氯堿工業(yè)氫氣處理工段初步設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2025-05-02 12:09本頁面
【正文】 OH＝ Fe(OH)3↓ 為了除去 SO42，可以先加入 BaCl2溶液，然后再加入 Na2CO3溶液， 以除去過量的 Ba2+： 這樣處理后的鹽水仍含有一些 Ca2+、 Mg2+等金屬離子，由于這些陽離子在堿性環(huán)境中會(huì)生成沉淀，損壞離子交換膜，因此該鹽水還需送入陽離子交換塔，進(jìn)一步通過陽離子交換樹脂除去 Ca2+、 Mg2+等。 離子交換膜法制堿技術(shù)，具有 [wiki]設(shè)備 [/wiki]占地面積小、能連續(xù)生產(chǎn)、生產(chǎn)能力大、產(chǎn)品質(zhì)量高、能適應(yīng)電流波動(dòng)、能耗低、污染小等優(yōu)點(diǎn)，是氯堿工業(yè)發(fā)展的方向。所以氯堿工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)品幾乎涉及國民經(jīng)濟(jì)及人民生活的 各個(gè) 領(lǐng)域。陰極區(qū)的另一產(chǎn)物濕氫氣經(jīng)冷卻、洗滌、壓縮后被送往氫氣貯柜。以氯堿工業(yè)為基礎(chǔ)的化工生產(chǎn)及產(chǎn)品的主要用途見 下 圖 。例如，現(xiàn)已查明某些有機(jī)氯溶劑有致癌作用，氟 氯烴會(huì)破壞臭氧層等，因此已停止生產(chǎn)某些有機(jī)氯產(chǎn)品。 3．我國氯堿工業(yè)的發(fā)展 我國最早的氯堿工廠是 1930 年投產(chǎn)的上海天原電化廠（現(xiàn)上海天原化工廠的前身），日產(chǎn)燒堿 2t。 6 近年來，我國的氯堿工業(yè)在產(chǎn)量、質(zhì)量、品種、生產(chǎn)技術(shù)等方面都得到很大發(fā)展。 1995年，燒堿產(chǎn)量達(dá) 496 萬噸，其中用離子交換膜電解法生產(chǎn)的達(dá) 56． 2 萬噸，占總產(chǎn)量的 11． 3％。 4．氫氣處理的任務(wù)和方法 從電解槽出來的氫氣 ， 其溫度稍低于電解槽槽溫 ， 并含有飽和水蒸汽 ， 同時(shí)還帶有鹽和堿的霧沫 ． 所以在生產(chǎn)過程中應(yīng)進(jìn)行冷卻和洗滌 ， 冷卻后的氫氣有氫氣壓縮機(jī)壓縮到一定壓力后經(jīng)氫氣分配站送到氫氣柜及用氫部門。選擇流程為電解來氫氣經(jīng)緩沖罐后進(jìn)入一段洗滌塔，經(jīng)洗滌冷卻至 50℃后經(jīng)二段洗滌塔冷卻至 30℃，再經(jīng)絲網(wǎng)除沫器，最后用羅茨鼓風(fēng)機(jī)抽送至用戶。 鑒于本次設(shè)計(jì)中 不 充分考慮熱綜合利用，故采用直接法工藝，以簡化流程和投資。公用系統(tǒng)來自工業(yè)水，經(jīng)與氫氣換熱后進(jìn)入水池，再用泵抽吸返回公用系統(tǒng)制冷后，再次循環(huán)使用。 壓縮 機(jī)以前的操作壓力近似為 1 絕對大氣壓（ 0kg/㎝ 2）。 電解氫氣經(jīng)兩段洗滌冷卻溫度從 80℃降至 30℃。度 3． 439 3． 421 3． 409 水蒸氣比焓 千卡 / ㎏ 631． 4 619． 1 610． 6 其它氣體比熱（空氣） 千卡 /kg （三）工藝計(jì)算 1．一段洗滌冷卻塔 8 （ 1）計(jì)算依據(jù) 氫氣在一段冷卻塔中溫度從 80℃降至 50℃ 以 1000kg100%NaOH 產(chǎn)氫作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn) （ 2）物料衡算 ① 道爾頓分壓定律計(jì)算 設(shè)氫氣中冷凝水量為 WL，由道爾頓分壓定律列出方程： 2518205 1??WL= ? 解設(shè) WL1=172（ kg） 因氣體在水中的溶解度很小，故忽略不計(jì)。 ② 氫氣純度 98% （ 2）物料衡算 ① 二段洗滌冷卻塔 氫氣出口溫度為 30℃，則冷凝水量為 WL3 同理，由道爾頓分壓定律列出方程： 251833 3??WL = ? 解得 WL3=22． 61 kg 故出塔氣體組成： 氫氣： 12． 5 kmol (25kg) 水汽： 0． 577 kmol (3322． 61=10． 39kg) 其它氣體： 0． 255 kmol (7． 39kg) ② 出塔氣體中氫的含量 11 ???? % 93． 76% 干氣體中氫的百分?jǐn)?shù)： ??? %1 002 98% ③ 物料衡算表 以 1000kg100%NaOH 產(chǎn)氫作為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn) 表 5 二段洗滌冷卻塔物料衡算表 名稱 進(jìn)二段洗滌冷卻塔（ kg） 出二段洗滌冷卻塔（ kg） 氫氣 25 25 水汽 33 10． 39 其他氣體 7． 39 7． 39 水 22． 61 總計(jì) 65． 39 65． 39 ④總物料衡算 表 6 二段洗滌冷卻塔總物料衡算表 名稱 進(jìn)二段洗滌冷卻塔（ kg） 出二段洗滌冷卻塔（ kg） 氫氣 5000000 5000000 水汽 6600000 2078000 其他氣體 1478000 1478000 水 4522021 總計(jì) 13078000 13078000 （ 3）熱量衡算 ① 氣體帶出熱量 Q6=4276 kcal Q7=20433 kcal Q8=90 kcal ② 氣體帶出熱量 Q9=30 25 3． 049=2557 kcal Q10=10． 39 610． 6=6344 kcal Q11=30 7． 39 0． 242=54 kcal ③ 冷卻水帶出熱量 設(shè)進(jìn)入系統(tǒng)冷卻水量為 WL4 kg ， 溫度 25℃，出塔溫度 30℃， 12 則出塔水量 WL4+WL2=WL4+22． 61 入塔水帶入熱量： Q13=WL4 25 出塔水帶出熱量： Q12=(WL4+22． 61) 30 ④ 忽略熱損失 由 ? Q 進(jìn) =? Q 出 Q9+Q10+Q11+Q12=Q6+Q7+Q8+Q13 2557+6344+54+(WL4+22． 61) 30=4276+20430+90+WL4 25 ∴ WL4=3032． 54 kg 故入塔冷卻水量 3032． 54 kg ， 出塔冷卻水量為： 3032． 54+22． 61=3055． 15 kg 入塔冷卻水帶入熱量： 3032． 54 25=75813． 5 kcal 出塔冷卻水帶出熱量： (3032． 54+22． 61)
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