【正文】 .... 13 ................................................. 14 ............................................... 15 ................................................... 15 氣體帶出熱量 ............................................... 15 ..................................... 16 一段洗滌塔熱量衡算 ............................................. 16 二段洗滌塔的物料衡算 ............................................... 17 物料衡算的計(jì)算依據(jù) ............................................. 17 物 料衡算的計(jì)算 ................................................. 17 ............................................... 18 ......................................... 18 ........................................... 18 ......................................... 19 ..................................... 19 ........................................... 24 氣體中氫氣含量的計(jì)算 ............................................... 20 氣體中氫氣含量的計(jì)算 ........................................... 20 干氣體中氫氣的百分?jǐn)?shù) ........................................... 20 第 4章 主要設(shè)備的工藝計(jì)算 ........................................... 21 ............................................... 21 ..................................... 21 ........................... 22 一段洗滌塔塔經(jīng)的 計(jì)算 ........................................... 23 一段洗滌塔塔高度的確定 ......................................... 26 ................................................. 26 ........................................... 26 ............................................... 27 體和出塔氣體流量的計(jì)算 ......................... 27 ,2 二段洗滌塔冷卻水噴淋量及管經(jīng)的計(jì)算 ............................. 27 ........................................... 28 ........................................... 31 二段洗滌塔的噴嘴數(shù)的確定 ...................................... 31 二段洗滌塔氣體進(jìn)口管經(jīng)和出口管經(jīng)的計(jì)算 ........................ 31 .................................................. 32 附錄 .................................................................... 33 參考文獻(xiàn) ............................................................... 34 致謝 .................................................................... 35 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第 1 章 燒堿的制備工藝簡介 現(xiàn)代工業(yè)主要通過電解飽和 NaCl溶液來制備燒堿。 目前我國主要采取隔膜電解法和離子膜電解法 。原料為粗鹽（含大量雜質(zhì)的氯化鈉），根據(jù)生產(chǎn)工藝中的耗能情況，將燒堿制法分為整流、鹽水精制、鹽水電解、液堿蒸發(fā)、氯氫處理、固堿生產(chǎn)和廢氣吸收工序等七個(gè)流程。 電解 %；氯氫處理 %；液堿蒸發(fā) %；固堿生產(chǎn) %。電解工序中的電耗約為噸堿電耗的 90%，堿蒸發(fā)中的蒸汽消耗占噸堿蒸汽消耗的 74%以上。整流效率主要取決于采用的整流裝置，整流工序節(jié)能 途徑是提高整流效率。 將工業(yè)鹽用水溶解飽和并精制 (除去 Ca2+、 M g2+、 S 024等有害離子和固體雜質(zhì) )獲得供電解用精制飽和鹽水 ,是鹽水精制工序的功能。 圖 3 鹽水二次精制流程圖 一次鹽水工段送來的一次精制鹽水中鈣、鎂等離子可以被螯合樹脂選擇性吸附，而吸附的飽和樹脂可用鹽酸、氫氧化鈉進(jìn)行 再生，從而使樹脂達(dá)到重復(fù)使用的目的。因此，在此工序，節(jié)能措施主要是如何利用工廠的余熱（廢蒸汽或熱水）來加熱溶解固體鹽，而采用鹽水自流流程無疑也會(huì)節(jié)約動(dòng)力電消耗。 陽極液電解產(chǎn)生淡鹽水和氯氣 ， 經(jīng)陽極分離器后 ， 氯氣從淡鹽水中被分離出來送氯氣處理工序 ， 淡鹽水流到淡鹽水循環(huán)槽由泵送去脫氯塔。因此，降低電解槽的槽電壓和提高電流效率是電解工序的主要節(jié)能途徑。 離子膜法制堿時(shí)， 建議氯氣處理工藝方案：濕氯氣經(jīng)氯水洗滌，鈦管換熱器，氯氣除鹽、降溫后經(jīng)一段填料塔、二段泡罩塔干燥，使氯氣含水量 ≤50wtppm，氯氣輸送選用大型離心式氯氣壓縮機(jī) （透平壓縮 機(jī)） 。高壓法消耗冷凍量少，不需要制冷機(jī)，能耗低。因此，國內(nèi)一北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 般采用中、低壓液化方法生產(chǎn)液氯。 建議 氫氣處理方案： 選擇氫氣洗滌塔直接洗滌冷卻降溫、列管換熱器間接冷卻，水環(huán)式氫氣壓縮機(jī)輸送。 蒸發(fā)的能耗主要是蒸汽，當(dāng)然動(dòng)力電也是值得注意的。 固堿生產(chǎn) 將蒸發(fā)獲得的液堿采用大鍋熬煮或升膜一降膜一閃蒸方法進(jìn)一步濃縮生產(chǎn)固堿，其主要消耗是燃料 (煤、重油、氫氣 )。 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第 2 章 燒堿生產(chǎn)概述 主要 方法簡介 目前 燒堿生產(chǎn)方式 主要采?。核y電解法 、隔膜電解法、 苛化法、 離子膜法三種方法制燒堿 。在這次年產(chǎn) 5萬噸燒堿氫處理工序初步設(shè)計(jì)中我采取的是隔膜法制燒堿的氫氣處理方法。而在鎳、鈀和鉑內(nèi)的溶解度很大，一體積能解幾百體積氫。此外還用于煉鎢、生產(chǎn)多晶硅以及有機(jī)化合物的加氫等。 （ 2）氫氣具有還原性，它能與某些金屬氧化物反應(yīng) 使金屬還原。 氫氣的用途 （ 1）氫氣可以用于焊接或切割金屬，熔化熔點(diǎn)很高的石英和加工石英制品。 （ 2） 氫氣可以產(chǎn)生氫氧焰、制氫氧電池，可以填充氣球、冶煉金屬鎢和鉬。 （ 3） 氫還是一種理想的燃料氫氣的燃燒產(chǎn)物是水且污染少。氫氣做為燃料具有很好的發(fā)展前途。 綜 上所述：由以上敘述可以看出燒堿生產(chǎn)中所產(chǎn)生的氫氣具有很高的回收價(jià)值，并且氫氣處理工序較為簡單，投資費(fèi)用不高，高純度的氫氣可以供多種行業(yè)使用。 氫氣處理的目的 在電解過程中， H2是以鼓泡的形式出來的，所以其帶有較高的溫度和部分雜質(zhì)。 表 21 飽和水蒸氣表（按溫度排列） 溫度 ℃ 90 80 70 60 50 40 30 飽和水氣焓（ kal/kgf） （ 2）氫氣中還帶有 NaOH 、 NaCl。 （ 3）從電解槽中以鼓泡的形式出來的氫氣溫度太高（一般在 80～ 90℃ ），必須進(jìn)行降溫，否則會(huì)影響后續(xù)的加工工藝要求。 電解出來的飽和濕氫氣中含有大量的水和其 他氣體，一般采用間接法和直接法除去以達(dá)到工藝要求。它是由電解槽中出來的氫氣經(jīng)氫氣緩沖罐后進(jìn)入一段洗滌塔洗去一部分的雜質(zhì)及使氫氣冷卻至 50℃ 后在經(jīng)二段洗滌塔除雜質(zhì)及冷卻至 30℃ ，之后再經(jīng)過絲網(wǎng)除霧器除去鹽和堿的霧沫后，用羅茨鼓風(fēng)機(jī)抽送至分配臺(tái)進(jìn)行下一階段的分配。 （ 3）出電解槽后的氫氣溫度按 80℃ 計(jì)算 。 （ 6）飽和水蒸氣含量及水量 計(jì)算：按道爾頓分壓定律計(jì)。K ） 水蒸氣比焓 KJ/Kg 其他氣體比焓（空氣） （ Kg K）。（ 30℃ 時(shí)的飽和水蒸汽壓為） （ 2）干氫氣純度 98% 物料衡算 的 計(jì)算 設(shè)二段洗滌塔使氫氣溫度由 50℃ 降至 30℃ 的冷 凝 水量為 WO 則有道爾頓分壓定律： BABAA PPnny ?? 得 北京化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 ? ?KgWoWoWoWoWo66761 2 6 3 2 6 4 9 7 0 6 61 7 6 0 3 2 186 3 7 7 5 18????????????????? 則 其 他氣體組成： 氫氣： 625000（ kmol） （ 10 6 Kg） 水汽： 28889 （ kmol） （ 10 10 6=10 6Kg） 其他氣體： 12755（ kmol）（ 1275529=369895Kg ） 表 34 二段洗滌塔總物料衡算表 名稱 進(jìn) 二 段洗滌冷卻塔（ kg） 出 二 段洗滌冷卻塔（ kg） 氫氣 10 6 10 6 水汽 10 6 10 6 其他氣體 369895 369895 氫氣冷凝水量 10 6