年产0万吨隔膜烧碱工艺设计——电解车间设计.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流年产0万吨隔膜烧碱工艺设计电解车间设计.精品文档.(2013届) 本科毕业设计(论文)资料题 目 名 称:年产10万吨隔膜烧碱工艺 设计电解车间 学 院(部):包装与材料工程学院 专 业: 应用化学 学 生 姓 名: 邵春林 班 级: 应化092 学号09404600231 指导教师姓名: 陶炳 职称 高级工程师 最终评定成绩: 湖南工业大学教务处 2013届本科毕业设计(论文)资料第一部分 毕业论文(2013届)本科毕业设计(论文)题 目 名 称: 年产10万吨 隔膜烧 碱工艺设计电解车间 学 院(部): 包装与材料工程学院 专 业: 应用
2、化学 学 生 姓 名: 邵春林 班 级: 应化092 学号09404600231 指导教师姓名: 陶炳 职称 高级工程师 最终评定成绩: 2013年 6 月摘 要烧碱,作为一种基本的化工原料,在工业生产的很多领域都有着广泛的用途。过程包括盐水精制、电解和产品精制等工序,其中主要工序是电解工业上采用隔膜电解法、水银电解法和离子膜电解法离子膜法工艺是烧碱生产的发展方向,但由于我国离子膜法烧碱“使用超前、研发滞后”的特点非常明显,国内没有掌握离子膜法烧碱的核心要素离子膜。目前我国离子膜法烧碱装置所用离子树脂交换膜全部依赖进口,1万t/a离子膜法装置需100m2计,目前我国大约需56000m2离子树脂
3、交换膜,仅购膜费用折合人民币为3.4亿元,高额的购膜费用增加了离子膜法烧碱的生产成本,生产1t烧碱增加100元。与发达国家相比,我国离子膜法生产工艺存在连续运行时间短、能耗偏高的问题,鉴于此,根据我国烧碱消费水平和氯碱生产装置的现状,金属阳极隔膜电解槽与离子膜电解槽将较长时间在我国共存。尽管离子膜法制碱技术发展迅猛,但隔膜法制碱技术要退出历史舞台还需较长的时间。隔膜电解法制碱的最大优点是装置投资少、建设期短、见效快,管理相对容易,技术成熟;设备均可采用国产设备;在相同的产能条件下,具有设备数量少、投资少、见效快的优势。隔膜电解制碱技术生产设备容易制作,材料便于取得,在电源比较丰富或电价比较低廉
4、,对于烧碱含盐量的要求又不很苛刻的地区,特别是有地下盐水或附近有联合发电与供汽设施的地区,仍在普遍采用。因此,进行隔膜烧碱厂的设计就很有必要了。本设计采用了新的电解制碱技术隔膜电解制碱技术,在此设计中,对隔膜、电解槽进行选择,烧碱生产包括下列工序:盐水精制、蒸发碱液、固碱生产,氯气干燥。本次设计是针对该工艺的核心部分电解工艺进行设计思考。本设计说明书包括:烧碱生产中电解原理与生产工艺流程的论证,物料与热量衡算,主体设备的设计与选型,以及车间人员布置原则,防腐安全等内容。通过设计我们完成了10万吨级别的烧碱的产生工艺设计。关键词:烧碱,隔膜,电解ABSTRACTCaustic soda, as
5、a kind of basic chemical raw materials, in many areas of industrial production has a wide range of USES. Including brine refining process, products refined and electrolytic process, the main process is the electrolytic. Industry by diaphragm electrolysis method, mercury electrolysis and ionic membra
6、ne electrolysis method. Ion membrane process is the development direction of caustic soda production, but due to ionic membrane caustic soda in China use advanced, research and development lags behind is very obvious, the characteristics of domestic didnt grasp the core elements of ionic membrane ca
7、ustic soda - ionic membrane. At present, the ion exchange resin membrane used in ionic membrane caustic soda unit all rely on imports, 10000 t/a ionic membrane device needs to be 100 m2, at present our country about 56000 m2 ion exchange resin membrane, only for film fee is 340 million yuan, high pu
8、rchase film fees increase the cost of ionic membrane caustic soda production, caustic soda production 1 t an increase of 100 yuan. Compared with the developed countries, the production method of ionic membrane law continuous operation time is short, the problem of high energy consumption, in view of
9、 this, according to the caustic soda consumption level and the current situation of chlor-alkali production plant, metal anode diaphragm electrolyser and ionic membrane electrolyser will co-exist in China for a long time. Although alkali ionic membrane law technology developing rapidly, but the diap
10、hragm alkali technology legal system still need longer time to quit the historical stage. Diaphragm electrolysis alkali legal system the biggest advantage is less investment, short construction period, quick effect, management is relatively easy, mature technology; Equipment all can use domestic equ
11、ipment; Under the condition of the same capacity, with less equipment, less investment, quick effect of advantage. Diaphragm electrolysis alkali production technology, production equipment is easy to make, material is easy to obtain, is rich in power or electricity price is cheap, but not very stric
12、t to the requirement of caustic soda salinity area, especially near the underground brine or have joint power and steam supply facilities area, are still in common use. Therefore, for the design of diaphragm caustic soda plant is very necessary. This design adopted a new electrolytic alkali producti
13、on technology, the diaphragm electrolysis alkali production technology, in this design, to choose of diaphragm, electrolyser, caustic soda production includes the following processes: brine refining, evaporation alkali, solid alkali, chlorine gas drying.This design is aimed at the core of the proces
14、s part of the electrolytic process for design thinking. This design instruction includes: principle and production process of caustic soda in the production of electrolytic, material and heat balance, main equipment design and selection, and workshop personnel arrangement principle, anti-corrosion s
15、afety, etc. Through the design we finished - other caustic soda production process Keywords: caustic soda ,diaphragm,electrolysis目 录第1章 总论 11.1 概述11.1.1 意义与作用11.1.2 国内外的差距、现状与发展前景21.1.2.1国内金属阳极隔膜电解槽与国外先进水平的差距21.1.2.2国内金属阳极隔膜电解槽的现状21.1.2.3隔膜电解法的发展31.1.2.4相关技术的发展31.2 产品性质与用途51.3原材料规格及技术指标51.3.1原材料规格5
16、1.3.2技术指标61.4我国烧碱工业存在的问题和隔膜法与离子膜法的比较61.4.1 我国烧碱工业存在的问题71.4.2隔膜法与离子膜法的比较7第2章 工艺流程92.1电解工序的生产原理及工艺概述92.1.1工业上应用电解原理制烧碱的几种方法的比较92.1.1.1隔膜法92.1.1.2.水银法10 2.1.1.3离子交换膜法102.1.2生产原理概述92.1.2.1隔膜工作原理92.1.2.2.电解工作原理10 2.2 工艺流程122.2.1具体工艺路线12 2.2.2工艺流程示意图13第3章 工艺计算143.1 电解车间物料衡算143.1.1 化学反应平衡143.1.2 溶液上方蒸汽压计算1
17、3 3.1.3 送入电解槽盐水量143.1.4 副反应163.2 电解车间热量衡算193.2.1 带入电解槽热量193.2.2 带出电解槽热量20第4章 主要设备选型和计算224.1 隔膜电解槽的选择224.1.1 阴极与阳极材料的选择224.1.2 电解槽防腐蚀玻璃钢的设计与制作234.2精盐水高位槽264.3精盐水预热器274.4 电解碱液集中槽274.5电解液贮槽28第5章 非工艺部分295.1 人员配备295.2 车间布置295.3 安全生产305.3.1 安全产生注意事项305.3.2 安全措施305.4 电解系统设备的防腐305.4.1 阳极液系统的防腐305.4.2阴极液系统的防
18、腐315.4.3 隔膜电解槽的防腐315.5 环保与三废处理315.6隔膜法烧碱节能减排措施32 5.6.1 提高入槽盐水质量32 5.6.2 除槽时阴阳极液的回收32 5.6.3 降低蒸发工序动力电耗33第6章技术经济指标分析346.1 主要工艺参数346.1.1 成品固碱的组成346.1.2 各主要物料的实际消耗量346.1.3 主要产品及副产品356.1.4 工资及各项物料、能量价格表356.1.5 建设期每年资金投入366.2 投资估算366.2.1 各种费用投资估算366.3 成本估算376.3.1 各种成本费用估算376.4 收入、税金和利润386.4.1 收入、税金和利润的计算3
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