進一步出去水分。例如金屬鈦，聚氯乙烯、酚醛樹脂、陶瓷、玻璃、橡膠、聚酯、玻璃鋼等因而使得生產(chǎn)及運輸極不方便[3]。從電解槽出來的濕氯氣，一般溫度較高，并伴有大量水蒸汽及鹽霧等雜質(zhì)。工業(yè)上利用氯氣在四氯化碳中有較大溶解度這一特點，用四氯化碳吸收氯堿廠產(chǎn)生的所有廢氯，然后再解吸回收氯氣。氯氣溶于水同時與水反應生成鹽酸和次氯酸，因此氯水具有極強的腐蝕性。氯氣比空氣重。 氯氣 氯氣簡介氯氣Cl2，常溫下，氯是黃綠色，具有使人窒息氣味的氣體，有毒、有色、易液化。和國外發(fā)達國家相比，我國的有機氯產(chǎn)品所占比例小，但這并不說明我國有機氯產(chǎn)品需求少，事實上，我國這幾年進口的有機氯產(chǎn)品占國內(nèi)總用氯量的20%以上。在耗氯結(jié)構這一點上，國外一些發(fā)達國家與我國完全不同。盡管如此，我國的無機氯產(chǎn)品的耗氯量依然占據(jù)我國氯產(chǎn)品耗氯總量的54%，其余46%用于生產(chǎn)有機氯化物（包括聚氯乙烯、氯乙酸和氯丁橡膠等）。雖然我國氯產(chǎn)品開發(fā)與生產(chǎn)最近幾年有了很大發(fā)展，但是，與國外發(fā)達國家相比，我們的差距還相當大。因此，如何合理開發(fā)生產(chǎn)氯產(chǎn)品，搞好氯堿平衡是當前需深入研究和認真探討的重要課題。我國的氯堿工業(yè)目前已開始由建國初期的以堿為主的產(chǎn)品結(jié)構轉(zhuǎn)向以氯為主的產(chǎn)品結(jié)構的新的發(fā)展時期。而且國內(nèi)市場上氯產(chǎn)品需求旺盛，而燒堿市場疲軟，目前我國成為世界上唯一有燒堿過剩需要出口，卻需要大量進口氯產(chǎn)品的國家，估計今后這種氯與堿的供求不平衡還將會繼續(xù)進一步擴大。氯與堿的平衡是氯堿工業(yè)發(fā)展的關鍵，在20世紀80 年代，是以堿定氯，通常把氯氣作為生產(chǎn)燒堿的副產(chǎn)品；而到了20 世紀90年代，由于氯產(chǎn)品的應用越來越廣泛，氯堿工業(yè)逐步發(fā)展為以氯定堿，燒堿逐漸被一些業(yè)內(nèi)人士稱為副產(chǎn)品了。目前我國的燒堿生產(chǎn)中，%，%。只有24家企業(yè)達到了100 kt/a規(guī)模，布局分散，規(guī)模小，與國外大型燒堿企業(yè)差距大，國外氯堿企業(yè)的集中度相對較高，日本、歐盟的前5家企業(yè)分別集中了它們燒堿生產(chǎn)能力的50%，美國的5家大公司集中了美國燒堿生產(chǎn)能力的80%，而我國前5家企業(yè)的生產(chǎn)能力不到全國總生產(chǎn)能力的16%，裝置規(guī)模小，效益自然差距很大。隨著離子膜法新裝置的建成，造成嚴重環(huán)境污染的水銀法已停止生產(chǎn)，苛化法的產(chǎn)量也相當少，我國目前燒堿的主要生產(chǎn)方法是隔膜法和離子膜法。目前燒堿的生產(chǎn)方法幾乎全部采用電解食鹽水的方法，這樣每生產(chǎn) 1 t氯氣。目前我國的燒堿企業(yè)有200多家，裝置規(guī)模普遍較小，生產(chǎn)能力超過100 kt/a的生產(chǎn)企業(yè)只有24家。我國各氯堿企業(yè)為了提高自身的競爭力，紛紛擴大燒堿裝置規(guī)模，從1999年開始，掀起了一