【正文】 國(guó)民經(jīng)濟(jì)的所有部門均很需要，除應(yīng)用于化學(xué)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(jìn)一步加工成許多化工產(chǎn)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(diǎn)，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(shí)與水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸，因此氯水具有極強(qiáng)的腐蝕性。氯氣比空氣重。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文) 說(shuō) 明 書 200 kt/a燒堿裝置氯氣、氫氣處理工序的初步設(shè)計(jì)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(wù)和方法 1三 工藝流程簡(jiǎn)介 2第二章 氯氣工藝計(jì)算 4一 氯氣處理工藝流程 4 二 計(jì)算依據(jù) 4三 工藝計(jì)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(shè)備設(shè)計(jì)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 29一 概述 29 二 氫氣處理工藝流程確定 30第二章 工藝計(jì)算 31 一 氫氣處理工藝流程 31二 計(jì)算依據(jù) 31三 工藝計(jì)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(shè)備設(shè)計(jì)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(shè)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(shè)備一覽表 40設(shè)計(jì)評(píng)述 41 參考文獻(xiàn) 42 第一篇 氯氣處理第一章 總論一. 概述1. 氯氣氯氣Cl2，常溫下，氯是黃綠色，具有使人窒息氣味的氣體，有毒。氯氣對(duì)人的呼吸器官有強(qiáng)烈的刺激性，吸入過(guò)多時(shí)還會(huì)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(wú)機(jī)氯化物、制造有機(jī)氯化物及有機(jī)物。所以氯堿工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)品幾乎涉及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)及人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。二. 氯氣處理的任務(wù)和方法從電解槽出來(lái)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)。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(yùn)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?，然后用干燥劑進(jìn)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(lái)表示。其水蒸汽分壓也就愈高。因此必須將氯氣中的水分進(jìn)一步除去。當(dāng)溫度一定時(shí)，硫酸濃度愈高、其水蒸汽分壓愈低；當(dāng)硫酸濃度一定時(shí)，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(jié)晶水合物而析出。硫酸濃度在84%時(shí)，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℃。故用硫酸干燥濕氯氣時(shí)，應(yīng)掌握以下幾點(diǎn)：（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(shí)間。因此在氯氣干燥后還需用氣體壓縮機(jī)對(duì)氯氣進(jìn)行壓縮。三．工藝流程簡(jiǎn)介1 氯處理工藝 根據(jù)氯處理的任務(wù)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(gè)部分。直接冷卻流程：工藝設(shè)備投資少，操作簡(jiǎn)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(shí)使氯損失增大，且耗費(fèi)大量蒸汽。％。缺點(diǎn)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(shè)氯水泵、氯水循環(huán)槽使流程復(fù)雜化。填料塔串聯(lián)硫酸循環(huán)流程：該流程對(duì)氯氣負(fù)荷波動(dòng)的適應(yīng)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(dòng)力消耗省。泡沫塔干燥流程：此流程設(shè)備體積小，臺(tái)數(shù)少，流程簡(jiǎn)單，投資及操作費(fèi)用低。⑶ 氯氣的凈化氯氣離開冷卻塔，干燥塔或壓縮機(jī)時(shí)，往往夾帶有液相及固相雜質(zhì)。2 工藝流程的確定氯處理工藝流程根據(jù)以上各流程的優(yōu)缺點(diǎn)最后確定氯氣處理工藝流程如下：兩段列管間接冷卻，硫酸干燥塔（填料塔），硫酸干燥塔（泡罩塔）串聯(lián)干燥流程。第二章 氯氣工藝計(jì)算氯氣處理工藝流程見下，據(jù)此進(jìn)行物料衡算和熱量衡算。進(jìn)入第一鈦冷卻器冷卻至46℃，再經(jīng)過(guò)二鈦冷卻器冷卻至18℃。二 .計(jì)算依據(jù)1． 生產(chǎn)規(guī)模：200kt/a100%NaOH；2．年生產(chǎn)時(shí)間（按年工作日330天計(jì)算）：33024=7920小時(shí)；3．計(jì)算基準(zhǔn)：以生產(chǎn)1t100%NaOH為基準(zhǔn)；4．來(lái)自電解工序濕氯氣的工藝數(shù)據(jù)見下表：表21 來(lái)自電解工序濕氯氣的溫度、壓力和組成項(xiàng)目氯氣備注項(xiàng)目氯氣備注溫度，℃85——氯氣，kg/t100%NaOH885總壓（表），Pa10——不凝性氣體（假設(shè)為空氣，下同）kg/t100%NaOH15水蒸汽，kg/t100%NaOH310——成分，%（干基）（v/v）96——?dú)怏w總量，kg/t100%NaOH1187—— 三. 工藝計(jì)算（一）第一鈦冷卻器1．計(jì)算依據(jù)⑴假設(shè)濕氯氣經(jīng)電解到氯處理室，溫度由90℃降至80℃，進(jìn)入氯處理系統(tǒng)。⑶由資料查知相關(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù)：氯氣在水中溶解度：80℃: kg/kgH2O 56℃: kg/kgH2O水蒸汽分壓： 80℃: 46℃: 水的比熱： 50℃: (g℃) 表22 相關(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù)物料與項(xiàng)目單 位溫 度 ℃8046氯氣比熱容Kcal/(mol由于系統(tǒng)總壓為－。定性溫度: T =（t2＋t1）/2=（20＋30）/2=25℃Q =WCCPC(t2－t1) (2—1)其中，Q——傳熱速率，W WC——流體質(zhì)量流量，kg/s CPC——流體比熱容，kJ/(kg?℃) t——溫度，℃。⑵氯水溫度為20℃。⑷由資料查得相關(guān)熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下：氯氣在水中溶解度：20℃: kg/kgH2O氯氣比熱容：18℃: kcal/(mol℃)水的比熱： 6℃: J/（g?℃）2．物料衡算⑴設(shè)在第二鈦冷卻器總冷凝水量為W3kg，其阻力降為60（60 mmH2O），P總=－60103= kpa則由道爾頓定律有： 解得W3=溶解氯氣量：=氯水總量：+=因此出第二鈦冷卻器的氣體組分為：氯氣 －=水蒸氣 －=不凝氣 15kg⑵物料衡算表%NaOH為基準(zhǔn)表26 第二鈦冷卻器物料衡算表名稱進(jìn)第一鈦冷卻器kg/t100%NaOH出第一鈦冷卻器kg/t100%NaOH氯氣水蒸汽不凝氣1515氯水——總計(jì)表27 第二鈦冷卻器總物料衡算表名稱進(jìn)第二鈦冷卻器kg/t 100％NaOH出第二鈦冷卻器kg/t 100％NaOH氯氣176829400176800800