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年产5万吨烧碱工艺流程初步设计毕业论文 目 录 第1章 烧碱的制备工艺简介 4 1.1整流 5 1.2盐水精制 5 1.3电解 6 1.4氯氢处理 7 1.5液碱蒸发 8 1.6固碱产生 8 第2章 烧碱生产概述 9 2.1烧碱生产的主要方法 9 2.2氢气的性质及其用途 9 2.2.1物理性质 9 2.2.2化学性质 9 2.2.3氢气的用途 9 2.3烧碱氢气处理的目的 10 2.4烧碱氢气处理的工艺流程 10 2.5烧碱烧碱氢气处理工艺流程简图 11 2.6烧碱氢气处理中的工艺指标 11 第3章 工艺计算 12 3.1一段洗涤塔的物料衡算 12 3.1.1一段洗涤塔的物料衡算基准 12 3.1.2一段洗涤塔的储存槽氢气（80）中水冷含量 12 3.1.3一段洗涤塔的物料衡算计算 13 3.2一段洗涤塔热量衡算 14 3.2.1入塔气体带入热量 15 3.2.2冷却水带热量 15 3.2.3出塔气体带出热量 15 3.2.4一段洗涤塔的热量守恒的计算 16 3.2.5一段洗涤塔热量衡算 16 3.3二段洗涤塔的物料衡算 17 3.3.1物料衡算的计算依据 17 3.3.2物料衡算的计算 17 3.4二段洗涤塔的热量衡算 18 3.4.1二段进塔气体热量的计算 18 3.4.2冷却水带出热量的计算 18 3.4.3二段出塔气体热量的计算 19 3.4.4二段洗涤塔的热量守恒的计算 19 3.4.5二段洗涤塔热量衡算表 4 3.5气体中氢气含量的计算 20 3.5.1气体中氢气含量的计算 20 3.5.2干气体中氢气的百分数 20 第4章 主要设备的工艺计算 21 4.1一段洗涤塔的相关计算 21 4.1.1一段洗涤塔的气体流量的计算 21 4.1.2一段洗涤塔的冷却水喷淋量及管经的计算 22 4.1.3一段洗涤塔塔经的计算 23 4.1.4一段洗涤塔塔高度的确定 26 4.1.5喷嘴输送的确定 26 4.1.6一段洗涤塔管经的计算 26 4.2二段洗涤塔的相关计算 27 4.2.1二段洗涤塔进塔气体和出塔气体流量的计算 27 4.2,2二段洗涤塔冷却水喷淋量及管经的计算 27 4.2.3二段洗涤塔塔经的计算 28 4.2.4二段洗涤塔高度的确定 31 4.2.5二段洗涤塔的喷嘴数的确定 31 4.2.6二段洗涤塔气体进口管经和出口管经的计算 31 4.3氢气缓冲罐的计算 32 附录 33 参考文献 34 致谢 35 第1章 烧碱的制备工艺简介 现代工业主要通过电解饱和NaCl溶液来制备烧碱。电解法又分为水银法、隔膜法和离子膜法，我国目前主要采用的是隔膜法和离子膜法，这二者的主要区别在于隔膜法制碱的蒸发工序比离子膜法要复杂，而离子膜法多了淡盐水脱氯及盐水二次精制工序。 目前我国主要采取隔膜电解法和离子膜电解法。在这次年产五万吨烧碱序初步设计中我采取的是隔膜法制烧碱的氢气处理方法 据测算，电解法烧碱生产吨碱综合能耗在各工序的分布如下: 整流2.0%；盐水精制3.9% ; 电解53.2%；氯氢处理1.2%；液碱蒸发25.1%；固碱生产14.6%。从上述可知,电解和液碱蒸发是主要耗能工序。电解工序中的电耗约为吨碱电耗的90%，碱蒸发中的蒸汽消耗占吨碱蒸汽消耗的74%以上。 图1 烧碱工艺总流程示意图 1.1整流 整流是将电网输入的高压交流电转变成供给电解用的低压直流电的工序，其能耗主要是变压、整流时造成的电损，它以整流效率来衡量。整流效率主要取决于采用的整流装置，整流工序节能途径是提高整流效率。当然减少整流器输出到电解槽之间的电损也是不容忽略的。 1.2盐水精制 将工业盐用水溶解饱和并精制(除去Ca2+、M g2+、S 02-4等有害离子和固体杂质)获得供电解用精制饱和盐水,是盐水精制工序的功能。 一次盐水精制： 采用膜过滤器（不预涂） 图2 盐水一次精制流程图 二次盐水精制： 二次盐水精制采用螯合树脂塔进行吸附。 图3 盐水二次精制流程图 一次盐水工段送来的一次精制盐水中钙、镁等离子可以被螯合树脂选择性吸附，而吸附的饱和树脂可用盐酸、氢氧化钠进行再生，从而使树脂达到重复使用的目的。 盐水精制工序的能耗主要是加热溶解固体盐的蒸汽和动力电耗，它们分别约占吨碱电耗和吨碱汽耗的0.2%和12%。因此，在此工序，节能措施主要是如何利用工厂的余热（废蒸汽或热水）来加热溶解固体盐，而采用盐水自流流程无疑也会节约动力电消耗。 1.3电解 盐水二次精制后，添加部分淡盐水经阳极液进料总管以及软管送入各单元槽的阳极室中。 阳极液电解产生淡盐水和氯气，经阳极分离器后，氯气从淡盐水中被分离出来送氯气处理工序，淡盐水流到淡盐水循环槽由泵送去脱氯塔。 图4 精制盐水电解示意图 图5 电解反应方程式 能耗主要是电解直流电耗，影响直流电耗的因素是