化工毕业离子膜法制烧碱课程

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1、攀枝花学院专科毕业设计目录目录1概述11.1氯碱工业及其重要性11.1.1氯碱工业发展简介11.1.2氯碱工业的特点21.1.3氯碱工业在国民经济中的地位31.1.4国内氯碱的现状和发展41.2烧碱的生产61.2.1隔膜法制碱及水银法制碱61.2.2离子交换膜电解及其特点61.2.3制固体烧碱82工艺说明112.1概述112.2生产原理112.2.1离子膜烧碱片碱工段概述112.2.2下降的沸腾传热过程112.3工艺流程及其简述132.4除水及附属设备说明132.4.1预浓缩132.4.2最终浓缩器132.4.3其它控制回路142.4.4EV—1、EV—2旁路142.4.

2、5主体设备及其用材142.4.6烧碱管路142.4.7分配装置D—1142.4.8熔盐碱管152.4.9制片碱152.4.10抽气系统152.5主要设备的选定说明152.5.1蒸发器152.5.2浓缩器152.5.3片碱机15III攀枝花学院专科毕业设计目录2.5.4熔盐炉152.6生产能力计算162.6.1以100%NaOH为基准的生产能力162.6.2原材料及产品主要技术规格162.6.3片碱规格162.6.4原材料、动力消耗定额及消耗量162.6.5加热盐—HTS172.6.6进料溶液规格172.6.7蒸汽172.6.8天然气173蒸发工段计算过程183.1试差计算

3、183.1.1工艺简图183.1.2总的蒸发量183.1.3估算各效溶液的沸点和有效温差193.1.4由于溶液沸点而引起的温度差损失203.1.5由流动阻力引起的温度差损失203.1.6各效料液的温度损失和有效温度差203.1.7各效烧碱溶液的温度213.1.8各效的能量衡算213.2迭代计算233.2.1迭代流程图233.2.2迭带计算最终结果233.2.3各效加热流体的温度253.3蒸发面积的计算263.3.1各效总传热系数的假定263.3.2各效蒸发面积的计算263.4物料衡算和能量衡算273.4.1物料衡算273.4.2能量衡算274片碱工段主体设备设计294.1

4、各效蒸汽的体积流量294.2各效加热蒸气上升速度294.3液膜厚度的确定30III攀枝花学院专科毕业设计目录4.4蒸汽接管304.5冷凝水出口接管314.6料液进出管口的确定314.7封头及法兰的选用334.8U形膨胀节334.9管板的设计344.10支座的设计354.11蒸汽冷凝器的设计354.12折流板的设计选用364.12.1折流板的布置364.12.2折流板的选用374.13防冲板的位置和尺寸374.14液体分布器374.15除沫器384.16分离室的高度H384.17三效主体设备设计384.17.1总的燃烧热394.17.2HTS物性确定394.18设备一览表4

5、15设计评述426参考文献437致谢45III攀枝花学院专科毕业设计1概述1概述1.1氯碱工业及其重要性1.1.1氯碱工业发展简介工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2，并以它们为原料生产一系列化工产品，称为氯碱工业。氯碱工业是基本无机化工之一。主要产品是氯气和烧碱（氢氧化钠），在国民经济和国防建设中占有重要地位。随着纺织、造纸、冶金、有机、无机化学工业的发展，特别是石油化工的兴起，氯碱工业发展迅速。氯碱工业是最基本的化学工业之一，它的产品除应用于化学工业本身外，还广泛应用于轻工业、纺织工业、冶金工业、石油化学工业以及公用事业。生产烧碱和氯气有着悠

6、久的历史，早在中世纪就发现了存在于盐湖中的纯碱，以纯碱和石灰为原料制取NaOH的方法即苛化法：因为苛化过程需要加热，因此就将NaOH称为烧碱，以别于天然碱。直到19世纪末，世界上一直以苛化法生产烧碱[1]。采用电解法制烧碱始于1890年，隔膜法和水银法几乎差不多同时发明。电解食盐水溶液同时制取氯和烧碱的方法（称电解法），在19世纪初已经提出，但直到19世纪末，大功率直流发电机研制成功，才使该法得以工业化。第一个制氯的工厂于1890年在德国建成，1893年在美国纽约建成第一个电解食盐水制取氯和氢氧化钠的工厂。第一次世界大战前后，随着化学工业的发展，氯不仅用于漂白、杀菌，还用

7、于生产各种有机、无机化学品以及军事化学品等。20世纪40年代以后，石油化工兴起，氯气需要量激增，以电解食盐水溶液为基础的氯碱工业开始形成并迅速发展。50年代后，苛化法只在电源不足之处生产烧碱。氯碱生产用电量大，降低能耗始终是电解法的核心问题。因此，提高电流效率，降低槽电压和提高大功率整流器效率，降低碱液蒸发能耗，以及防止环境污染等，一直是氯碱工业的努力方向。45攀枝花学院专科毕业设计1概述隔膜法于1890年在德国首先出现，为了连续有效地将电解槽中的阴、阳极产物隔开，1890年德国使用了水泥微孔隔膜来隔开阳极、阴极产物，这种方法