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200kta燒堿裝置氯氣、氫氣處理工序的初步設計-展示頁

2025-03-15 11:25本頁面
  

【正文】 氣。此工藝效果好,氯氣輸送壓力大,設備少,系統(tǒng)阻力小,操作穩(wěn)定,經(jīng)濟性能優(yōu)越。管式、絲網(wǎng)式填充過濾器是借助具有多細孔通道的物質作為過濾介質,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,可用于高質量的氯氣處理。其缺點時壓力降較大,適應氯氣負荷波動范圍小,塔板易結垢,同時由于塔酸未能循環(huán)冷卻,塔溫高,因此出塔氯氣含水量高,出塔酸濃度高故酸耗較大。但設備大,管道復雜,投資及操作費用較高。 ⑵ 氯氣的干燥 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)流程和泡沫塔干燥流程。 氯水循環(huán)冷卻流程:冷卻效率高,操作費用低于直接冷卻法,高于間接冷卻法,投資比前者告而低于后者。 間接冷卻流程:操作簡單,易于控制,操作費用低,氯水量小,氯損失少,并能節(jié)約脫氯用蒸汽。 ⑴ 氯氣的冷卻 氯氣的冷卻因方式的不同,可分為直接冷卻、間接冷卻和氯水循環(huán)冷卻三種流程。 綜上所述,氯氣處理系統(tǒng)的主要任務是: 1. 氯氣干燥; 2. 將干燥后的氯氣壓縮輸送給用戶; 3. 穩(wěn)定和調節(jié)電解槽陽極室內的壓力,保證電解工序的勞 動條件和干燥后的氯氣純度。 生產中使用的氯氣還需要有一定的壓力以克服輸送系統(tǒng)的阻力,并滿足用戶對氯氣壓力的要求。此外,硫酸與濕氯氣的接觸面積和接觸時間也是影響干燥效果的重要因素。因此原料硫酸與用后的稀硫酸在儲運過程中,尤其在冬季必須注意控制溫度和濃度,以防止管道堵塞。也就是說硫酸的濃度愈高、溫度愈低,硫酸的干燥能力也就愈大,即氯氣干燥后的水分愈少。在工業(yè)上,均采用濃硫酸來干燥氯氣,因為濃硫酸具有:( 1)不與氯氣發(fā)生化學反應;( 2)氯氣在硫酸中的溶解度小;( 3)濃硫酸有強烈的吸水性;( 4)價廉易得;( 5)濃硫酸對鋼鐵設備不腐蝕;( 6)濃硫酸可以回收利用等特點,故濃硫酸時一種較為理想的氯氣干燥劑。 為了使氯氣能用鋼鐵材料制成的設備及管道進行輸送或處理,要求氯氣的含水量小于 %(如果用透平壓縮機輸送氯氣,則要求含水量小于 100ppm)。在同一壓四川理工學院畢業(yè)設計 6 力下,溫度愈高,含水量愈大。干燥后的氯氣經(jīng)過壓縮,再送至用戶。但干燥的氯氣對鋼鐵等常用材料的腐蝕在通常情況下時較小的,所以濕氯氣的干燥時生產和使用氯氣過程中所必須的。這種濕氯氣,對鋼鐵及大多數(shù)金屬有強烈的腐蝕作用,只有某些金屬材料或非金屬材料在一定條件下,才能耐濕氯氣的腐蝕。 3. 氯堿工業(yè)的特點 氯堿工業(yè)的特點除 原料易得、生出流程短外,主要還有三個突出問題 :能量消耗大;氯與堿的平衡;腐蝕和污染。 2. 氯堿工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位 食鹽電解聯(lián)產的燒堿、氯氣、氫氣,在國民經(jīng)濟的所有部門均很需要,除應用于化學工業(yè)本身外,有輕工、紡織、石油化工、有色金屬冶煉和公用事業(yè)等方面均有很大用途,作為基本化工原料的“三酸二堿”中,鹽酸燒堿就占了其中兩種,而且氯氣和氫氣還可進一步加工成許多化工產品。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,約為空氣的 倍。 圖紙要求 學生綜合訓練方面的要求: 完成期限: 2021 年 2月 24 日至 2021 年 6 月 2 日 教研室主任: (簽名) 年 月 日 第一篇 氯氣處理 3 目 錄 第一篇 氯氣處理 1 第一章 總論 1 一 概述 1 二 氯氣處理的任務和方法 1 三 工藝流程簡介 2 第二章 氯氣工藝計算 4 一 氯氣處理工藝流程 4 二 計算依據(jù) 4 三 工藝計算 5 (一) 第一鈦冷卻 器 5 (二) 第二鈦冷卻器 8 (三) 硫酸干燥塔Ⅰ(填料塔) 10 (四) 硫酸干燥塔Ⅱ(泡罩塔) 11 第三章 主要設備設計及選型 13 一 第一鈦冷卻器 13 二 第二鈦冷卻器 20 三 硫酸干燥塔Ⅰ(填料塔) 25 四 硫酸干燥塔Ⅱ(泡罩塔) 27 五 除沫器 28 第二篇 氫氣處理 29 第一章 總論 29 四川理工學院畢業(yè)設計 4 一 概述 29 二 氫氣處理工藝流程確定 30 第二章 工藝計算 31 一 氫氣處理工藝流程 31 二 計算依據(jù) 31 三 工藝計算 32 (一)一段洗滌冷卻塔 32 (二)二段洗滌冷卻塔 34 第三章 主要設備設計及選型 36 一 一段洗滌塔 36 二 二段洗滌塔 37 三 主要管徑 38 四 氫氣輸送設備 39 五 水輸送泵 39 六 液封循環(huán)水池 39 七 氫氣緩沖罐 39 主要設備一覽表 40 設計評述 41 參考文獻 42 第一篇 氯氣處理 5 第一篇 氯氣處理 第一章 總論 一 . 概述 1. 氯氣 氯氣 Cl2,分子量 ,常溫下,氯是黃綠色,具有使人窒息氣味的氣體,有毒。第一篇 氯氣處理 1 四 川 理 工 學 院 畢 業(yè) 設 計 (論 文 ) 說 明 書 題 目 200 kt/a燒堿裝置氯氣、氫氣處理工序的初步設計 作 者 系 別 材料與化學工程系 專 業(yè) 無機化工 班 指 導 教 師 接 受 任 務 日 期 2021 年 2 月 24 日 完 成 任 務 日 期 2021 年 6 月 2 日 論 文 評 閱 教 師 論 文 答 辯 教 師 四川理工學院畢業(yè)設計 2 畢業(yè)設計(論文)任務書 學生姓名 專 業(yè) 無機化工 班 級 班 指導教師 (簽名) 題 目 200 kt/a 燒堿裝置氯氣、氫氣處理工序的初步設計 原始數(shù)據(jù) 200 kt/a 燒堿裝置 Cl H2處理,年工作日 330 天,其余數(shù)據(jù)以工廠實際收集數(shù)據(jù)為準。 說明書內容: 1. 進行工序工藝流程設計,繪制帶控制點的工藝流程圖; 2. 進行工序物料、熱量衡算,并編制物、熱平衡數(shù)據(jù)表; 3. 進行工序設備設計或選型,編制設備一覽表; 4. 繪制主要設備的設備圖; 5. 編制工序初步設計說明書。氯氣對人的呼吸器官有強烈的刺激性,吸入過多時還會致死。氯氣能溶于水,但溶解度不大,溫度越高氯氣在水中的溶解度越小。氯氣在四氯化碳,氯仿等溶劑中溶解度較大,比在水中的溶解度約大20 倍。 氯氣的用途極為廣泛,重要用途如:殺菌消毒、漂白及制漿、冶煉金屬、制造無機氯化物、制造有機氯化物及有機物。所以氯堿工業(yè)及相關產品幾乎涉及到國民經(jīng)濟及人民生活的各個領域。 二 . 氯氣處理的任務和方法 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。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及運輸極不方便。 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ィ缓笥酶稍飫┻M一步出去水分。 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。其水蒸汽分壓也就愈高。因此必須將氯氣中的水分進一步除去。 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。但如果硫酸的溫度太低的話,則硫酸與水能形成結晶水合物而析出。硫酸濃度在 84%時,它的結晶溫度為 +8℃,所 以在操作中一般將 H2SO4溫度控制在不低于 10℃。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。因此在氯氣干燥后還需用氣體壓縮機對氯氣進行壓縮。 三.工藝流程簡介 1 氯處理工藝 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。 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。冷卻后氯氣的含水量可低于 %。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。 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,且干燥氯氣第一篇 氯氣處理 7 的質量穩(wěn)定,硫酸單耗低,系統(tǒng)阻力小 ,動力消耗省。 泡沫塔干燥流程:此流程設備體積小,臺
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